Joustavat aurinkopaneelit: yleiskuva tyypillisistä malleista, niiden ominaisuuksista ja kytkentäominaisuuksista

Aurinkoenergia on lupaavimpia ja nopeasti kehittyviä vaihtoehtoisia sähkönlähteitä. Tämä on rajaton resurssi, jota voidaan käyttää missä tahansa maailmassa saastuttamatta ympäristöä. Olen samaa mieltä, että olisi kiva saada oma vaihtoehtoinen sähkönlähde.

Osoittautuu, että aurinkoenergia voidaan nyt muuttaa sähköksi kotona. Suurten ja hauraiden kehyspaneelien sijasta joustavia aurinkopaneeleja käytetään nyt yhä enemmän. Mutta miten se toteutetaan käytännössä?

Autamme käsittelemään joustavien aurinkopaneelien laitetta ja niiden työn periaatetta. Hyödyllisiä suosituksia rakenteiden valitsemiseksi ja asentamiseksi esitetään artikkelissamme. Ja tiedon käsityksen helpottamiseksi artikkeli sisältää temaattisia valokuvia ja videoita.

Mitä aurinkopaneelit ovat?

Jotta ymmärrät, soveltuvatko joustavat paneelit sähkön tuottamiseen, sinun on ymmärrettävä teoria.

Mikä on aurinkoakku, miten joustavien mallien rakenne eroaa muista? Ja on myös erittäin tärkeää selvittää tämän tyyppisten aurinkokennojen edut ja haitat jo ennen ostoa.

Joustavien paneelien rakenne ja toimintaperiaatteet

Aurinkoakun toimintaperiaate perustuu sellaiseen käsitteeseen kuin aurinkosähkö. Kuten tiedät, valoa voidaan pitää sekä aallona että hiukkasvirrana - fotoneina. Mahdollisuus muuttaa fotonienergiaa sähköksi on aurinkosähkö.

Ensimmäiset modernien aurinkokennojen prototyypit keksittiin jo 50-luvulla. Sittemmin ne ovat muuttuneet huomattavasti sekä ulkoisesti että työperiaatteen mukaisesti. Valosähköinen vaikutus on mahdollista käyttämällä puolijohteita

Puolijohde on materiaali, jolla on erityinen atomirakenne.N-tyyppisessä puolijohteessa on ylimääräisiä elektroneja, ja p-tyyppisissä puolijohde-atomeissa niitä ei ole. Valokennon kokoamiseksi yhdistetään 2 tyyppisiä materiaaleja kaksikerroksisen rakenteen muodostamiseksi.

Erilliset valokennot yhdistetään paneeliin. Paneelit voivat olla jäykkiä, vahvassa metallikehyksessä. Nyt on taipumus helpottaa valokuvapaneelien suunnittelua. Joustavat ja kevyet aurinkokennot ovat kasvussa.

Aurinkoakun toimintaperiaate voidaan kuvata seuraavasti:

1. Auringonvalo osuu valokennon pintaan n-kerroksen sivulta.
2. Fotonit törmäävät puolijohteen atomien kanssa "koputtaen" ylimääräisiä elektroneja.
3. Vapaat elektronit liikkuvat kohti p-kerrosta ja putoavat atomiin hiukkasten puuttuessa.
4. Seurauksena on, että ylempi kerros toimii katodina ja alempi kerros toimii anodina.
5. Se tuottaa tasavirtaa, joka voi helposti ladata akun.

Puolijohteina käytetään piitä, seleeniä ja monia muita kalliimpia materiaaleja.

Aurinkopaneelista vastaanotettu tasavirta on muunnettava vaihtovirtaksi, koska suurin osa sähkölaitteista toimii sillä

Joustavissa kalvojen aurinkopaneeleissa käytetään myös polymeerisumutusta alumiinijohtimilla. Tämä rakenne tekee paneelista yllättävän ohut ja kevyt.

Tämä tekniikka on vasta alkamassa kehittyä, mutta siitä, että sillä on hyvät näkymät, ei ole epäilystäkään. Mutta tarkastelemme joustavia paneeleja tämän määritelmän laajassa merkityksessä.

Voit lukea lisää aurinkopaneelien toimintaperiaatteista napsauttamalla linkki.

