Elastīgie saules paneļi: pārskats par tipiskiem dizainiem, to īpašībām un savienojuma iezīmēm

Saules enerģija ir viens no daudzsološākajiem un strauji augošajiem alternatīvajiem elektroenerģijas avotiem.Šis ir neierobežots resurss, ko var izmantot jebkurā vietā uz planētas, nepiesārņojot vidi. Piekrītu, būtu jauki, ja jums būtu savs alternatīvs elektroenerģijas avots.

Izrādās, ka tagad saules enerģiju var pārvērst elektrībā tieši mājās. Lielgabarīta un trauslu rāmja paneļu vietā tagad arvien vairāk tiek izmantoti elastīgi saules paneļi. Bet kā to var īstenot praksē?

Palīdzēsim izprast elastīgo saules paneļu uzbūvi un darbības principu. Noderīgi ieteikumi konstrukciju izvēlei un uzstādīšanai ir sniegti mūsu rakstā. Un, lai atvieglotu informācijas uztveri, rakstā ir tematiskas fotogrāfijas un video.

Kas ir saules paneļi?

Lai saprastu, vai elastīgie paneļi ir piemēroti elektroenerģijas ražošanai, jums ir jāsaprot teorija.

Kas ir saules baterija, kā elastīgo modeļu struktūra atšķiras no citiem? Tāpat ir ļoti svarīgi pirms iegādes noskaidrot šī konkrētā veida saules bateriju priekšrocības un trūkumus.

Elastīgo paneļu uzbūve un darbības principi

Saules baterijas darbības princips ir balstīts uz fotoelementu koncepciju.Gaismu, kā zināms, var uzskatīt gan par vilni, gan par daļiņu – fotonu – plūsmu. Spēja pārveidot fotonu enerģiju elektroenerģijā ir fotoelementi.

Pirmie moderno saules paneļu prototipi tika izgudroti 50. gados. Kopš tā laika tie ir būtiski mainījušies gan pēc izskata, gan darbības principa. Fotoelementu efekts ir iespējams, izmantojot pusvadītājus

Pusvadītājs ir materiāls, kam ir īpaša atomu struktūra. N-veida pusvadītājā ir papildu elektroni, savukārt p-tipa pusvadītāja atomiem to trūkst. Lai saliktu fotoelementu, tiek apvienoti 2 veidu materiāli, veidojot divslāņu struktūru.

Atsevišķi fotoelementi tiek apvienoti paneļos. Paneļi var būt stingri, izturīgā metāla rāmī. Tagad ir tendence atvieglot foto paneļu dizainu. Elastīgās un vieglās saules baterijas kļūst arvien populārākas.

Saules baterijas darbības principu var raksturot šādi:

1. Saules gaisma saskaras ar fotoelementa virsmu no n-slāņa puses.
2. Fotoni saduras ar pusvadītāju atomiem, “izsitot” papildu elektronus.
3. Brīvie elektroni virzās uz p-slāni un nonāk atomos ar daļiņu trūkumu.
4. Rezultātā augšējais slānis darbojas kā katods, bet apakšējais - kā anods.
5. Tiek ģenerēta līdzstrāva, kas var viegli uzlādēt akumulatoru.

Kā pusvadītāji tiek izmantoti silīcijs, selēns un daudzi citi dārgāki materiāli.

No saules paneļa saņemtā līdzstrāva jāpārvērš maiņstrāvā, jo lielākā daļa elektroierīču darbojas ar to

Elastīgās plēves saules baterijām tiek izmantots arī polimēru pārklājums ar alumīnija vadītājiem.Šī struktūra padara paneļus pārsteidzoši plānus un vieglus.

Šī tehnoloģija tikai sāk attīstīties, taču nav šaubu, ka tai ir lielas izredzes. Bet mēs aplūkosim elastīgos paneļus šīs definīcijas plašā nozīmē.

Vairāk par saules paneļu darbības principiem var izlasīt, klikšķinot uz saite.

Elastīgo saules bateriju priekšrocības

Elastīgo saules paneļu priekšrocības padara šo elektroenerģijas ražošanas metodi par vienu no daudzsološākajām:

• svars;
• Izmērs;
• elastība;
• sniegums;
• daudzpusība;
• efektivitāte;
• videi draudzīgums;
• darbības vienkāršība.

