Гъвкави слънчеви панели: преглед на типичните дизайни, техните характеристики и характеристики на свързване

Слънчевата енергия е един от най-обещаващите и бързо развиващи се алтернативни източници на електроенергия.Това е неограничен ресурс, който може да се използва навсякъде на планетата, без да замърсява околната среда. Съгласете се, би било хубаво да имате собствен алтернативен източник на електроенергия.

Оказва се, че вече можете да преобразувате слънчевата енергия в електричество направо у дома. Вместо обемисти и крехки рамкови панели, сега все повече се използват гъвкави слънчеви панели. Но как може това да се приложи на практика?

Ще ви помогнем да разберете структурата на гъвкавите слънчеви панели и принципа на тяхното действие. Полезни препоръки за избор и монтаж на конструкции са представени в нашата статия. И за по-лесно възприемане на информацията статията съдържа тематични снимки и видеоклипове.

Какво представляват слънчевите панели?

За да разберете дали гъвкавите панели са подходящи за вас за генериране на електричество, трябва да разберете теорията.

Какво е слънчева батерия, как структурата на гъвкавите модели се различава от другите? Също така е много важно да разберете предимствата и недостатъците на този конкретен тип слънчеви клетки, преди да закупите.

Устройство и принципи на действие на гъвкави панели

Принципът на работа на слънчевата батерия се основава на концепцията за фотоволтаиците.Светлината, както е известно, може да се разглежда както като вълна, така и като поток от частици - фотони. Способността да се преобразува енергията на фотоните в електричество е фотоволтаиците.

Първите прототипи на модерни слънчеви панели са изобретени още през 50-те години. Оттогава те са се променили значително както на външен вид, така и на принципа на работа. Фотоволтаичният ефект е възможен благодарение на използването на полупроводници

Полупроводникът е материал, който има специална атомна структура. Полупроводникът от тип n има допълнителни електрони, докато атомите в полупроводника от тип p ги нямат. За сглобяването на фотоклетка се комбинират 2 вида материали, за да се образува двуслойна структура.

Индивидуалните фотоклетки са комбинирани в панели. Панелите могат да бъдат твърди, в издръжлива метална рамка. Сега има тенденция да се олекотява дизайнът на фотопанелите. Гъвкавите и леки соларни клетки набират популярност.

Принципът на работа на слънчевата батерия може да бъде описан по следния начин:

1. Слънчевата светлина удря повърхността на фотоклетката от страната на n-слоя.
2. Фотоните се сблъскват с полупроводникови атоми, "избивайки" допълнителни електрони.
3. Свободните електрони се движат към p-слоя и завършват в атоми с липса на частици.
4. В резултат на това горният слой действа като катод, а долният слой действа като анод.
5. Генерира се постоянен ток, който може лесно да зареди батерията.

Като полупроводници се използват силиций, селен и много други по-скъпи материали.

Правият ток, получен от слънчевия панел, трябва да се преобразува в променлив, тъй като повечето електрически уреди работят с него

За слънчевите клетки с гъвкав филм се използва и полимерно покритие с алуминиеви проводници.Тази структура прави панелите изненадващо тънки и леки.

Тази технология тепърва започва да се развива, но няма съмнение, че има големи перспективи. Но ние ще разгледаме гъвкавите панели в широкия смисъл на това определение.

Можете да прочетете повече за принципите на работа на слънчевите панели, като кликнете върху връзка.

Предимства на гъвкавите слънчеви клетки

Предимствата на гъвкавите слънчеви панели правят този метод за производство на електроенергия един от най-обещаващите:

• тегло;
• размер;
• еластичност;
• производителност;
• многофункционалност;
• ефективност;
• екологичност;
• лекота на работа.

Геометричните и физическите параметри на панелите, като размер и тегло, са от голямо значение, тъй като за осигуряване на електричество на цяла жилищна сграда ще са необходими голям брой панели; при използване на тежки модели може да се наложи укрепване конструкцията на сградата, което значително ще увеличи разходите за монтаж.

Леките и компактни гъвкави елементи няма да повлияят значително на разпределението на натоварването върху рамката на сградата. Те не представляват никаква опасност за покривното покритие

Производителността на силициевите батерии е доста висока. Трудно е да се оцени ефективността в този случай, полупроводниковите панели са в състояние да преобразуват светлината в електричество средно с 20%.

Тоест, ако мощността на слънчевата радиация е 200 W, ще се получи около 40 W електроенергия.