Joustavien aurinkokennojen edut

Joustavien aurinkopaneelien edut tekevät tästä sähköntuotantomenetelmästä yhden lupaavimmista:

• paino;
• koko;
• elastisuus;
• suorituskyky;
• monipuolisuus;
• tehokkuutta;
• ympäristöystävällisyys;
• helppokäyttöisyys.

Paneelien geometrisillä ja fysikaalisilla parametreilla, kuten koko ja paino, on suuri merkitys, koska koko asuinrakennuksen sähkön toimittamiseen tarvitaan suuri määrä paneeleja, kun raskaita malleja käytettäessä voi olla tarpeen vahvistaa rakennuksen rakennetta,mikä lisää merkittävästi asennuskustannuksia.

Kevyt ja kompakti joustava elementti ei voi vaikuttaa merkittävästi rakennuskehyksen kuorman jakautumiseen. Ne eivät aiheuta vaaraa katolle.

Piiparistojen suorituskyky on melko korkea. Tehokkuutta on vaikea arvioida tässä tapauksessa, puolijohdepaneelit kykenevät muuntamaan valon sähköksi keskimäärin 20%.

Eli jos auringonsäteilyn teho on 200 wattia, sähköä vastaanotetaan noin 40 wattia.

Joustavat amorfiset aurinkopaneelit sietävät paljon pilvisempää säätä kuin perinteiset jäykät piipohjaiset rakenteet.

Vertailun vuoksi: tavallinen aurinkoakku pilvisellä säällä pystyy toimimaan vain 10 prosentilla kapasiteetistaan, kun taas joustava paneeli tuottaa noin 50 prosenttia nimellisarvoista.

Aurinkoakun joustavuus antaa sinun varustaa se epätasaisilla kattoilla, laatoilla ja monimutkaisilla pinnoitteilla. Samanaikaisesti ne ovat varsin monipuolisia, sopivia asennettaviksi rakennuksen katolle tai julkisivulle

Auringonvalo on ilmainen ja rajoittamaton resurssi. Tämä on hänen kiistaton etu, joka ilmaisee aurinkopaneelien ehdottoman tehokkuuden.

Lisäksi tämä energiantuotantomenetelmä on täysin ympäristöystävällinen, se ei vaikuta ympäristön tilaan eikä vahingoita sitä. Lisäksi luopuminen suositusta aurinkoenergian vaihtoehdosta - lämpövoimalaitoksista - vähentää ilman pilaantumisen tasoa.

Joustavien aurinkopaneelien haitat

Joustavien aurinkopaneelien haitat ovat myös tarpeeksi. Ensinnäkin tämä tekniikka on vain kehittymässä eikä ole vielä saavuttanut kykyjään huippua. Suorituskyvyn suhteen joustavat amorfiset akut ovat huonompia kuin jäykät poly- tai yksikristalliparistot.

Joustavien paneelien rakenne ja toimintaperiaate on melko monimutkainen, mutta kaikki voivat käyttää niitä. Laitteiden oikein asennus ja kytkeminen riittää

Toiseksi ohut folio ja minimaalinen päällystekerros epäonnistuvat suhteellisen nopeasti. Tällaisten paneelien takuuaika on noin 3 vuotta.

Tämän jälkeen valokennot alkavat vähitellen hajoa ja vaativat vaihtamisen.

On rohkaisevaa, että tämä ala kehittyy nopeasti ja kestävämpiä ja tehokkaita esimerkkejä joustavista aurinkopaneeleista, jotka perustuvat amorfiseen piipohjaan, ilmenee jo.

Muita haittoja ovat luontaisia ​​kaikentyyppisille aurinkopaneeleille:

• takaisinmaksuaika;
• korkeat kustannukset;
• suuri määrä kalliita laitteita itse paristojen lisäksi;
• säästä riippuvainen.

Joustava paneeli, jonka teho on noin 150 wattia, maksaa noin 40 tuhatta ruplaa. tai enemmän valmistajasta riippuen. 20 paristoa, parisarja ja lisälaitteet maksavat pyöreän summan. Kun otetaan huomioon 1 kWh sähkön hinta, joudut maksamaan järjestelmästä yli yhden vuoden.

Missä ja miten aurinkoenergiaa käytetään?

Joustavia paneeleja käytetään eri aloilla. Ennen kuin suunnittelet energiahuollon hanketta kotona näiden aurinkopaneelien avulla, selvitä missä niitä käytetään ja mitkä ovat niiden käytön piirteet ilmastollemme.