Liela nozīme ir paneļu ģeometriskajiem un fizikālajiem parametriem, piemēram, izmēram un svaram, jo, lai nodrošinātu elektrību visai dzīvojamai ēkai, būs nepieciešams liels skaits paneļu; izmantojot smagus modeļus, var būt nepieciešams nostiprināt. ēkas konstrukciju, kas būtiski palielinās uzstādīšanas izmaksas.

Vieglie un kompaktie elastīgie elementi būtiski neietekmēs ēkas karkasa slodzes sadalījumu. Tie neapdraud jumta segumus

Silīcija akumulatoru veiktspēja ir diezgan augsta. Šajā gadījumā ir grūti novērtēt efektivitāti, pusvadītāju paneļi spēj pārvērst gaismu elektroenerģijā vidēji par 20%.

Tas ir, ja saules starojuma jauda ir 200 W, tiks saņemta aptuveni 40 W elektroenerģijas.

Elastīgie amorfie saules paneļi ir daudz izturīgāki pret mākoņainiem laikapstākļiem nekā parastās cietās silīcija bāzes konstrukcijas.

Salīdzinājumam, standarta saules panelis var darboties tikai ar 10% no jaudas mākoņainā laikā, savukārt elastīgs panelis saražo aptuveni 50% no tā nominālās jaudas.

Saules baterijas elastība ļauj to aprīkot ar jumtiem ar nelīdzenām virsmām, dakstiņu jumtiem, sarežģītu formu pārsegumiem. Tajā pašā laikā tie ir diezgan daudzpusīgi, piemēroti uzstādīšanai uz ēkas jumta vai fasādes

Saules gaisma ir bezmaksas un neierobežots resurss. Tā ir tā neapšaubāmā priekšrocība, kas atspoguļo saules paneļu beznosacījumu efektivitāti.

Turklāt šī enerģijas ražošanas metode ir pilnīgi videi draudzīga un nekādā veidā neietekmē vidi un nekaitē tai. Turklāt, atsakoties no populārās alternatīvas saules enerģijai - termoelektrostacijām, cilvēce samazina gaisa piesārņojuma līmeni.

Elastīgo saules paneļu trūkumi

Elastīgajiem saules paneļiem ir arī daudz trūkumu. Pirmkārt, šī tehnoloģija tikai attīstās un vēl nav sasniegusi savu iespēju maksimumu. Veiktspējas ziņā elastīgās amorfās baterijas ir zemākas par stingrām poli- vai monokristāliskajām.

Elastīgo paneļu uzbūve un darbības princips ir diezgan sarežģīti, taču tos var izmantot ikviens. Pietiek pareizi uzstādīt un pievienot aprīkojumu

Otrkārt, plānā folija un minimālais pārklājuma slānis salīdzinoši ātri sabojājas. Garantijas laiks šādiem paneļiem ir aptuveni 3 gadi.

Pēc tam fotoelementi sāk pakāpeniski sabojāties un ir jānomaina.

Labā ziņa ir tā, ka šī nozare strauji attīstās un jau parādās izturīgāki un jaudīgāki elastīgu saules paneļu piemēri, kuru pamatā ir amorfs silīcijs.

Citi trūkumi ir raksturīgi visu veidu saules paneļiem:

• atmaksāšanās periods;
• augsta cena;
• liels skaits dārgu iekārtu, papildus pašām baterijām;
• atkarība no laika apstākļiem.

Elastīgs panelis ar jaudu aptuveni 150 W maksā aptuveni 40 tūkstošus rubļu. vai vairāk, atkarībā no ražotāja. 20 baterijas, bateriju komplekts un papildu aprīkojums maksās kārtīgu summu. Ņemot vērā elektrības 1 kW stundas izmaksas, par sistēmu būs jāmaksā vairāk nekā vienu gadu.

Kur un kā tiek izmantota saules enerģija?

Elastīgie paneļi tiek izmantoti dažādās jomās. Pirms sastādiet projektu savas mājas apgādāšanai, izmantojot šos saules paneļus, noskaidrojiet, kur tie tiek izmantoti un kādas ir to izmantošanas iezīmes mūsu klimatiskajos apstākļos.

Saules paneļu pielietojuma zona

Elastīgo saules paneļu izmantošana ir ļoti plaša. Tos veiksmīgi izmanto elektronikā, ēku elektrifikācijā, automašīnu un lidmašīnu ražošanā, kā arī kosmosa objektos.