Гъвкавите аморфни слънчеви панели са много по-толерантни към облачно време от конвенционалните твърди структури на базата на силиций.

За сравнение, стандартният слънчев панел може да работи само с 10% от капацитета си при облачно време, докато гъвкавият панел може да работи с около 50% от номиналната си мощност.

Гъвкавостта на слънчевата батерия позволява да се оборудва с покриви с неравни повърхности, керемидени покриви и покрития със сложни форми. В същото време те са доста универсални, подходящи за монтаж на покрив или фасада на сграда

Слънчевата светлина е безплатен и неограничен ресурс. Това е неговото безспорно предимство, което отразява безусловната ефективност на слънчевите панели.

Освен това този метод за производство на енергия е напълно екологичен и по никакъв начин не засяга околната среда и не я уврежда. Освен това, отказвайки се от популярната алтернатива на слънчевата енергия – топлоелектрическите централи, човечеството намалява нивото на замърсяване на въздуха.

Недостатъци на гъвкавите слънчеви панели

Гъвкавите соларни панели също имат много недостатъци. Първо, тази технология тепърва се развива и все още не е достигнала върха на своите възможности. По отношение на производителността гъвкавите аморфни батерии са по-ниски от твърдите поли- или монокристални.

Структурата и принципът на действие на гъвкавите панели е доста сложен, но всеки може да ги използва. Достатъчно е правилно да инсталирате и свържете оборудването

Второ, тънкото фолио и минималният покривен слой се повреждат относително бързо. Гаранционният срок на такива панели е около 3 години.

След това фотоклетките започват постепенно да се развалят и изискват подмяна.

Добрата новина е, че тази индустрия се развива бързо и вече се появяват по-издръжливи и мощни примери за гъвкави слънчеви панели на базата на аморфен силиций

Други недостатъци са присъщи на всички видове слънчеви панели:

• период на изплащане;
• висока цена;
• голям брой скъпо оборудване, в допълнение към самите батерии;
• зависимост от метеорологичните условия.

Гъвкав панел с мощност около 150 W струва приблизително 40 хиляди рубли. или повече, в зависимост от производителя. 20 батерии, комплект батерии и допълнително оборудване ще струват чиста сума. Като се вземе предвид цената на 1 kWh електроенергия, ще трябва да плащате за системата за повече от една година.

Къде и как се използва слънчевата енергия?

Гъвкавите панели се използват в различни области. Преди да изготвите проект за захранване на вашия дом с помощта на тези слънчеви панели, разберете къде се използват и какви са характеристиките на тяхното използване в нашия климат.

Област на приложение на слънчеви панели

Използването на гъвкави слънчеви панели е много широко. Те се използват успешно в електрониката, електрификацията на сградите, автомобилостроенето и самолетостроенето, космическите съоръжения.

В строителството такива панели се използват за осигуряване на електричество на жилищни и промишлени сгради.

Слънчевата енергия може да бъде единствен източник на електричество или да дублира традиционната схема на захранване, така че в случай на недостатъчна ефективност през определен период къщата да не остане без ток.

Преносимите зарядни устройства, базирани на гъвкави слънчеви клетки, са достъпни за всички и се продават навсякъде. Големите гъвкави туристически панели за генериране на електричество във всяка точка на земното кълбо са много популярни сред пътниците.

Много необичайна, но практична идея е да се използва пътната настилка като основа за гъвкави батерии. Специалните елементи са защитени от удари и не се страхуват от големи натоварвания.

Гъвкавите батерии също са добри, защото могат да се използват в почти всяка ситуация. Те могат лесно да бъдат поставени на покрива на автомобил или корпуса на яхта.

Тази идея вече е реализирана. „Слънчевият“ път осигурява енергия на околните села, без да заема нито един допълнителен метър земя.

Характеристики на използването на гъвкави аморфни панели

Тези, които планират да започнат да използват гъвкави слънчеви панели като източник на електроенергия за дома си, трябва да познават спецификата на тяхната работа.

Слънчевите панели с гъвкава метална основа се използват там, където се поставят повишени изисквания към износоустойчивостта на мини електроцентралите:

На първо място, потребителите са загрижени за въпроса: какво да правят през зимата, когато дневните часове са кратки и няма достатъчно електричество за работа на всички устройства?

Да, при облачно време и кратък светъл ден производителността на панелите намалява. Добре е, когато има алтернатива под формата на възможност за преминаване към централизирано захранване. Ако нямате, трябва да се запасите батерии и ги зареждайте в дните, когато времето е благоприятно.

