Flexibele zonnepanelen: een overzicht van typische ontwerpen, hun kenmerken en verbindingskenmerken

Zonne-energie is een van de meest veelbelovende en snel ontwikkelende alternatieve elektriciteitsbronnen. Dit is een grenzeloze bron die overal ter wereld kan worden gebruikt zonder het milieu te vervuilen. Mee eens, het zou leuk zijn om je eigen alternatieve elektriciteitsbron te hebben.

Het blijkt dat zonne-energie nu thuis kan worden omgezet in elektriciteit. In plaats van omvangrijke en kwetsbare framepanelen worden tegenwoordig steeds vaker flexibele zonnepanelen gebruikt. Maar hoe breng je het in de praktijk?

We zullen helpen om te gaan met het apparaat van flexibele zonnepanelen en het principe van hun werk. Nuttige aanbevelingen voor de selectie en installatie van constructies worden gepresenteerd in ons artikel. En voor het gemak van waarneming van informatie bevat het artikel thematische foto's en video's.

Wat zijn zonnepanelen?

Om te begrijpen of flexibele panelen geschikt zijn om elektriciteit op te wekken, moet je de theorie begrijpen.

Wat is een zonnebatterij, hoe verschilt de structuur van flexibele modellen van de rest? En het is ook erg belangrijk om de voor- en nadelen van dit specifieke type zonnecellen te achterhalen voordat je ze koopt.

De structuur en werkingsprincipes van flexibele panelen

Het werkingsprincipe van de zonnebatterij is gebaseerd op een concept als fotovoltaïsche energie. Licht kan, zoals u weet, zowel als een golf als als een stroom van deeltjes worden beschouwd - fotonen. Het vermogen om fotonenergie om te zetten in elektriciteit is fotovoltaïsch.

De eerste prototypes van moderne zonnecellen werden in de jaren 50 uitgevonden. Sindsdien zijn ze zowel extern als volgens het werkprincipe aanzienlijk veranderd. Het foto-elektrisch effect wordt mogelijk gemaakt door het gebruik van halfgeleiders

Een halfgeleider is een materiaal met een bijzondere atoomstructuur.Een n-type halfgeleider heeft extra elektronen en p-type halfgeleideratomen missen die. Om de fotocel te monteren, worden 2 soorten materialen gecombineerd om een ​​tweelaagse structuur te vormen.

Afzonderlijke fotocellen worden gecombineerd in een paneel. Panelen kunnen stijf zijn, in een sterk metalen frame. Nu bestaat de neiging om het ontwerp van fotopanelen te vergemakkelijken. Flexibele en lichte zonnecellen winnen aan populariteit.

Het werkingsprincipe van de zonnebatterij kan als volgt worden beschreven:

1. Zonlicht valt vanaf de zijkant van de n-laag op het oppervlak van de fotocel.
2. Fotonen botsen met de atomen van de halfgeleider, waardoor extra elektronen worden "uitgeschakeld".
3. Vrije elektronen bewegen naar de p-laag en vallen in atomen met een gebrek aan deeltjes.
4. Hierdoor werkt de bovenste laag als kathode en de onderste laag als anode.
5. Het produceert gelijkstroom die de batterij gemakkelijk kan opladen.

Als halfgeleiders worden silicium, selenium en veel duurdere materialen gebruikt.

De van het zonnepaneel ontvangen gelijkstroom moet worden omgezet in wisselstroom, aangezien de meeste elektrische apparaten erop werken

Voor flexibele filmzonnepanelen wordt ook polymeer bespoten met aluminium geleiders gebruikt. Door deze structuur zijn de panelen verrassend dun en licht.

Deze technologie begint zich net te ontwikkelen, maar het feit dat ze grote vooruitzichten heeft, staat buiten twijfel. Maar we kijken naar flexibele panelen in de brede zin van deze definitie.

U kunt meer lezen over de werking van zonnepanelen door op te klikken de link.

De voordelen van flexibele zonnecellen

De voordelen van flexibele zonnepanelen maken deze methode van elektriciteitsproductie tot een van de meest veelbelovende:

• gewicht
• maat
• elasticiteit;
• prestaties
• universaliteit;
• winstgevendheid;
• milieuvriendelijkheid;
• bedieningsgemak.

De geometrische en fysieke parameters van de panelen, zoals grootte en gewicht, zijn van groot belang, aangezien er een groot aantal panelen nodig is om het hele appartementsgebouw van elektriciteit te voorzien, bij zware modellen kan het nodig zijn om de structuur van het gebouw te versterken,wat de installatiekosten aanzienlijk zal verhogen.

Lichtgewicht en compacte flexibele elementen kunnen de belastingverdeling op het bouwframe niet significant beïnvloeden. Ze brengen geen gevaar voor het dak met zich mee.