Aurinkopaneelien soveltamisala

Joustavien aurinkopaneelien käyttö on erittäin laajaa. Niitä käytetään menestyksekkäästi elektroniikassa, rakennusten sähköistyksessä, auto- ja lentokoneiden rakentamisessa sekä avaruuskohteissa.

Rakennuksessa tällaisia ​​paneeleja käytetään sähkön toimittamiseen asuin- ja teollisuusrakennuksiin.

Aurinkoenergia voi olla ainoa sähkön lähde tai se voi kopioida perinteistä virransyöttöjärjestelmää, joten jos tietyn ajanjakson tehottomuus on riittämätöntä, talossa ei jää virtaa

Joustavat kannettavat aurinkokennojen laturit ovat kaikkien saatavilla ja myydään kaikkialla. Suuret joustavat turistipaneelit sähkön tuottamiseksi missä tahansa maapallon nurkassa ovat erittäin suosittuja matkailijoiden keskuudessa.

Hyvin epätavallinen, mutta käytännöllinen idea on käyttää tienvaunua joustavien paristojen perustana. Erikoisosat ovat suojattu iskuilta eivätkä pelkää raskaita kuormia.

Joustavat akut ovat myös hyviä, koska niitä voidaan käyttää melkein missä tahansa tilanteessa. Ne voidaan helposti sijoittaa auton tai rungon katolle

Tämä ajatus on jo toteutettu. "Aurinko" tie tarjoaa energiaa ympäröiville kyliin, mutta ei vie yhtään ylimääräistä maata.

Joustavien amorfisten paneelien käytön ominaisuudet

Niiden, jotka aikovat aloittaa joustavien aurinkopaneelien käytön kodin sähkönlähteenä, tulisi tietää niiden toiminnan ominaisuudet.

Joustavalla metallialustalla varustettuja aurinkopaneeleja käytetään, kun minivoimalaitosten kestävyydelle asetetaan lisää vaatimuksia:

Ensinnäkin käyttäjiä huolestuttaa kysymys: mitä tehdä talvella, kun päivänvaloajat ovat lyhyitä ja että kaikilla laitteilla ei ole tarpeeksi sähköä toimimaan?

Kyllä, pilvisellä säällä ja lyhyillä päivänvaloilla paneelien suorituskyky heikkenee. On hyvä, kun on olemassa vaihtoehto vaihtoehdolle siirtyä keskitettyyn virtalähteeseen. Jos ei, sinun on varastossa akku ja lataa ne sinä päivänä, kun sää on suotuisa.

Mielenkiintoinen aurinkopaneelien ominaisuus on, että kun valokenno lämmitetään, sen hyötysuhde vähenee merkittävästi.

Kesäkuumuudessa paneelit kuumenevat, mutta ne toimivat huonommin. Talvella aurinkoisena päivänä aurinkokennot kykenevät kaappaamaan enemmän valoa ja muuttamaan sen energiaksi

Selkeiden päivien lukumäärä vuodessa vaihtelee alueittain. Tietysti etelässä on järkevämpää käyttää joustavia akkuja, koska aurinko paistaa siellä pidempään ja useammin.

Koska maa muuttaa asemaansa suhteessa aurinkoon päivän aikana, on parempi järjestää paneelit yleisesti - toisin sanoen eteläpuolelta noin 35 - 40 asteen kulmassa. Tilanne on merkityksellinen sekä aamu- että iltatunteilla ja keskipäivällä.

Katon aurinkopaneelien asennusohjeet

Jos päätät, että joustavat amorfiseen piipohjaiset aurinkopaneelit ovat mitä tarvitset sähkön toimittamiseen yksityiskodille, aloita työn suunnittelu.

Valitse oikea laite ja arvio paneelien arvioitu lukumäärä. Lue sitten aurinkokennojen asennusta ja myöhempää huoltoa koskevat säännöt.

Mutta muista, että perinteisten piipoly- ja yksikristalogien käyttö on toistaiseksi paljon tuottavampaa.

Vaihe # 1. Paneelien lukumäärän laskeminen

Kaikki työt alkavat projektista. Suunnittelua varten sinun on tehtävä tarvittavat laskelmat, nimittäin:

• päivittäinen sähkönkulutus;
• valokennojen tarvittava kokonaisteho;
• akun kapasiteetti;
• paneelien lukumäärä.

