פאנלים סולאריים גמישים: סקירה של עיצובים טיפוסיים, מאפייניהם ותכונות החיבור

אנרגיה סולארית היא אחד ממקורות החשמל האלטרנטיביים המבטיחים והמתפתחים במהירות. זהו משאב ללא גבולות שניתן להשתמש בו בכל מקום בעולם מבלי לזהם את הסביבה. מסכים, יהיה נחמד שיהיה לך מקור חשמל חלופי משלך.

מסתבר שכעת ניתן להמיר אנרגיה סולארית לחשמל ממש בבית. במקום לוחות מסגרת מגושמים ושבריריים, משתמשים כיום יותר ויותר בפנלים סולאריים גמישים. אבל איך ליישם את זה לפועל?

אנו נעזור להתמודד עם מכשיר של לוחות סולאריים גמישים ועם עקרון עבודתם. המלצות שימושיות לבחירה והתקנה של מבנים מוצגות במאמר שלנו. וכדי להקל על תפיסת המידע, המאמר מכיל תמונות וסרטונים נושאיים.

מהם פאנלים סולאריים?

על מנת להבין אם לוחות גמישים מתאימים לייצור חשמל, עליכם להבין את התיאוריה.

מהי סוללה סולארית, במה שונה המבנה של דגמים גמישים מהשאר? וחשוב מאוד לברר את היתרונות והחסרונות של סוג מסוים זה של תאים סולאריים עוד לפני הרכישה.

מבנה ועקרונות הפעולה של לוחות גמישים

עקרון הפעולה של סוללת השמש מבוסס על מושג כמו פוטו-וולטאים. אור, כידוע, יכול להיחשב הן כגל והן כזרם של חלקיקים - פוטונים. היכולת להמיר אנרגיה פוטון לחשמל היא פוטו-וולטאיקה.

אבות-הטיפוס הראשונים של תאי השמש המודרניים הומצאו בשנות ה -50. מאז הם השתנו באופן משמעותי הן חיצוניות והן על פי עקרון העבודה. ההשפעה הפוטואלקטרית מתאפשרת על ידי שימוש במוליכים למחצה

מוליך למחצה הוא חומר בעל מבנה אטומי מיוחד.למוליכים למחצה מסוג n יש אלקטרונים נוספים, ואטומי מוליכים למחצה מסוג p חסרים אותם. להרכבת תא הצילום משולבים 2 סוגים של חומרים ליצירת מבנה דו שכבתי.

תאים פוטנציאליים נפרדים משולבים בלוח. לוחות יכולים להיות קשיחים, במסגרת מתכת חזקה. כעת יש נטייה להקל על עיצוב לוחות תמונות. תאים סולאריים גמישים וקלים צוברים פופולריות.

ניתן לתאר את עקרון הפעולה של סוללת השמש כדלקמן:

1. אור השמש פוגע במשטח תא התא מהצד של השכבה n.
2. פוטונים מתנגשים עם האטומים של מוליך המוליכים למחצה, "מכים" אלקטרונים נוספים.
3. אלקטרונים חופשיים נעים לכיוון שכבת ה- P ונופלים לאטומים עם חוסר בחלקיקים.
4. כתוצאה מכך, השכבה העליונה פועלת כקתודה, והשכבה התחתונה פועלת כאנודה.
5. זה מייצר זרם ישר שיכול לטעון את הסוללה בקלות.

מוליכים למחצה משמשים סיליקון, סלניום וחומרים יקרים רבים יותר.

יש להמיר את הזרם הישיר שמתקבל מלוח השמש לזרם חילופין, מכיוון שרוב מכשירי החשמל עובדים עליו

לפאנלים סולאריים גמישים של סרטים, נעשה שימוש גם בריסוס פולימרים עם מוליכי אלומיניום. מבנה זה הופך את הפנלים לרזים להפליא וקלילים.

טכנולוגיה זו רק מתחילה להתפתח, אך העובדה שיש לה סיכויים גדולים היא מעל לכל ספק. אך אנו נסתכל על לוחות גמישים במובן הרחב של הגדרה זו.

תוכלו לקרוא עוד על עקרונות הפעולה של לוחות סולאריים על ידי לחיצה על הקישור.

היתרונות של תאים סולאריים גמישים

היתרונות של לוחות סולאריים גמישים הופכים את שיטת ייצור החשמל הזו לאחת המבטיחות ביותר:

• משקל
• גודל
• גמישות;
• ביצועים
• אוניברסליות;
• רווחיות;
• ידידותיות לסביבה;
• קלות פעולה.