Būvniecībā šādus paneļus izmanto dzīvojamo un rūpniecisko ēku nodrošināšanai ar elektrību.

Saules enerģija var būt vienīgais elektroenerģijas avots, vai arī tā var dublēt tradicionālo elektroapgādes shēmu, lai nepietiekamas efektivitātes gadījumā noteiktā laika periodā māja nepaliktu bez strāvas.

Pārnēsājamie lādētāji, kuru pamatā ir elastīgas saules baterijas, ir pieejami ikvienam un tiek pārdoti visur. Lieli elastīgi tūristu paneļi elektroenerģijas ražošanai jebkurā pasaules malā ir ļoti populāri ceļotāju vidū.

Ļoti neparasta, bet praktiska ideja ir izmantot ceļa segumu par pamatu elastīgiem akumulatoriem. Īpašie elementi ir aizsargāti no triecieniem un nebaidās no lielas slodzes.

Elastīgie akumulatori ir arī labi, jo tos var izmantot gandrīz jebkurā situācijā. Tos var viegli novietot uz automašīnas jumta vai jahtas korpusa.

Šī ideja jau ir īstenota. “Saules” ceļš nodrošina enerģiju apkārtējiem ciemiem, neaizņemot nevienu papildu zemes metru.

Elastīgu amorfo paneļu izmantošanas iezīmes

Tiem, kuri plāno sākt izmantot elastīgos saules paneļus kā elektroenerģijas avotu savai mājai, būtu jāzina to darbības specifika.

Saules paneļi ar elastīgu metāla pamatni tiek izmantoti, ja tiek izvirzītas paaugstinātas prasības mini elektrostaciju nodilumizturībai:

Pirmkārt, lietotājus satrauc jautājums: ko darīt ziemā, kad dienas gaišais laiks ir īss un nav pietiekami daudz elektrības, lai darbinātu visas ierīces?

Jā, mākoņainā laikā un īsās dienas gaismas stundās paneļu veiktspēja samazinās. Ir labi, ja ir alternatīva iespēja pārslēgties uz centralizētu barošanas avotu. Ja jums tā nav, jums ir jāuzkrāj baterijas un uzlādējiet tos dienās, kad laika apstākļi ir labvēlīgi.

Interesanta saules bateriju īpašība ir tā, ka saules baterijai uzsilstot, tās efektivitāte ievērojami samazinās.

Vasaras karstumā paneļi sakarst, taču tie darbojas sliktāk. Ziemā, saulainā dienā, fotoelementi spēj uztvert vairāk gaismas un pārvērst to enerģijā

Skaidro dienu skaits gadā ir atkarīgs no reģiona. Protams, dienvidos racionālāk ir izmantot elastīgas baterijas, jo tur saule spīd ilgāk un biežāk.

Tā kā Zeme dienas laikā maina savu pozīciju attiecībā pret Sauli, paneļus labāk novietot universāli - tas ir, dienvidu pusē aptuveni 35-40 grādu leņķī.Šī situācija būs aktuāla gan rīta un vakara stundās, gan pusdienlaikā.

Norādījumi saules paneļu uzstādīšanai uz jumta

Ja nolemjat, ka elastīgi saules paneļi uz amorfā silīcija bāzes ir tas, kas jums nepieciešams, lai nodrošinātu elektrību privātmājai, sāciet plānot darbu.

Izvēlieties atbilstošo aprīkojumu un novērtējiet aptuveno paneļu skaitu. Pēc tam izlasiet noteikumus par saules bateriju uzstādīšanu un turpmāko apkopi.

Bet atcerieties, ka tradicionālo silīcija poli- un monokristālisko analogu izmantošana joprojām ir daudz produktīvāka.

1. darbība. Paneļu skaita aprēķins

Jebkurš darbs sākas ar projektu. Projektēšanai ir jāveic nepieciešamie aprēķini, proti:

• ikdienas elektroenerģijas patēriņš;
• fotoelementu kopējā nepieciešamā jauda;
• akumulatora ietilpība;
• paneļu skaits.

Vienkāršākais ir aprēķināt elektroenerģijas patēriņu. Lai to izdarītu, jāņem vērā pilnīgi visas elektroierīces, kuras lietojat vai teorētiski varat izmantot.

Vienkāršs piemērs:

• ledusskapis – 200 W;
• dators - 300 W;
• TV – 150 W;
• ekonomiskās spuldzes - 5 gab. 20 W katra.

