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

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

Оказва се, че сега слънчевата енергия може да се преобразува в електричество точно вкъщи. Вместо обемни и крехки рамкови панели, все по-често се използват гъвкави слънчеви панели. Но как да го приложим на практика?

Ще помогнем да се справим с устройството на гъвкави слънчеви панели и принципа на тяхната работа. Полезни препоръки за избора и монтажа на конструкции са представени в нашата статия. А за улеснение на възприемането на информация, статията съдържа тематични фотографии и видеоклипове.

Какво представляват слънчевите панели?

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

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

Структурата и принципите на работа на гъвкавите панели

Принципът на работа на слънчевата батерия се основава на такава концепция като фотоволтаиците. Светлината, както знаете, може да се разглежда и като вълна, и като поток от частици - фотони. Възможността за преобразуване на фотонната енергия в електричество е фотоволтаиката.

Първите прототипи на съвременните слънчеви клетки са изобретени още през 50-те години. Оттогава те са се променили значително както външно, така и според принципа на работа. Фотоелектричният ефект става възможен чрез използването на полупроводници

Полупроводникът е материал, който има специална атомна структура.Полупроводник от n тип има допълнителни електрони, а атоми от полупроводников тип p ги липсват. За сглобяване на фотоклетката, 2 вида материали се комбинират, за да образуват двуслойна структура.

Отделни фотоклетки се комбинират в панел. Панелите могат да бъдат твърди, в здрава метална рамка. Сега има тенденция за улесняване на дизайна на фото панели. Гъвкавите и леки слънчеви клетки набират популярност.

Принципът на работа на слънчевата батерия може да бъде описан, както следва:

1. Слънчевата светлина удря повърхността на фотоклетката от страната на n-слоя.
2. Фотоните се сблъскват с атомите на полупроводника, "избивайки" излишните електрони.
3. Свободните електрони се придвижват към p-слоя и попадат в атоми с липса на частици.
4. В резултат горният слой действа като катод, а долният слой действа като анод.
5. Той произвежда постоянен ток, който лесно може да зарежда батерията.

Силиций, селен и много по-скъпи материали се използват като полупроводници.

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

За гъвкави филмови слънчеви панели се използва и полимерно пръскане с алуминиеви проводници. Тази структура прави панелите изненадващо тънки и леки.

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

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

Предимствата на гъвкавите слънчеви клетки

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

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

Геометричните и физическите параметри на панелите, като размер и тегло, са от голямо значение, тъй като ще е необходим голям брой панели, за да се осигури електричество на цялата сграда на апартамента, при използване на тежки модели може да се наложи укрепване на структурата на сградата, т.е.което значително ще увеличи разходите за монтаж.

Леките и компактни гъвкави елементи не могат да повлияят значително на разпределението на натоварването върху рамката на сградата. Те не носят опасност за покрива

Производителността на силиконовите 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 вата, ще се получат около 40 вата електроенергия.

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

За сравнение, стандартната слънчева батерия при облачно време може да работи само при 10% от капацитета си, докато гъвкавият панел произвежда около 50% от номиналните стойности.

Гъвкавостта на соларния панел позволява той да бъде оборудван с неравномерни покриви, керемиди и сложни покрития. В същото време те са доста универсални, подходящи за монтаж на покрива или фасадата на сграда

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

В допълнение, този метод за производство на енергия е напълно екологичен, не влияе върху състоянието на околната среда и не вреди. Освен това, изоставяйки популярната алтернатива на слънчевата енергия - топлоелектрическите централи, човечеството намалява нивото на замърсяване на въздуха.

Недостатъци на гъвкавите слънчеви панели

Недостатъците на гъвкавите слънчеви панели също са достатъчни. Първо, тази технология се развива само и все още не е достигнала върха на възможностите си. По отношение на производителността гъвкавите аморфни батерии са по-ниски от твърдите поли- или еднокристални.

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

Второ, тънкото фолио и минималният слой покритие се провалят сравнително бързо. Гаранционният срок на експлоатация на такива панели е около 3 години.