לפרמטרים הגיאומטריים והפיזיים של הפאנלים, כמו גודל ומשקל, יש חשיבות רבה, מכיוון שיידרש מספר רב של לוחות כדי לספק חשמל לבניין מגורים שלם, כאשר משתמשים בדגמים כבדים יתכן שיהיה צורך לחזק את מבנה המבנה,מה שיעלה משמעותית את עלויות ההתקנה.

אלמנטים גמישים קלים וקומפקטיים אינם יכולים להשפיע באופן משמעותי על חלוקת העומס על מסגרת הבניין. הם אינם נושאים שום סכנה לגג.

הביצועים של סוללות סיליקון די גבוהים. קשה להעריך את היעילות במקרה זה, לוחות מוליכים למחצה מסוגלים להמיר אור לחשמל ב 20% בממוצע.

כלומר, אם כוח קרינת השמש הוא 200 וואט, יתקבלו כ 40 וואט חשמל.

לוחות סולאריים אמורפיים גמישים הם הרבה יותר סובלניים למזג אוויר מעונן מאשר מבנים קונבנציונאליים מבוססי סיליקון קשיחים.

לשם השוואה, סוללה סולארית רגילה במזג אוויר מעונן מסוגלת לעבוד רק ב 10% מהקיבולת שלה, בעוד שפאנל גמיש מייצר כ 50% מהערכים הנומינליים.

הגמישות של סוללת השמש מאפשרת לצייד אותה בגגות לא אחידים, גגות רעפים וציפויים בצורת מורכבות. יחד עם זאת, הם מגוונים למדי, מתאימים להתקנה על הגג או החזית של בניין

אור השמש הוא משאב חופשי ובלתי מוגבל. זה היתרון שלו ללא ספק, שמבטא את היעילות הבלתי מותנית של לוחות סולאריים.

בנוסף, שיטה זו של ייצור אנרגיה היא ידידותית לסביבה לחלוטין, אינה משפיעה על מצב הסביבה ואינה פוגעת בה. יתר על כן, נטישת האלטרנטיבה הפופולרית לאנרגיה סולארית - תחנות כוח תרמיות, האנושות מפחיתה את רמת זיהום האוויר.

חסרונות של לוחות סולאריים גמישים

מספיקים גם החסרונות של לוחות סולאריים גמישים. ראשית, טכנולוגיה זו רק מתפתחת ועדיין לא הגיעה לשיא יכולותיה. מבחינת הביצועים, סוללות אמורפיות גמישות נחותות מסוללות פולי-או גביש בודדות.

המבנה והעקרון של הפעלת לוחות גמישים הוא די מורכב, אך כולם יכולים להשתמש בהם. מספיק להתקין ולחבר את הציוד בצורה נכונה

שנית, נייר כסף דק ושכבת ציפוי מינימלית נכשלים במהירות יחסית. תקופת האחריות להפעלת לוחות כאלה היא כשלוש שנים.

לאחר מכן תאי הצילום מתחילים להתפרק בהדרגה ודורשים החלפה.

מעודד כי תעשייה זו מתפתחת במקרים רבים ומופעים עמידים וחזקים יותר של לוחות סולאריים גמישים המבוססים על סיליקון אמורפי כבר מופיעים.

חסרונות אחרים טמון בכל סוגי הפאנלים הסולאריים:

• זמן החזר;
• עלות גבוהה;
• מספר גדול של ציוד יקר בנוסף לסוללות עצמן;
• תלוי במזג האוויר.

לוח גמיש בהספק של כ -150 וואט עולה כ -40 אלף רובל. או יותר, תלוי ביצרן. 20 סוללות, סט מצברים וציוד נוסף יעלו סכום עגול. בהתחשב בעלות של 1 קילוואט חשמל, תצטרך להחזיר את המערכת למשך יותר משנה.

היכן וכיצד משתמשים באנרגיה סולארית?

משתמשים בפאנלים גמישים בתחומים שונים. לפני שתסיים פרויקט של אספקת אנרגיה בבית באמצעות לוחות סולאריים אלה, ברר היכן הם משמשים ומה התכונות של השימוש בהם באקלים שלנו.