Yksinkertaisin asia on laskea sähkönkulutus. Ota tämä huomioon ehdottomasti kaikki käyttämäsi tai teoriassa käytettävät sähkölaitteet.

Yksinkertainen esimerkki:

• jääkaappi - 200 W;
• tietokone - 300 W;
• TV - 150 W;
• taloudelliset sipulit - 5 kappaletta 20 wattia kutakin.

Kunkin laitteen teho on ilmoitettava sen dokumenteissa tai kotelossa. Kun kaikki tiedot on lisätty, saamme 750 wattia. Tämän arvon perusteella valitaan invertteri - laite, joka muuntaa tasavirran vaihtovirtaksi halutulla taajuudella.

Muista tehdä pieni marginaali ja valita taajuusmuuttaja, joka on 0,5 kW tehokkaampi kuin laskettu arvo. Toisin sanoen, 0,75 kW: n kokonaisteholle, laite, joka ei ole heikompi kuin 1,25 kW, on sopiva

Oikean kytkennän varmistamiseksi aurinkopaneelit on kytketty paristoihin ohjaimen kautta. Älä sekoita kontakteja - plus pluseihin, miinus miinukseen. Akusta virta johdetaan invertteriin ja sitten sähkölaitteisiin

Sitten sinun on poistettava paristot. Akun kapasiteetti (esimerkiksi 200 A показывает h) ilmaisee, mikä virta tulee tietyn jännitteen kautta tunniksi.

Voit laskea tarvittavan kapasiteetin jakamalla kuluttajien kokonaistehon aurinkoakun lähtöjännitteellä. Esimerkissämme käytämme 12 voltin akkuja. 750/12 = 62,5 A ∙ h.

Mutta tällainen kaava ei ole täysin totta, koska useimpia akkuja ei voida tyhjentää nollaan. On olemassa tietty rajoitus, esimerkiksi 40%. Jos lataustaso laskee alle, tämä vaikuttaa merkittävästi akun käyttöikään ja laatuun.

Tämä indikaattori on myös lisättävä kaavaan:

750 W / (12 V × 0,4) = 156,25 A ∙ h.

Tällaisen kapasiteetin saavuttamiseksi voit yhdistää järjestelmään 2 parin, 100 Ah: n, pariston ryhmän.

Paneelien lukumäärä lasketaan valitun mallin tehon ja alueen mukaan, johon ne asennetaan. Alueen merkitystä on vaikea yliarvioida. Ihannetapauksessa sinun on löydettävä alueesi auringonsäteilyn päivittäisen tason arvot. Luotettavuuden vuoksi vuoden minimiarvo otetaan alustavasti - joulukuun lopussa.

Kaaviokohtaisesti insolaation taso eri alueilla voidaan esittää seuraavasti. Numeeriset arvot löytyvät erikoistuneista hakemistoista tai Internetistä

Kertomalla tämä indikaattori kuukauden kalenteripäivien lukumäärällä saadaan kilowattien lukumäärä joustavaa aurinkoakkua kohti 1 m2: n joulukuussa. Esimerkiksi Moskovassa tämä on 0,33x31 = 10,23 kW / m2 ja Sotšissa - 1,25x31 = 38,75 kW / m2. Tätä indikaattoria kutsutaan tuntimääräksi.

Sitten kaikkien laitteiden samanaikaisesti kuluttamasta ehdollisesta enimmäisarvosta 0,75 kW lasketaan keskimääräinen kuukausikulutus - noin 25 kW. Kuukauden ajan joustavien akkujemme on tuotettava vähintään 25 000 wattia, ja on parempi tehdä pieni syöttö ja pyöristää jopa 30 kW: iin.

Siksi yhden tunnin Moskovassa pitäisi olla 30 / 10,23 = 2,93 kW. Jos valittujen paneelien teho on 150 W, niin niiden lukumäärää ei ole vaikea laskea: 2,93 / 0,15 = 20 kappaletta.

Tällaisten yksinkertaisten laskelmien jälkeen voit valita sopivan taajuusmuuttajan, ohjain, akku ja joustavat aurinkosähköpaneelit itse oikeassa määrässä.

Vaihe 2. Asennussäännöt

Joustavien aurinkokennojen asennuksen voi tehdä itse.

Tätä varten on syytä määrittää, mihin paneelit tarkalleen sijoitetaan:

• rakennuksen katolla;
• talon julkisivussa;
• erillisessä rakenteessa;
• yhdistetty piiri.