De prestaties van siliciumbatterijen zijn vrij hoog. De efficiëntie is in dit geval moeilijk te beoordelen, halfgeleiderpanelen kunnen licht gemiddeld 20% in elektriciteit omzetten.

Dat wil zeggen, als het vermogen van zonnestraling 200 watt is, wordt er ongeveer 40 watt aan elektriciteit ontvangen.

Flexibele amorfe zonnepanelen zijn veel toleranter voor bewolkt weer dan conventionele stijve op silicium gebaseerde structuren.

Ter vergelijking: een standaard zonnebatterij kan bij bewolkt weer slechts op 10% van zijn capaciteit werken, terwijl een flexibel paneel ongeveer 50% van de nominale waarden produceert.

Door de flexibiliteit van de zonnebatterij kunt u deze uitrusten met oneffen daken, pannendaken en complex gevormde coatings. Tegelijkertijd zijn ze vrij veelzijdig, geschikt voor installatie op het dak of de gevel van een gebouw

Zonlicht is een gratis en onbeperkte bron. Dit is zijn ongetwijfeld voordeel, dat de onvoorwaardelijke efficiëntie van zonnepanelen uitdrukt.

Bovendien is deze methode van energieproductie volledig milieuvriendelijk, heeft geen invloed op de toestand van het milieu en is niet schadelijk. Bovendien vermindert de mensheid door het populaire alternatief voor zonne-energie - thermische energiecentrales op te geven, het niveau van luchtverontreiniging te verminderen.

Nadelen van flexibele zonnepanelen

De nadelen van flexibele zonnepanelen zijn ook voldoende. Ten eerste ontwikkelt deze technologie zich alleen en heeft ze nog niet het hoogtepunt van haar mogelijkheden bereikt. In termen van prestaties zijn flexibele amorfe batterijen inferieur aan stijve poly- of eenkristal-batterijen.

De structuur en het werkingsprincipe van flexibele panelen is vrij complex, maar iedereen kan ze gebruiken. Het volstaat om de apparatuur correct te installeren en aan te sluiten

Ten tweede mislukken dunne folie en een minimale coatinglaag relatief snel. De garantieperiode van dergelijke panelen is ongeveer 3 jaar.

Hierna beginnen de fotocellen geleidelijk af te breken en moeten ze worden vervangen.

Het is bemoedigend dat deze industrie zich snel ontwikkelt en er verschijnen meer duurzame en krachtige voorbeelden van flexibele zonnepanelen op basis van amorf silicium.

Andere nadelen zijn inherent aan alle soorten zonnepanelen:

• terugverdientijd;
• hoge kosten;
• een groot aantal dure apparatuur, naast de batterijen zelf;
• weersafhankelijk.

Een flexibel paneel met een vermogen van ongeveer 150 watt kost ongeveer 40 duizend roebel. of meer, afhankelijk van de fabrikant. 20 batterijen, een set batterijen en extra apparatuur kosten een rond bedrag. Gezien de kosten van 1 kWh elektriciteit, moet u het systeem meer dan een jaar terugverdienen.

Waar en hoe wordt zonne-energie gebruikt?

Flexibele panelen worden op verschillende gebieden gebruikt. Voordat u met deze zonnepanelen een project voor energievoorziening thuis opstelt, moet u weten waar ze worden gebruikt en wat de kenmerken zijn van hun gebruik in ons klimaat.

Omvang van zonnepanelen

Het gebruik van flexibele zonnepanelen is erg breed. Ze worden met succes gebruikt in de elektronica, elektrificatie van gebouwen, auto- en vliegtuigbouw en ruimtevoorwerpen.

In de bouw worden dergelijke panelen gebruikt om elektriciteit te leveren aan residentiële en industriële gebouwen.

Zonne-energie kan de enige elektriciteitsbron zijn, of het kan het traditionele stroomvoorzieningsschema dupliceren, zodat het huis bij onvoldoende efficiëntie gedurende een bepaalde periode niet spanningsloos blijft

Flexibele draagbare opladers voor zonnecellen zijn voor iedereen beschikbaar en worden overal verkocht. Grote flexibele toeristenpanelen voor het opwekken van elektriciteit in elke uithoek van de wereld zijn erg populair bij reizigers.

Een heel ongebruikelijk maar praktisch idee is om een ​​wegdek te gebruiken als basis voor flexibele batterijen. Speciale elementen zijn beschermd tegen schokken en zijn niet bang voor zware belastingen.

Flexibele batterijen zijn ook goed omdat ze in bijna elke situatie kunnen worden gebruikt. Ze kunnen gemakkelijk op het dak van de auto of de romp worden geplaatst

Dit idee is al geïmplementeerd. De "zonneweg" levert energie aan de omliggende dorpen, zonder een extra meter land in beslag te nemen.

