Paneles solares flexibles: una descripción general de los diseños típicos, sus características y características de conexión
La energía solar es una de las fuentes alternativas de electricidad más prometedoras y de rápido desarrollo. Este es un recurso ilimitado que se puede utilizar en cualquier parte del mundo sin contaminar el medio ambiente. De acuerdo, sería bueno tener su propia fuente alternativa de electricidad.
Resulta que ahora la energía solar se puede convertir en electricidad en casa. En lugar de paneles de marco voluminosos y frágiles, los paneles solares flexibles ahora se utilizan cada vez más. ¿Pero cómo ponerlo en práctica?
Ayudaremos a lidiar con el dispositivo de paneles solares flexibles y el principio de su trabajo. En nuestro artículo se presentan recomendaciones útiles para la selección e instalación de estructuras. Y para facilitar la percepción de la información, el artículo contiene fotografías y videos temáticos.
El contenido del artículo:
¿Qué son los paneles solares?
Para comprender si los paneles flexibles son adecuados para generar electricidad, debe comprender la teoría.
¿Qué es una batería solar, en qué se diferencia la estructura de los modelos flexibles del resto? Y también es muy importante descubrir las ventajas y desventajas de este tipo particular de células solares antes de comprar.
La estructura y los principios de funcionamiento de los paneles flexibles.
El principio de funcionamiento de la batería solar se basa en un concepto como la energía fotovoltaica. La luz, como saben, se puede considerar como una onda y como una corriente de partículas: fotones. La capacidad de convertir la energía de los fotones en electricidad es la energía fotovoltaica.
Un semiconductor es un material que tiene una estructura atómica especial.Un semiconductor de tipo n tiene electrones adicionales, y los átomos de semiconductor de tipo p carecen de ellos. Para ensamblar la fotocélula, se combinan 2 tipos de materiales para formar una estructura de dos capas.
Las fotocélulas separadas se combinan en un panel. Los paneles pueden ser rígidos, en un marco de metal resistente. Ahora hay una tendencia a facilitar el diseño de paneles de fotos. Las células solares flexibles y ligeras están ganando popularidad.
El principio de funcionamiento de la batería solar se puede describir de la siguiente manera:
- La luz del sol golpea la superficie de la fotocélula desde el lado de la capa n.
- Los fotones chocan con los átomos del semiconductor, "noqueando" electrones adicionales.
- Los electrones libres se mueven hacia la capa p y caen en átomos con falta de partículas.
- Como resultado, la capa superior actúa como un cátodo, y la capa inferior actúa como un ánodo.
- Produce corriente continua que puede cargar fácilmente la batería.
El silicio, el selenio y muchos materiales más caros se utilizan como semiconductores.
Para paneles solares de película flexible, también se utiliza pulverización de polímeros con conductores de aluminio. Esta estructura hace que los paneles sean sorprendentemente delgados y ligeros.
Esta tecnología está comenzando a desarrollarse, pero el hecho de que tiene grandes perspectivas está fuera de toda duda. Pero veremos paneles flexibles en el sentido amplio de esta definición.
Puede leer más sobre los principios de funcionamiento de los paneles solares haciendo clic en el enlace.
Los beneficios de las células solares flexibles.
Las ventajas de los paneles solares flexibles hacen que este método de producción de electricidad sea uno de los más prometedores:
- peso
- tamaño
- elasticidad
- rendimiento
- universalidad
- rentabilidad
- respeto al medio ambiente;
- Facilidad de operación.
Los parámetros geométricos y físicos de los paneles, como el tamaño y el peso, son de gran importancia, ya que se necesitará una gran cantidad de paneles para proporcionar electricidad a todo un edificio residencial, cuando se usan modelos pesados puede ser necesario fortalecer la estructura del edificio.lo que aumentará significativamente los costos de instalación.
El rendimiento de las baterías de silicio es bastante alto. Es difícil evaluar la eficiencia en este caso, los paneles semiconductores pueden convertir la luz en electricidad en un 20% en promedio.
Es decir, si el poder de la radiación solar es de 200 vatios, se recibirán unos 40 vatios de electricidad.
Los paneles solares flexibles amorfos son mucho más tolerantes al clima nublado que las estructuras rígidas convencionales basadas en silicio.
En comparación, una batería solar estándar en tiempo nublado solo puede funcionar al 10% de su capacidad, mientras que un panel flexible produce aproximadamente el 50% de los valores nominales.