Интересна особеност на слънчевите клетки е, че когато слънчевата клетка се загрее, нейната ефективност намалява значително.

В летните горещини панелите се нагряват, но работят по-зле. През зимата, в слънчев ден, фотоклетките са в състояние да уловят повече светлина и да я превърнат в енергия

Броят на ясните дни в годината зависи от региона. Разбира се, на юг е по-рационално да се използват гъвкави батерии, тъй като слънцето грее там по-дълго и по-често.

Тъй като Земята променя позицията си спрямо Слънцето през деня, е по-добре да поставите панелите универсално - тоест от южната страна под ъгъл от около 35-40 градуса.Тази ситуация ще бъде актуална както сутрин и вечер, така и на обяд.

Инструкции за монтаж на слънчеви панели на покрива

Ако решите, че гъвкавите слънчеви панели на базата на аморфен силиций са това, от което се нуждаете, за да осигурите електричество на частен дом, започнете да планирате работата.

Изберете подходящото оборудване и преценете приблизителния брой панели. След това прочетете правилата за монтаж и последваща поддръжка на соларни клетки.

Но не забравяйте, че използването на традиционни силициеви поли- и монокристални аналози все още е много по-продуктивно.

Етап 1. Изчисляване на броя на панелите

Всяка работа започва с проект. За проектиране трябва да направите необходимите изчисления, а именно:

• дневна консумация на електроенергия;
• обща необходима мощност на фотоклетките;
• капацитет на батерията;
• брой панели.

Най-простото нещо е да се изчисли консумацията на електроенергия. За да направите това, трябва да вземете предвид абсолютно всички електрически уреди, които използвате или теоретично можете да използвате.

Прост пример:

• хладилник – 200 W;
• компютър - 300 W;
• Телевизор – 150 W;
• икономични крушки - 5 броя по 20 W.

Мощността на всяко устройство трябва да бъде посочена в неговата документация или върху корпуса. След добавяне на всички данни получаваме 750 W. Въз основа на тази стойност се избира инвертор - устройство, което преобразува постоянен ток в променлив ток с необходимата честота.

Не забравяйте да направите малък марж и да изберете инвертор с 0,5 kW по-мощен от изчислената стойност. Тоест, за обща мощност от 0,75 kW е подходящо устройство не по-слабо от 1,25 kW

За правилна връзка слънчевите панели са свързани към батериите чрез контролер.Не смесвайте контактите - плюс с плюс, минус с минус. От батерията токът се изпраща към инвертора и след това към електрическите уреди

След това трябва да изберете батерии. Капацитетът на батерията (например 200 A∙h) показва колко ток ще бъде произведен при дадено напрежение за един час.

Можете да изчислите необходимия капацитет, като разделите общата мощност на консуматорите на изходното напрежение на слънчевата батерия. В нашия пример използваме 12 волтови батерии. 750 /12 = 62,5 A∙h.

Но тази формула не е съвсем правилна, тъй като повечето батерии не могат да бъдат разредени до 0. Има определена граница, например 40%. Ако нивото на заряд падне под това, това значително се отразява на експлоатационния живот и работата на батерията.

Този индикатор също трябва да се добави към формулата:

750 W/(12Vx0.4)=156.25 A∙h.

За да постигнете такъв капацитет, можете да комбинирате в системата група от 2 батерии по 100 Ah всяка.

Броят на панелите се изчислява въз основа на мощността на избрания модел и региона, в който ще бъдат инсталирани. Значението на региона е трудно да се надценява. В идеалния случай трябва да намерите дневните нива на слънчева радиация за вашия район. За надеждност се взема минималната стойност за годината, приблизително в края на декември.

Схематично нивото на слънчева светлина в различните региони може да се изобрази по следния начин. Числените стойности могат да бъдат намерени в специализирани справочници или в Интернет

Умножавайки тази цифра по броя на календарните дни на месеца, получаваме броя на киловатите на 1 m2 гъвкава слънчева батерия за декември. Например в Москва е 0,33x31=10,23 kW/m2, а за Сочи – 1,25x31=38,75 kW/m2. Тази цифра се нарича брой пикочасове.

След това от условния максимум 0,75 kW, консумиран от всички устройства едновременно, изчисляваме средната месечна консумация - около 25 kW. За един месец нашите гъвкави батерии трябва да произвеждат поне 25 000 W, но е по-добре да направите малък резерв и да закръглите до 30 kW.