Suosituin vaihtoehto on katolla. Jos katon muoto tai kokoonpano ei salli tätä, on parempi rakentaa lisäkehys paristojen asettamista varten. Tämä on kalliimpaa, mutta jos katto on varjostettu tai vaikea päästä, tästä vaihtoehdosta tulee järkevä.

Sijainti julkisivulla käytetään, kun katolla ei ole tarpeeksi tilaa. Paneeleista voi tulla osa suunnitteluideaa ja olla kodin sisustuksen rooli

Joustavilla aurinkokennoilla alapuolella on tahmea hartsikerros.

Riittää, kun suojakalvo poistetaan ja paneeli kiinnitetään valittuun paikkaan. Tietysti pinta on puhdistettava ja pestävä ennen asennusta.

Erityistä asennustyökalua ei tarvita. Tärkeintä on huolehtia turvallisuudestasi työskennellessään katolla. On myös erittäin tärkeää noudattaa laitteen kytkentäkaaviota ja katkaista sekvenssi

Toisella puolella aurinkomoduulissa on 2 läpivientikaapelia. Jokainen paneeli on sijoitettu siten, että nämä johdot voidaan myöhemmin yhdistää yhteen väylään sarjakytkentää varten.

Suosittelemme lukemaan myös muuta materiaalia, joka kuvaa yksityiskohtaisesti asennuskaavioita ja menetelmiä aurinkopaneelien kytkemiseksi. Lisätietoja - täällä.

Vaihe 3. Järjestelmän ylläpito asennuksen jälkeen

Joustavien aurinkokennojen asentamisen jälkeen niitä on pidettävä jatkuvasti huolta ja valvontaa, muuten niiden tehokkuus voi laskea dramaattisesti. Tärkeintä on pitää paneelit puhtaina. Pöly, lika, lintujen tippaukset - kaikki nämä tekijät heikentävät järjestelmän suorituskykyä, koska ne rajoittavat aurinkokennojen absorboitumista valokennoihin.

Aurinkopaneelit on pyyhittävä, koska ne likaantuvat. Siksi niitä ei suositella sijoittamaan vaikeasti tavoitettaviin paikkoihin monimutkaiselle katolle.

Jos et itse voi huoltaa järjestelmääsi, voit aina löytää taiteilijan, jolla on sopivat koneet ja laitteet. Tietysti se tulee kalliimmaksi.

Amorfiset piipohjaiset aurinkopaneelit, kuten kovat analogit, voidaan pestä tavallisella märällä sienellä tai mikrokuituliinalla. Paneeli ei pelkää vettä (tämä laite onkin asennettu ulkona). Jos peset niitä säännöllisesti, ne kestävät pidempään

Toinen alueillemme tärkeä ongelma on lumi. Talvella paristot nukahtavat lumessa ja lakkaavat toimimasta. Sateet on puhdistettava jatkuvasti, mutta ei liian karkeasti, muuten itse laite voi vaurioitua.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Videot ja arvostelut, joissa tarkastellaan suosittujen valmistajien joustavia paneeleja, auttavat sinua tekemään oikean valinnan. Voit nähdä, kuinka talosi näyttää laitteiden asennuksen jälkeen. Asiantuntijat auttavat sinua valitsemaan oikean määrän paristoja ja pohtimaan asennussääntöjä.

Kuinka joustavat aurinkopaneelit on järjestetty ja mistä ne ovat tehty:

Voit asentaa joustavan akun asuntoon kerrostalon julkisivulle, miksi ei:

Hieman enemmän joustavien elementtien tuotannosta ja eduista:

Aurinkopaneelien avulla on mahdollista tulla haihtumattomia, ei seurata kaasun hintoja ja apuohjelmia. Jos sijoitat tietyn määrän kerran, voit kuluttaa rajattomasti energiaa kodinkoneiden käyttämiseen, kodin lämmitys ja ladataan sähköajoneuvon akku. Yhä useammat ihmiset siirtyvät vaihtoehtoiseen energiaan, koska tulevaisuus on sen takana.

Jos sinulla on tarvittavaa tietoa tai kokemusta artikkelisi aiheesta, kerro niistä lukijoillemme. Tai ehkä jouduit asentamaan aurinkopaneelit itse? Kerro meille kuinka teit sen. Voit täydentää kommentteja valokuvilla.