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

Окуражаващо е, че тази индустрия се развива бързо и вече се появяват по-трайни и мощни екземпляри от гъвкави слънчеви панели, базирани на аморфен силиций.

Други недостатъци са присъщи на всички видове слънчеви панели:

• време за изплащане;
• висока цена;
• голям брой скъпо оборудване, в допълнение към самите батерии;
• зависи от времето.

Гъвкав панел с мощност около 150 вата струва около 40 хиляди рубли. или повече, в зависимост от производителя. 20 батерии, комплект батерии и допълнително оборудване ще струват кръгла сума. 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 съставите проект за енергийно снабдяване у дома, използвайки тези слънчеви панели, разберете къде се използват и какви са характеристиките на тяхното използване в нашия климат.

Обхват на слънчевите панели

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

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

Слънчевата енергия може да бъде единственият източник на електроенергия или може да дублира традиционната схема за захранване, така че в случай на недостатъчна ефективност през определен период къщата да не остане без изтощение

Гъвкавите преносими зарядни устройства за соларни клетки са достъпни за всички и се продават навсякъде. Големите гъвкави туристически панели за производство на електроенергия във всяко кътче на земното кълбо са много популярни сред пътуващите.

Много необичайна, но практична идея е използването на пътно платно като основа за гъвкави батерии. Специалните елементи са защитени от удар и не се страхуват от тежки товари.

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

Тази идея вече е реализирана. „Слънчевият“ път осигурява енергия на околните села, като не 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 електричество за дома си, трябва да знаят характеристиките на тяхната работа.

Използват се слънчеви панели с гъвкава метална основа, когато се изискват повишени изисквания към издръжливостта на мини-централите:

На първо място, потребителите са загрижени от въпроса: какво да правят през зимата, когато светлинният ден е кратък и няма достатъчно електричество за всички устройства?

Да, при облачно време и кратки дневни часове, работата на панела е намалена. Добре е, когато има алтернатива под формата на възможност за преминаване към централизирано захранване. Ако не, трябва да се запасите батерия и ги зареждайте в онези дни, когато времето е благоприятно.

Интересна особеност на соларните панели е, че когато фотоклетката се нагрява, нейната ефективност значително намалява.

През летните горещини панелите се нагряват, но работят по-зле. През зимата, в слънчев ден, слънчевите клетки са в състояние да улавят повече светлина и да я преобразуват в енергия

Броят на ясните дни в годината варира в зависимост от региона. Разбира се, на юг е по-рационално да използвате 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 подредите панелите универсално - тоест от южната страна под ъгъл около 35-40 градуса. Тази ситуация ще бъде актуална както в сутрешните и вечерните часове, така и по обяд.

Инструкция за монтаж на слънчеви панели на покрива

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

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

Но не забравяйте, че използването на традиционните силиконови поли- и монокристални аналози е много по-продуктивно досега.

Стъпка №1. Изчисляване на броя на панелите

Всяка работа започва с проекта. За дизайна трябва да направите необходимите изчисления, а именно:

• ежедневна консумация на електроенергия;
• обща необходима мощност на фотоклетки;
• капацитет на батерията;
• брой панели.

Най-простото е да се изчисли консумацията на електроенергия. За целта вземете предвид абсолютно всички електрически уреди, които използвате или теоретично могат да използват.

Прост пример:

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

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

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

За правилното свързване слънчевите панели са свързани към батериите чрез контролера. Не смесвайте контакти - плюс към плюсове, минус до минус. От батерията токът се насочва към инвертора, а след това към електрическите уреди

След това трябва да вземете батериите. Капацитетът на батерията (например, 200 A показва h) показва какъв ток ще бъде изведен при дадено напрежение за час.

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

Но такава формула не е напълно вярна, тъй като повечето батерии не могат да бъдат разредени до 0. Има определено ограничение, например 40%. Ако нивото на заряд падне под това, това значително се отразява на живота и качеството на батерията.

Този индикатор също трябва да бъде добавен към формулата:

750 W / (12V × 0,4) = 156,25 A ∙ h.

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

Броят на панелите се изчислява въз основа на мощността на избрания модел и региона, в който те ще бъдат инсталирани. Значението на региона е трудно за надценяване. В идеалния случай трябва да намерите стойностите на дневното ниво на слънчевата радиация за вашия район. За надеждност се приема минималната стойност за годината, ориентировъчно - в края на декември.