Katras ierīces jauda jānorāda tās dokumentācijā vai korpusā. Pēc visu datu pievienošanas mēs iegūstam 750 W. Pamatojoties uz šo vērtību, tas tiek atlasīts invertors - ierīce, kas pārvērš līdzstrāvu maiņstrāvā ar nepieciešamo frekvenci.

Noteikti izveidojiet nelielu rezervi un izvēlieties invertoru par 0,5 kW jaudīgāku nekā aprēķinātā vērtība. Tas nozīmē, ka kopējai jaudai 0,75 kW ir piemērota ierīce, kas nav mazāka par 1,25 kW

Pareizam savienojumam saules paneļi ir savienoti ar akumulatoriem, izmantojot kontrolieri.Nejauciet kontaktus - plus pret plus, mīnuss pret mīnusu. No akumulatora strāva tiek nosūtīta uz invertoru un pēc tam uz elektroierīcēm

Pēc tam jums jāizvēlas baterijas. Akumulatora ietilpība (piemēram, 200 A∙h) parāda, cik daudz strāvas tiks ražots pie noteikta sprieguma stundā.

Jūs varat aprēķināt nepieciešamo jaudu, dalot kopējo patērētāju jaudu ar saules baterijas izejas spriegumu. Mūsu piemērā mēs izmantojam 12 voltu baterijas. 750 /12 = 62,5 A∙h.

Bet šī formula nav pilnīgi pareiza, jo lielāko daļu akumulatoru nevar izlādēt līdz 0. Ir noteikts ierobežojums, piemēram, 40%. Ja uzlādes līmenis nokrītas zem šī līmeņa, tas būtiski ietekmē akumulatora kalpošanas laiku un veiktspēju.

Šis rādītājs ir jāpievieno arī formulai:

750 W/(12 Vx0,4) = 156,25 A∙h.

Lai sasniegtu šādu jaudu, sistēmā varat apvienot 2 akumulatoru grupu, katrs pa 100 Ah.

Paneļu skaits tiek aprēķināts, pamatojoties uz izvēlētā modeļa jaudu un reģionu, kurā tie tiks uzstādīti. Reģiona nozīmi ir grūti pārvērtēt. Ideālā gadījumā jums ir jāatrod ikdienas saules starojuma līmenis jūsu reģionā. Uzticamībai tiek ņemta gada minimālā vērtība, aptuveni decembra beigās.

Shematiski insolācijas līmeni dažādos reģionos var attēlot šādi. Skaitliskās vērtības var atrast specializētās uzziņu grāmatās vai internetā

Reizinot šo skaitli ar mēneša kalendāro dienu skaitu, iegūstam kilovatu skaitu uz 1 m2 elastīgas saules baterijas decembrim. Piemēram, Maskavā tas ir 0,33x31=10,23 kW/m2, bet Sočiem – 1,25x31=38,75 kW/m2. Šo skaitli sauc par piko stundu skaitu.

Tad no nosacītā maksimālā 0,75 kW, ko vienlaikus patērē visas ierīces, mēs aprēķinām vidējo mēneša patēriņu - aptuveni 25 kW. Mēneša laikā mūsu elastīgajiem akumulatoriem vajadzētu ražot vismaz 25 000 W, bet labāk ir izveidot nelielu rezervi un noapaļot līdz 30 kW.

Tāpēc uz 1 piko stundu Maskavā tai jābūt 30/10,23 = 2,93 kW. Ja atlasīto paneļu jauda ir 150 W, tad nav grūti aprēķināt to skaitu: 2,93/0,15 = 20 gab.

Pēc šādiem vienkāršiem aprēķiniem jūs varat izvēlēties piemērotu invertoru, kontrolieris, akumulatoru un paši elastīgie fotoelektriskie paneļi vajadzīgajā daudzumā.

2. darbība. Uzstādīšanas noteikumi

Elastīgo saules bateriju uzstādīšanu varat veikt pats.

Lai to izdarītu, jums ir jāizlemj, kur tieši novietosiet paneļus:

• uz ēkas jumta;
• uz mājas fasādes;
• uz brīvi stāvošas konstrukcijas;
• kombinētā shēma.

Populārākā iespēja ir uz jumta. Ja jumta forma vai konfigurācija to neļauj, labāk ir uzbūvēt papildu rāmi, uz kura novietot baterijas. Tas ir dārgāks, taču, ja jumts ir noēnots vai grūti sasniedzams, šī iespēja kļūst racionāla.