Следователно за 1 пико-час в Москва трябва да бъде 30/10,23 = 2,93 kW. Ако избраните панели са с мощност 150 W, тогава не е трудно да се изчисли техният брой: 2,93 / 0,15 = 20 броя.

След такива прости изчисления можете да изберете подходящ инвертор, контролер, батерии и самите гъвкави фотоволтаични панели в необходимото количество.

Стъпка 2. Правила за монтаж

Монтирането на гъвкави слънчеви клетки може да направите сами.

За да направите това, трябва да решите къде точно ще поставите вашите панели:

• на покрива на сграда;
• на фасадата на къщата;
• върху свободностояща конструкция;
• комбинирана схема.

Най-популярният вариант е на покрива. Ако формата или конфигурацията на покрива не позволява това, по-добре е да се изгради допълнителна рамка, върху която да се поставят батериите. Това е по-скъпо, но ако покривът е засенчен или трудно достъпен, тази опция става рационална.

Разположението на фасадата се използва, когато няма достатъчно място на покрива. Панелите могат да станат част от дизайнерската идея и да играят ролята на декорация на дома

Гъвкавите слънчеви фотоволтаични клетки имат лепкав смолист слой от долната страна.

Достатъчно е да премахнете защитното фолио и да залепите панела на избраното място. Разбира се, повърхността трябва да бъде почистена и измита преди монтажа.

Не са необходими специални инструменти за монтаж. Основното е да се грижите за вашата безопасност, докато работите на покрива.Също така е много важно да следвате схемата за свързване на оборудването и да не нарушавате последователността

От едната страна модулът на соларната батерия има 2 кабела. Всеки панел е позициониран така, че тези проводници по-късно да могат да бъдат комбинирани в една шина за серийна връзка.

Също така препоръчваме да прочетете нашия друг материал, който описва подробно инсталационните схеми и методите за свързване на слънчеви панели. Повече информация - Тук.

Стъпка #3. Грижи за системата след инсталация

След като гъвкавите слънчеви клетки бъдат инсталирани, те ще трябва да бъдат постоянно поддържани и наблюдавани, в противен случай ефективността им може да спадне драстично. Основното е да поддържате панелите чисти. Прах, мръсотия, птичи изпражнения – всички тези фактори намаляват производителността на системата, защото ограничават поглъщането на слънчева светлина от соларните клетки.

Слънчевите панели трябва да се избършат, когато се замърсят. Ето защо не се препоръчва да ги поставяте на труднодостъпни места на сложен покрив.

Ако вашата система не може да бъде обслужвана сами, винаги можете да намерите изпълнител с подходяща технология и оборудване. Разбира се, ще струва повече.

Можете да миете слънчеви панели на основата на аморфен силиций, както и техните твърди аналози, с обикновена влажна гъба или микрофибърна кърпа. Панелът не се страхува от вода (в края на краищата това оборудване е инсталирано на открито), ако ги миете редовно, те ще издържат по-дълго

Друг проблем, който е актуален за нашите региони, е снегът. През зимата батериите се покриват със сняг и спират да функционират. Утайката трябва постоянно да се почиства, но не прекалено грубо, в противен случай самото оборудване може да се повреди.

Изводи и полезно видео по темата

Видеоклипове и рецензии, които обсъждат гъвкави панели от популярни производители, ще ви помогнат да направите правилния избор. Ще можете да видите как ще изглежда вашият дом след инсталирането на оборудването, специалистите ще ви помогнат да изберете правилния брой батерии и да прегледате правилата за инсталиране.

Как работят гъвкавите слънчеви панели и от какво са направени:

Можете да инсталирате гъвкава батерия в апартамент на фасадата на висока сграда, защо не:

Още малко за производството и предимствата на гъвкавите елементи:

Слънчевите панели позволяват да станете енергийно независими и да не се налага да следите цените на бензина и комуналните услуги. Ако инвестирате определена сума веднъж, ще можете да консумирате неограничено енергия за използване на домакински електроуреди, отопление на дома и презареждане на батерията на електрически автомобил. Все повече хора преминават към алтернативна енергия, защото това е бъдещето.

Ако имате необходимите знания или опит по темата на нашата статия, моля, споделете го с нашите читатели. Или може би ви се е налагало сами да инсталирате соларни панели? Разкажи ни как го направи. Можете да допълвате вашите коментари със снимки.