La luz solar es un recurso gratuito e ilimitado. Esta es su indudable ventaja, que expresa la eficiencia incondicional de los paneles solares.
Además, este método de producción de energía es completamente ecológico, no afecta el estado del medio ambiente y no lo daña. Además, al abandonar la alternativa popular a la energía solar: las centrales térmicas, la humanidad reduce el nivel de contaminación del aire.
Desventajas de los paneles solares flexibles
Las desventajas de los paneles solares flexibles también son suficientes. En primer lugar, esta tecnología solo se está desarrollando y aún no ha alcanzado el máximo de sus capacidades. En términos de rendimiento, las baterías amorfas flexibles son inferiores a las rígidas de poli o monocristal.
En segundo lugar, una lámina delgada y una capa de recubrimiento mínima fallan relativamente rápido. El período de garantía de operación de dichos paneles es de aproximadamente 3 años.
Después de esto, las fotocélulas comienzan a descomponerse gradualmente y requieren reemplazo.
Otras desventajas son inherentes a todos los tipos de paneles solares:
- tiempo de recuperación de la inversión;
- alto costo;
- una gran cantidad de equipos caros, además de las propias baterías;
- depende del clima
Un panel flexible con una potencia de aproximadamente 150 vatios cuesta aproximadamente 40 mil rublos. o más, dependiendo del fabricante. 20 baterías, un conjunto de baterías y equipos adicionales costarán una suma redonda. Dado el costo de 1 kWh de electricidad, tendrá que pagar por el sistema durante más de un año.
¿Dónde y cómo se usa la energía solar?
Los paneles flexibles se utilizan en varios campos. Antes de elaborar un proyecto de suministro de energía en el hogar utilizando estos paneles solares, averigüe dónde se usan y cuáles son las características de su uso en nuestro clima.
Alcance de paneles solares
El uso de paneles solares flexibles es muy amplio. Se utilizan con éxito en electrónica, electrificación de edificios, construcción de automóviles y aviones, y objetos espaciales.
En la construcción, estos paneles se utilizan para proporcionar electricidad a edificios residenciales e industriales.
Los cargadores portátiles de células solares flexibles están disponibles para todos y se venden en todas partes. Los grandes paneles turísticos flexibles para generar electricidad en cualquier rincón del mundo son muy populares entre los viajeros.
Una idea muy inusual pero práctica es utilizar una plataforma de carretera como base para baterías flexibles. Los elementos especiales están protegidos contra golpes y no temen a las cargas pesadas.
Esta idea ya ha sido implementada. El camino "solar" proporciona energía a las aldeas circundantes, sin ocupar un solo metro adicional de tierra.
Características del uso de paneles amorfos flexibles.
Aquellos que planean comenzar a usar paneles solares flexibles como fuente de electricidad para su hogar deben conocer las características de su operación.
Los paneles solares con una base metálica flexible se utilizan donde se hacen mayores demandas sobre la durabilidad de las mini centrales eléctricas:
En primer lugar, los usuarios están preocupados por la pregunta: ¿qué hacer en invierno, cuando las horas de luz son cortas y no hay suficiente electricidad para que todos los dispositivos funcionen?
Sí, en tiempo nublado y en horas de poca luz, el rendimiento del panel se reduce. Es bueno cuando hay una alternativa en forma de la posibilidad de cambiar a una fuente de alimentación centralizada. Si no, necesita abastecerse baterías y cargarlos en esos días cuando el clima es favorable.
Una característica interesante de los paneles solares es que cuando la fotocélula se calienta, su eficiencia se reduce significativamente.
El número de días despejados por año varía según la región. Por supuesto, en el sur es más racional usar baterías flexibles, ya que el sol brilla allí por más tiempo y con mayor frecuencia.
Dado que la Tierra cambia su posición con respecto al Sol durante el día, es mejor organizar los paneles universalmente, es decir, desde el lado sur en un ángulo de aproximadamente 35-40 grados. Esta situación será relevante tanto en la mañana como en la tarde y al mediodía.
Instrucciones de instalación para paneles solares en el techo.
Si decide que los paneles solares flexibles basados en silicio amorfo son lo que necesita para proporcionar electricidad a un hogar privado, comience a planificar el trabajo.
Elija el equipo adecuado y calcule el número aproximado de paneles. Luego lea las reglas para la instalación y el mantenimiento posterior de las células solares.
Pero recuerde que el uso de análogos tradicionales de poli y monocristales de silicio es mucho más productivo hasta ahora.