Схематично нивото на инсолация в различни региони може да бъде представено по следния начин. Числовите стойности могат да бъдат намерени в специализирани директории или в Интернет

Умножавайки този показател по броя на календарните дни от месеца, получаваме броя на киловата на 1 м2 гъвкава слънчева батерия през декември. Например в Москва това е 0,33x31 = 10,23 kW / m2, а за Сочи - 1,25x31 = 38,75 kW / m2. Този индикатор се нарича броят на часовете.

Тогава от условния максимум 0.75 kW, консумиран от всички устройства едновременно, изчисляваме средното месечно потребление - около 25 kW. За месец нашите гъвкави батерии трябва да генерират най-малко 25 000 вата и е по-добре да направим малко захранване и да закръгляме до 30 кВт.

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

След толкова прости изчисления можете да изберете подходящ инвертор, контролера, батерията и самите гъвкави фотоволтаични панели в нужното количество.

Стъпка №2. Правила за инсталиране

Инсталирането на гъвкави слънчеви клетки може да направите сами.

За целта си струва да определите къде точно ще поставите панелите си:

• на покрива на сградата;
• на фасадата на къщата;
• върху отделна структура;
• комбинирана верига

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

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

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

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

Не е необходим специализиран инструмент за инсталиране. Основното е да се грижите за вашата безопасност, докато работите на покрива. Също така е много важно да се спазва схемата на свързване на оборудването и да не се нарушава последователността

От едната страна соларният модул има 2 извеждащи кабела. Всеки панел е разположен така, че впоследствие тези проводници да могат да се комбинират с една шина за серийна връзка.

Също така препоръчваме да прочетете другия ни материал, който подробно описва схемите за инсталиране и методите за свързване на слънчеви панели. Повече подробности - тук.

Стъпка №3. Поддръжка на системата след инсталирането

След инсталирането на гъвкави слънчеви клетки, те ще трябва да бъдат постоянно обгрижвани и наблюдавани, в противен случай тяхната ефективност може драстично да спадне. Основното е да поддържате панелите чисти. Прах, мръсотия, птичи изхвърляния - всички тези фактори намаляват работата на системата, тъй като ограничават усвояването на слънчевата светлина от фотоклетките.

Слънчевите панели трябва да се избърсват, тъй като се замърсяват. Ето защо не се препоръчва да ги поставяте на трудно достъпни места на сложен покрив.

Ако вашата система не може да бъде обслужвана от вас сами, винаги можете да намерите художник с подходящи машини и оборудване. Разбира се, ще бъде по-скъпо.

Соларните панели на базата на аморфен силиций, като твърди аналози, могат да бъдат измити с обикновена мокра гъба или кърпа от микрофибър. Панелът не се страхува от вода (в края на краищата това оборудване е инсталирано на открито), ако ги миете редовно, те ще продължат по-дълго

Друг проблем, който е важен за нашите региони, е снегът. През зимата батериите заспиват на сняг и спират да функционират. Валежите трябва да се почистват постоянно, но не прекалено груби, в противен случай може да се повреди самото оборудване.

Изводи и полезно видео по темата

Видеоклипове и отзиви, които разглеждат гъвкави панели от популярни производители, ще ви помогнат да направите правилния избор. Ще можете да видите как ще изглежда вашата къща след инсталирането на оборудване, експертите ще ви помогнат да изберете правилния брой батерии и да разгледате правилата за инсталиране.

Как са подредени гъвкави слънчеви панели и от какво са направени:

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

Малко повече за производството и предимствата на гъвкавите елементи:

Слънчевите панели позволяват да станат енергонезависими, а не да следят цените на газа и комуналните услуги. Ако инвестирате определена сума веднъж, можете да изразходвате неограничена енергия за използване на домакински уреди, отопление на дома и презареждане на акумулатора на електрическо превозно средство. Все повече хора преминават към алтернативна енергия, защото бъдещето се крие зад нея.

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