Kenmerken van het gebruik van flexibele amorfe panelen

Degenen die van plan zijn om flexibele zonnepanelen als elektriciteitsbron voor hun huis te gaan gebruiken, moeten de kenmerken van hun werking kennen.

Zonnepanelen met een flexibele metalen voet worden gebruikt waar steeds hogere eisen worden gesteld aan de duurzaamheid van mini-energiecentrales:

Allereerst maken gebruikers zich zorgen over de vraag: wat te doen in de winter, wanneer de daglichturen kort zijn en er niet genoeg elektriciteit is om alle apparaten te laten werken?

Ja, bij bewolkt weer en weinig daglicht zijn de paneelprestaties verminderd. Het is goed als er een alternatief is in de vorm van de mogelijkheid om over te schakelen op centrale voeding. Zo niet, dan moet u een voorraad inslaan batterijen en laad ze op in die dagen dat het weer gunstig is.

Een interessant kenmerk van zonnepanelen is dat wanneer de fotocel wordt verwarmd, het rendement aanzienlijk wordt verminderd.

In de zomerse hitte worden de panelen warm, maar ze werken erger. In de winter, op een zonnige dag, kunnen zonnecellen meer licht opvangen en omzetten in energie

Het aantal heldere dagen per jaar verschilt per regio. In het zuiden is het natuurlijk rationeler om flexibele batterijen te gebruiken, omdat de zon daar langer en vaker schijnt.

Omdat de aarde overdag van positie verandert ten opzichte van de zon, is het beter om de panelen universeel te plaatsen, dat wil zeggen vanaf de zuidkant onder een hoek van ongeveer 35-40 graden. Deze situatie zal zowel in de ochtend- als avonduren en 's middags relevant zijn.

Installatie-instructies voor zonnepanelen op het dak

Als u besluit dat flexibele zonnepanelen op basis van amorf silicium zijn wat u nodig hebt om elektriciteit te leveren aan een privéwoning, begin dan met het plannen van werkzaamheden.

Kies de juiste uitrusting en schat het geschatte aantal panelen. Lees dan de regels voor installatie en aansluitend onderhoud van zonnecellen.

Maar vergeet niet dat het gebruik van traditionele silicium poly- en enkelkristalanalogen tot nu toe veel productiever is.

Stap # 1. Berekening van het aantal panelen

Elk werk begint met het project. Voor het ontwerp moet je de nodige berekeningen maken, namelijk:

• dagelijks elektriciteitsverbruik;
• totaal vereist vermogen van fotocellen;
• batterij capaciteit;
• aantal panelen.

Het eenvoudigste is om het elektriciteitsverbruik te berekenen. Houd hierbij rekening met absoluut alle elektrische apparaten die u gebruikt of theoretisch kunt gebruiken.

Een eenvoudig voorbeeld:

• koelkast - 200 W;
• computer - 300 W;
• TV - 150 W;
• spaarzame lampen - 5 stuks van elk 20 watt.

De kracht van elk apparaat moet worden aangegeven in de documentatie of op de behuizing. Na het toevoegen van alle gegevens krijgen we 750 watt. Op basis van deze waarde is geselecteerd omvormer - een apparaat dat gelijkstroom omzet in wisselstroom met de gewenste frequentie.

Zorg ervoor dat u een kleine marge maakt en kies een omvormer die 0,5 kW krachtiger is dan de berekende waarde. Dat wil zeggen, voor een totaal vermogen van 0,75 kW is een apparaat niet zwakker dan 1,25 kW geschikt

Voor een goede aansluiting worden zonnepanelen via de controller op de accu's aangesloten. Verwissel contacten niet - plus tot pluspunten, min tot min. Vanaf de batterij wordt de stroom naar de omvormer geleid en vervolgens naar de elektrische apparaten

Dan moet je de batterijen oppakken. De batterijcapaciteit (bijvoorbeeld 200 A показывает h) geeft aan welke stroom een ​​uur lang bij een bepaalde spanning wordt afgegeven.

U kunt de benodigde capaciteit berekenen door het totale vermogen van de verbruikers te delen door de uitgangsspanning van de zonnebatterij. In ons voorbeeld gebruiken we 12 volt batterijen. 750/12 = 62,5 A ∙ h.

Maar zo'n formule is niet helemaal waar, aangezien de meeste batterijen niet tot 0 kunnen worden ontladen. Er is een bepaalde beperking, bijvoorbeeld 40%. Als het laadniveau onder zakt, heeft dit een aanzienlijke invloed op de levensduur en kwaliteit van de batterij.

Deze indicator moet ook aan de formule worden toegevoegd:

750 W / (12V × 0,4) = 156,25 A ∙ h.

Om zo'n capaciteit te bereiken, kun je een groep van 2 accu's van elk 100 Ah combineren in een systeem.