Paso 1. Cálculo del número de paneles.
Cualquier trabajo comienza con el proyecto. Para el diseño, debe realizar los cálculos necesarios, a saber:
- consumo diario de electricidad;
- potencia total requerida de las fotocélulas;
- capacidad de la batería;
- Número de paneles.
Lo más simple es calcular el consumo de electricidad. Para hacer esto, tenga en cuenta absolutamente todos los electrodomésticos que use o que en teoría pueda usar.
Un simple ejemplo:
- refrigerador - 200 W;
- computadora - 300 W;
- TV - 150 W;
- bombillas económicas: 5 piezas de 20 vatios cada una.
La potencia de cada dispositivo debe indicarse en su documentación o en la carcasa. Después de agregar todos los datos, obtenemos 750 vatios. En base a este valor se selecciona inversor - un dispositivo que convierte la corriente continua en corriente alterna con la frecuencia deseada.
Asegúrese de hacer un pequeño margen y seleccione un inversor que sea 0.5 kW más potente que el valor calculado. Es decir, para una potencia total de 0,75 kW, un dispositivo no más débil que 1,25 kW es adecuado
Entonces necesitas recoger las baterías. La capacidad de la batería (por ejemplo, 200 A показывает h) indica qué corriente se emitirá a un voltaje dado durante una hora.
Puede calcular la capacidad requerida dividiendo la potencia total de los consumidores por el voltaje de salida de la batería solar. En nuestro ejemplo, utilizamos baterías de 12 voltios. 750/12 = 62.5 A ∙ h.
Pero tal fórmula no es del todo cierta, ya que la mayoría de las baterías no se pueden descargar a 0. Hay una cierta limitación, por ejemplo, el 40%. Si el nivel de carga cae por debajo, esto afecta significativamente la vida útil y la calidad de la batería.
Este indicador también debe agregarse a la fórmula:
750 W / (12V × 0.4) = 156.25 A ∙ h.
Para lograr tal capacidad, puede combinar un grupo de 2 baterías de 100 Ah cada una en un sistema.
El número de paneles se calcula en función de la potencia del modelo seleccionado y la región en la que se instalarán. La importancia de la región es difícil de sobreestimar. Idealmente, debe encontrar los valores del nivel diario de radiación solar para su área. Para mayor confiabilidad, el valor mínimo para el año se toma, tentativamente, a fines de diciembre.
Multiplicando este indicador por la cantidad de días calendario del mes, obtenemos la cantidad de kilovatios por 1 m2 de batería solar flexible en diciembre. Por ejemplo, en Moscú esto es 0.33x31 = 10.23 kW / m2, y para Sochi - 1.25x31 = 38.75 kW / m2. Este indicador se llama el número de horas.
Luego, a partir del máximo condicional de 0,75 kW consumido por todos los dispositivos al mismo tiempo, calculamos el consumo mensual promedio, alrededor de 25 kW. Durante un mes, nuestras baterías flexibles deben generar al menos 25,000 vatios, y es mejor hacer un pequeño suministro y redondear hasta 30 kW.
Por lo tanto, durante 1 hora en Moscú debería ser 30 / 10.23 = 2.93 kW. Si los paneles seleccionados tienen una potencia de 150 W, entonces no es difícil calcular su número: 2.93 / 0.15 = 20 piezas.
Después de cálculos tan simples, puede elegir un inversor adecuado, el controlador, batería y paneles fotovoltaicos flexibles en la cantidad correcta.
Paso 2. Reglas de instalación
La instalación de células solares flexibles puede hacerla usted mismo.
Para hacer esto, vale la pena determinar exactamente dónde colocará sus paneles:
- en el techo del edificio;
- en la fachada de la casa;
- en una estructura separada;
- circuito combinado
La opción más popular está en el techo. Si la forma o configuración del techo no lo permite, es mejor construir un marco adicional sobre el cual colocar las baterías. Esto es más costoso, pero si el techo está sombreado o es difícil de alcanzar, esta opción se vuelve racional.
Las células solares fotovoltaicas flexibles en la parte inferior tienen una capa resinosa y pegajosa.
Es suficiente quitar la película protectora y pegar el panel en el lugar seleccionado. Por supuesto, antes de montar la superficie debe limpiarse y lavarse.
Por un lado, el módulo solar tiene 2 cables de salida. Cada panel se coloca de modo que estos cables se puedan combinar posteriormente con un bus para la conexión en serie.