היקף פאנלים סולאריים

השימוש בפאנלים סולאריים גמישים הוא רחב מאוד. הם משמשים בהצלחה באלקטרוניקה, אלקטריקציה של מבנים, בניית רכב ומטוסים, וחפצי חלל.

בבנייה, לוחות כאלה משמשים לספק חשמל לבנייני מגורים ותעשייה.

אנרגיה סולארית יכולה להיות מקור החשמל היחיד, או שהיא יכולה לשכפל את תוכנית אספקת החשמל המסורתית, כך שבמקרה של חוסר יעילות מספיק בתקופה מסוימת הבית לא נשאר ללא חשמל

מטענים ניידים גמישים לתא סולארי זמינים לכולם ונמכרים בכל מקום. לוחות תיירות גדולים וגמישים לייצור חשמל בכל פינה בעולם הם פופולריים מאוד בקרב מטיילים.

רעיון מאוד לא שגרתי אך פרקטי הוא להשתמש במדרכה כבסיס לסוללות גמישות. אלמנטים מיוחדים מוגנים מפני זעזוע ואינם חוששים מעומסים כבדים.

סוללות גמישות הן גם טובות מכיוון שניתן להשתמש בהן כמעט בכל סיטואציה. ניתן להציב אותם בקלות על גג המכונית או על הגולן

רעיון זה כבר מיושם. הדרך "השמשית" מספקת אנרגיה לכפרי הסביבה, תוך שהיא לא תופסת אפילו מטר נוסף של אדמה.

תכונות של שימוש בפאנלים אמורפיים גמישים

מי שמתכנן להתחיל להשתמש בפאנלים סולאריים גמישים כמקור חשמל לביתם, צריך לדעת את תכונות פעולתם.

משמשים לפאנלים סולאריים עם בסיס מתכת גמיש במקום בו מתבקשות דרישות מוגברות לעמידות של תחנות כוח מיני:

ראשית, המשתמשים מודאגים מהשאלה: מה לעשות בחורף, כששעות אור היום קצרות ואין מספיק חשמל בכדי שכל המכשירים יפעלו?

כן, במזג אוויר מעונן ובשעות אור קצרות, ביצועי הלוח מופחתים. זה טוב כשיש אלטרנטיבה בצורה של אפשרות לעבור לספק כוח מרכזי. אם לא, אתה צריך להצטייד סוללות ולחייב אותם בימים שבהם מזג האוויר נוח.

מאפיין מעניין של פאנלים סולאריים הוא שכאשר מחומם תא התא פוטון יעילותו מופחתת משמעותית.

בחום הקיץ, הפאנלים מתחממים, אך הם עובדים גרוע יותר. בחורף, ביום שמש, תאים סולאריים מסוגלים לתפוס יותר אור ולהמיר אותו לאנרגיה

מספר הימים הצלולים בשנה משתנה לפי אזור. כמובן שבדרום זה יותר רציונלי להשתמש בסוללות גמישות, מכיוון שהשמש זורחת שם יותר ויותר לעתים קרובות.

מכיוון שכדור הארץ משנה את מיקומו ביחס לשמש במהלך היום, עדיף לסדר את הפאנלים באופן אוניברסלי - כלומר מהצד הדרומי בזווית של כ- 35-40 מעלות. מצב זה יהיה רלוונטי הן בשעות הבוקר והערב והן בצהריים.

הוראות התקנה לפאנלים סולאריים בגג

אם החלטתם שפאנלים סולאריים גמישים המבוססים על סיליקון אמורפי הם מה שאתם צריכים בכדי לספק חשמל לבית פרטי, התחילו לתכנן עבודות.

בחר את הציוד הנכון והערך את המספר המשוער של הפאנלים. ואז קרא את הכללים להתקנה ותחזוקה עוקבת של תאים סולאריים.

אך זכרו שהשימוש באנלוגיות פולי-וכביש גבישים מסיליקון מסורתיים הוא הרבה יותר יעיל עד כה.

שלב מס '1. חישוב מספר הפאנלים

כל עבודה מתחילה בפרויקט. עבור העיצוב עליך לבצע את החישובים הדרושים, כלומר:

• צריכת חשמל יומית;
• הכוח הנדרש הכולל של תאי פוטו;
• קיבולת סוללה;
• מספר הפאנלים.

הדבר הפשוט ביותר הוא לחשב את צריכת החשמל. לשם כך קחו בחשבון לחלוטין את כל מכשירי החשמל בהם אתם משתמשים או תיאורטית יכולים להשתמש בהם.