Atrašanās vieta uz fasādes tiek izmantota, ja uz jumta nav pietiekami daudz vietas. Paneļi var kļūt par dizaina idejas daļu un spēlēt mājas dekorēšanas lomu

Elastīgo saules fotoelementu apakšpusē ir lipīgs sveķains slānis.

Pietiek noņemt aizsargplēvi un pielīmēt paneli izvēlētajā vietā. Protams, pirms uzstādīšanas virsma ir jānotīra un jānomazgā.

Uzstādīšanai nav nepieciešami īpaši instrumenti. Galvenais ir rūpēties par savu drošību, strādājot uz jumta.Ir arī ļoti svarīgi ievērot aprīkojuma savienojuma shēmu un nepārkāpt secību

Saules baterijas modulim vienā pusē ir 2 kabeļi. Katrs panelis ir novietots tā, lai vēlāk šos vadus varētu apvienot vienā kopnē seriālajam savienojumam.

Mēs iesakām izlasīt arī citu mūsu materiālu, kurā ir sīki aprakstītas uzstādīšanas shēmas un metodes saules paneļu pievienošanai. Skatīt vairāk - Šeit.

3. darbība. Sistēmas kopšana pēc uzstādīšanas

Kad elastīgās saules baterijas ir uzstādītas, tās būs pastāvīgi jāuztur un jāuzrauga, pretējā gadījumā to efektivitāte var krasi samazināties. Galvenais, lai paneļi būtu tīri. Putekļi, netīrumi, putnu izkārnījumi – visi šie faktori samazina sistēmas veiktspēju, jo ierobežo saules gaismas absorbciju saules baterijās.

Saules paneļi ir jānoslauka, kad tie kļūst netīri. Tāpēc nav ieteicams tos novietot grūti sasniedzamās vietās uz sarežģīta jumta.

Ja jūs pats nevarat apkalpot jūsu sistēmu, jūs vienmēr varat atrast darbuzņēmēju ar atbilstošu tehnoloģiju un aprīkojumu. Protams, tas maksās vairāk.

Jūs varat mazgāt saules paneļus, kuru pamatā ir amorfs silīcijs, tāpat kā to cietos kolēģus, ar parastu mitru sūkli vai mikrošķiedras drānu. Panelis nebaidās no ūdens (galu galā šis aprīkojums ir uzstādīts ārpus telpām), regulāri mazgājot, tie kalpos ilgāk

Vēl viena mūsu reģioniem aktuāla problēma ir sniegs. Ziemā akumulatori ir pārklāti ar sniegu un pārstāj darboties. Nosēdumi ir pastāvīgi jātīra, bet ne pārāk rupji, pretējā gadījumā var tikt bojāta pati iekārta.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Videoklipi un pārskati, kuros apspriesti populāru ražotāju elastīgie paneļi, palīdzēs izdarīt pareizo izvēli. Kā izskatīsies jūsu mājoklis, varēsiet redzēt pēc iekārtu uzstādīšanas, speciālisti palīdzēs izvēlēties pareizo bateriju skaitu un pārskatīs uzstādīšanas noteikumus.

Kā darbojas elastīgie saules paneļi un no kā tie ir izgatavoti:

Elastīgu akumulatoru var uzstādīt dzīvoklī uz augstceltnes fasādes, kāpēc gan ne:

Nedaudz vairāk par elastīgo elementu ražošanu un priekšrocībām:

Saules paneļi ļauj kļūt neatkarīgiem no enerģijas un nav jāuzrauga benzīna un komunālo pakalpojumu cenas. Vienreiz ieguldot noteiktu summu, varēsiet patērēt neierobežotu enerģiju sadzīves elektroierīču lietošanai, mājas apkure un elektriskā transportlīdzekļa akumulatora uzlāde. Arvien vairāk cilvēku pāriet uz alternatīvo enerģiju, jo tā ir nākotne.

Ja jums ir nepieciešamās zināšanas vai pieredze par mūsu raksta tēmu, lūdzu, dalieties tajā ar mūsu lasītājiem. Vai varbūt pašam ir nācies uzstādīt saules paneļus? Pastāstiet mums, kā jums tas izdevās. Jūs varat papildināt savus komentārus ar fotogrāfijām.