También recomendamos leer nuestro otro material, que describe en detalle los diagramas de instalación y los métodos para conectar paneles solares. Más detalles - aqui.
Paso 3. Mantenimiento del sistema después de la instalación
Después de instalar celdas solares flexibles, será necesario vigilarlas y controlarlas constantemente; de lo contrario, su eficacia podría disminuir drásticamente. Lo principal es mantener limpios los paneles. Polvo, suciedad, excrementos de pájaros: todos estos factores reducen el rendimiento del sistema, ya que limitan la absorción de la luz solar por las fotocélulas.
Los paneles solares deben limpiarse a medida que se ensucian. Es por eso que no se recomienda colocarlos en lugares difíciles de alcanzar en un techo complejo.
Si usted mismo no puede reparar su sistema, siempre puede encontrar un artista con la maquinaria y el equipo adecuados. Por supuesto, será más caro.
Otro problema que es relevante para nuestras regiones es la nieve. En invierno, las baterías se quedan dormidas en la nieve y dejan de funcionar. La precipitación debe limpiarse constantemente, pero no demasiado gruesa, de lo contrario el equipo en sí podría dañarse.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Los videos y reseñas que miran paneles flexibles de fabricantes populares lo ayudarán a tomar la decisión correcta. Podrá ver cómo se verá su casa después de la instalación del equipo, los expertos lo ayudarán a elegir la cantidad correcta de baterías y considerar las reglas de instalación.
Cómo están dispuestos los paneles solares flexibles y de qué están hechos:
Puede instalar una batería flexible en un apartamento en la fachada de un edificio de gran altura, por qué no:
Un poco más sobre la producción y las ventajas de los elementos flexibles:
Los paneles solares permiten volverse no volátiles, no monitorear los precios del gas y los servicios públicos. Si invierte una cierta cantidad una vez, puede consumir energía ilimitada para usar electrodomésticos, calefacción del hogar y recargar la batería de un vehículo eléctrico. Cada vez más personas están cambiando a energías alternativas, porque el futuro está detrás de esto.
Si tiene el conocimiento o la experiencia necesarios sobre el tema de nuestro artículo, compártalos con nuestros lectores. ¿O tal vez tuvo que instalar paneles solares usted mismo? Cuéntanos cómo lo hiciste. Puede complementar sus comentarios con fotos.
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Aunque los paneles solares flexibles tienen fallas, creo que el futuro está en ellos. La producción de energía de esta manera está en constante evolución. Lo principal es que son fáciles de usar e instalar. A diferencia de los colectores solares, no son voluminosos. En cuanto a la corta vida o calidad de la pulverización, todo esto se modernizará. Ya se presentan muestras extranjeras con experiencia, capaces de servir por más de 10 años. Entonces, este segmento de energía alternativa tiene excelentes perspectivas.
En la casa de campo instalado paneles solares flexibles. Fueron elegidos precisamente porque no ocupan mucho espacio, ligeros, elásticos, simplemente están montados. Los ahorros son enormes, utilizamos una fuente de alimentación centralizada solo en invierno, y luego no todo el día, sino solo cuando termina la carga de los paneles solares. Un "pero": ¡las baterías deben ser cuidadas constantemente, limpiadas del polvo y en invierno también de la nieve!
¿En qué región vives? Tengo muchas ganas de probar, pero hay dudas sobre la efectividad. Y otra pregunta: ¿cómo son los paneles flexibles con resistencia al impacto? En general hay un cristal protector, pero aquí?
Ya hice una pregunta sobre eficiencia aqui. Puede guiarse por él, guiándose por las latitudes y el poder de los paneles solares.
En cuanto a la resistencia al impacto, los fabricantes también proporcionan todo aquí. En particular, la marca alemana produce excelentes paneles solares CentroSolar S-Class Vision con una garantía de 30 años, que combina cualidades resistentes al impacto y seguridad energética de al menos el 87% durante todo el período de garantía. Este fabricante tiene un video de prueba de choque de cómo pruebo la resistencia de los paneles solares. Gracias a la tecnología moderna, ni siquiera un granizo grande es terrible.
Los paneles se prueban según tres criterios: resistencia al vandalismo, carga mecánica y resistencia a la ciudad.
Buen dia Hay una pregunta, si es posible. Hay una película protectora en la superficie del panel: ¿es necesario o no quitarla si el panel está en la calle? ¿Y la película afecta el rendimiento del panel?