דוגמא פשוטה:

• מקרר - 200 וואט;
• מחשב - 300 וואט;
• טלוויזיה - 150 וואט;
• נורות חסכוניות - 5 חלקים של 20 וואט כל אחד.

יש לציין את כוחו של כל מכשיר בתיעוד שלו או על הדיור. לאחר הוספת כל הנתונים, אנו מקבלים 750 וואט. בהתבסס על ערך זה נבחר מהפך - מכשיר הממיר זרם ישר לזרם חילופין בתדר הרצוי.

הקפידו לבצע מרווח קטן ובחרו מהפך בעל עוצמה של 0.5 קילוואט מהערך המחושב. כלומר, בהספק כולל של 0.75 קילוואט, מכשיר שאינו חלש מ- 1.25 קילוואט מתאים

לחיבור נכון, פאנלים סולאריים מחוברים לסוללות דרך הבקר. אל תערבב אנשי קשר - פלוס פלוסים, מינוס למינוס. מהסוללה, הזרם מופנה למהפך, ואז למכשירי החשמל

אז אתה צריך לאסוף את הסוללות. קיבולת הסוללה (לדוגמה, 200 A показывает h) מציינת איזה זרם יופק במתח נתון למשך שעה.

אתה יכול לחשב את הקיבולת הנדרשת על ידי חלוקת העוצמה הכוללת של הצרכנים במתח היציאה של סוללת השמש. בדוגמה שלנו אנו משתמשים בסוללות של 12 וולט. 750/12 = 62.5 A ∙ שעות.

אבל נוסחה כזו אינה נכונה לחלוטין, מכיוון שלא ניתן לפרוק את מרבית הסוללות ל -0. יש מגבלה מסוימת, למשל 40%. אם רמת הטעינה יורדת מתחת, הדבר משפיע באופן משמעותי על חיי הסוללה ואיכותה.

מחוון זה צריך להוסיף גם לנוסחה:

750 W / (12V × 0.4) = 156.25 A ∙ שעות.

כדי להשיג יכולת כזו, תוכלו לשלב קבוצה של 2 סוללות של 100 אה כל אחת למערכת.

מספר הפאנלים מחושב על סמך העוצמה של הדגם שנבחר והאזור בו הם יותקנו. קשה להעריך את משמעותו של האזור. באופן אידיאלי, עליכם למצוא את הערכים של רמת הקרינה השמשית היומית עבור אזורכם. לשם אמינות, הערך המינימלי לשנה נלקח, באופן מהוסס - בסוף דצמבר.

באופן סכמטי, ניתן לייצג את מידת הבידוד באזורים שונים כדלקמן. ניתן למצוא ערכים מספריים בספריות המתמחות או באינטרנט

מכפיל את המדד הזה במספר הימים הקלנדריים בחודש, אנו מקבלים את מספר הקילוואט לכל 1 מ"ר סוללה סולארית גמישה בחודש דצמבר. לדוגמה, במוסקבה זה 0.33x31 = 10.23 קילוואט / מ"ר, ובסוצ'י - 1.25x31 = 38.75 קילוואט / מ"ר. אינדיקטור זה נקרא מספר השעות.

ואז מה- 0.75 קילוואט המרבי המותנה הנצרך על ידי כל המכשירים בו זמנית, אנו מחשבים את הצריכה החודשית הממוצעת - כ- 25 קילוואט. במשך חודש, על הסוללות הגמישות שלנו לייצר לפחות 25,000 וואט ועדיף לספק אספקה ​​קטנה ולעיגול של עד 30 קילוואט.

לכן במשך שעה במוסקבה צריך להיות 30 / 10.23 = 2.93 קילוואט. אם הפאנלים שנבחרו בעלי הספק של 150 וואט, אז לא קשה לחשב את מספרם: 2.93 / 0.15 = 20 חתיכות.

לאחר חישובים כה פשוטים, אתה יכול לבחור מהפך מתאים, הבקר, סוללה ולוחות פוטו וולטיים גמישים עצמם בכמות הנכונה.

שלב מס '2. כללי התקנה

התקנת תאים סולאריים גמישים יכולה להיעשות על ידי עצמך.

לשם כך, כדאי לקבוע היכן בדיוק תמקם את הפאנלים שלך:

• על גג הבניין;
• על חזית הבית;
• על מבנה נפרד;
• מעגל משולב.

האפשרות הפופולרית ביותר היא על הגג. אם צורת הגג או תצורתו אינם מאפשרים זאת, עדיף לבנות מסגרת נוספת עליה ניתן יהיה להציב את הסוללות. זה יקר יותר, אבל אם הגג מוצל או קשה להגיע אליו, אפשרות זו הופכת להיות רציונלית.

מיקום בחזית משמש כשאין מספיק מקום בגג. לוחות יכולים להיות חלק מרעיון עיצובי ולמלא את התפקיד של קישוט הבית

תאים פוטו-וולטאיים סולאריים גמישים בחלק התחתון הם בעלי שכבה שרף דביקה.

מספיק להסיר את סרט המגן ולהדביק את הלוח במקום הנבחר. כמובן שלפני הרכבה המשטח צריך לנקות ולשטוף.

אין צורך בכלי התקנה מיוחד. העיקר הוא לדאוג לבטיחותכם בזמן העבודה על הגג. חשוב מאוד להקפיד על תרשים החיווט של הציוד ולא לשבור את הרצף

בצד אחד, יש למודול הסולארי 2 כבלים מובילים. כל לוח ממוקם כך שניתן יהיה לשלב חוטים אלה עם אוטובוס אחד לחיבור סדרתי.

אנו ממליצים לקרוא גם את החומר האחר שלנו המתאר בפירוט את דיאגרמות ההתקנה ואת שיטות החיבור לפאנלים סולאריים. פרטים נוספים - כאן.

שלב 3. תחזוקת מערכת לאחר ההתקנה

לאחר התקנת תאים סולאריים גמישים, יהיה עליהם לפקח עליהם כל העת ולפקח עליהם, אחרת יעילותם עשויה לרדת באופן דרמטי. העיקר לשמור על הפנלים נקיים. אבק, לכלוך, גללי ציפורים - כל הגורמים הללו מפחיתים את ביצועי המערכת, מכיוון שהם מגבילים את ספיגת אור השמש על ידי תאי פוטו.

יש לנגב פאנלים סולאריים כשהם מתלכלכים. זו הסיבה שלא מומלץ למקם במקומות קשים לגישה על גג מורכב.

אם לא ניתן לקבל שירות על ידי עצמך במערכת שלך, אתה תמיד יכול למצוא אמן עם המכונות והציוד המתאימים. כמובן שזה יהיה יקר יותר.

ניתן לשטוף פאנלים סולאריים אמורפיים מבוססי סיליקון, כמו אנלוגים קשים, בספוג רטוב רגיל או בבד מיקרופייבר. הפאנל אינו חושש מפני מים (אחרי הכל, ציוד זה מותקן בחוץ), אם שוטפים אותם באופן קבוע, הם יחזיקו מעמד זמן רב יותר

בעיה נוספת הרלוונטית למחוזותינו היא שלג. בחורף הסוללות נרדמות בשלג ומפסיקות לתפקד. יש לנקות את המשקעים ללא הרף, אך לא גס מדי, אחרת הציוד עצמו עלול להיפגע.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

סרטונים וביקורות שמסתכלים על לוחות גמישים של יצרנים פופולריים יעזרו לכם לבצע את הבחירה הנכונה. תוכלו לראות כיצד ביתכם ייראה לאחר התקנת ציוד, מומחים יעזרו לכם לבחור את המספר הנכון של סוללות ולשקול את כללי ההתקנה.

כיצד מסדרים פאנלים סולאריים גמישים וממה הם עשויים:

תוכלו להתקין מצבר גמיש בדירה בחזית בניין רב קומות, מדוע לא:

קצת יותר על הייצור והיתרונות של אלמנטים גמישים:

פאנלים סולאריים מאפשרים להפוך לא נדיפים, ולא לפקח על מחירי הדלק ושירותי השירות. אם תשקיע סכום מסוים פעם אחת, אתה יכול לצרוך אנרגיה בלתי מוגבלת לשימוש במכשירים ביתיים, חימום ביתי וטעינת הסוללה של רכב חשמלי. יותר ויותר אנשים עוברים לאנרגיה חלופית, מכיוון שהעתיד מסתתר מאחוריה.

אם יש לך את הידע או הניסיון הדרוש בנושא המאמר שלנו, אנא שתף ​​אותו עם הקוראים שלנו. או אולי היית צריך להתקין פאנלים סולאריים בעצמך? ספר לנו איך עשית את זה. אתה יכול להוסיף את התגובות שלך עם תמונות.