Het aantal panelen wordt berekend op basis van de kracht van het geselecteerde model en de regio waarin ze zullen worden geïnstalleerd. De betekenis van de regio is moeilijk te overschatten. Idealiter moet u de waarden van het dagelijkse niveau van zonnestraling voor uw gebied vinden. Voor betrouwbaarheid wordt voorlopig de minimumwaarde voor het jaar genomen - eind december.

Schematisch kan het niveau van bezonning in verschillende regio's als volgt worden weergegeven. Numerieke waarden zijn te vinden in gespecialiseerde mappen of op internet

Als we deze indicator vermenigvuldigen met het aantal kalenderdagen van de maand, krijgen we in december het aantal kilowatt per 1 m2 flexibele zonnebatterij. In Moskou is dit bijvoorbeeld 0,33 x 31 = 10,23 kW / m2 en voor Sotsji - 1,25 x 31 = 38,75 kW / m2. Deze indicator wordt het aantal uren genoemd.

Vervolgens berekenen we van het voorwaardelijke maximum van 0,75 kW dat door alle apparaten tegelijkertijd wordt verbruikt, het gemiddelde maandelijkse verbruik - ongeveer 25 kW. Onze flexibele batterijen moeten een maand lang minimaal 25.000 watt genereren en het is beter om een ​​kleine voorraad te maken en af ​​te ronden tot 30 kW.

Daarom zou 1 uur in Moskou 30 / 10,23 = 2,93 kW moeten zijn. Als de geselecteerde panelen een vermogen van 150 W hebben, is het niet moeilijk om hun aantal te berekenen: 2,93 / 0,15 = 20 stuks.

Na zulke eenvoudige berekeningen kunt u een geschikte omvormer kiezen, de controller, batterij en flexibele fotovoltaïsche panelen zelf in de juiste hoeveelheid.

Stap 2. Installatieregels

De installatie van flexibele zonnecellen kunt u zelf doen.

Om dit te doen, is het de moeite waard om te bepalen waar u uw panelen precies plaatst:

• op het dak van het gebouw;
• op de gevel van het huis;
• op een aparte structuur;
• gecombineerd circuit.

De meest populaire optie is op het dak. Als de vorm of configuratie van het dak dit niet toelaat, is het beter om een ​​extra frame te bouwen waarop de batterijen kunnen worden geplaatst. Dit is duurder, maar als het dak schaduwrijk of moeilijk bereikbaar is, wordt deze optie rationeel.

Locatie op de gevel wordt gebruikt als er niet voldoende ruimte op het dak is. Panelen kunnen onderdeel worden van een ontwerpidee en de rol spelen van woondecoratie

Flexibele fotovoltaïsche zonnecellen aan de onderkant hebben een kleverige harslaag.

Het volstaat om de beschermfolie te verwijderen en het paneel op de geselecteerde plaats te plakken. Natuurlijk moet het oppervlak voor montage worden gereinigd en gewassen.

Er is geen gespecialiseerde installatietool nodig. Het belangrijkste is om voor uw veiligheid te zorgen tijdens het werken op het dak. Het is ook erg belangrijk om het bedradingsschema van de apparatuur te observeren en de volgorde niet te verbreken

Aan de ene kant heeft de zonnemodule 2 lead-out kabels. Elk paneel is zo geplaatst dat deze draden vervolgens kunnen worden gecombineerd met één bus voor seriële aansluiting.

We raden ook aan om ons andere materiaal te lezen, waarin de installatieschema's en methoden voor het aansluiten van zonnepanelen in detail worden beschreven. Meer details - hier.

Stap # 3. Systeemonderhoud na installatie

Na het installeren van flexibele zonnecellen moeten ze constant worden verzorgd en bewaakt, anders kan hun effectiviteit dramatisch afnemen. Het belangrijkste is om de panelen schoon te houden. Stof, vuil, uitwerpselen van vogels - al deze factoren verminderen de prestaties van het systeem, omdat ze de opname van zonlicht door fotocellen beperken.

Zonnepanelen moeten worden schoongeveegd als ze vuil worden. Daarom wordt het afgeraden om ze op moeilijk bereikbare plaatsen op een complex dak te plaatsen.

Als u uw systeem niet zelf kunt onderhouden, kunt u altijd een artiest vinden met de juiste machines en apparatuur. Het zal natuurlijk duurder zijn.

Zonnepanelen op amorf siliciumbasis kunnen, net als harde analogen, worden gewassen met een gewone natte spons of een microvezeldoek. Het paneel is niet bang voor water (deze apparatuur wordt immers buiten geïnstalleerd), als je ze regelmatig wast, gaan ze langer mee

Een ander probleem dat relevant is voor onze regio's is sneeuw. In de winter vallen de batterijen in de sneeuw in slaap en werken ze niet meer. Neerslag moet constant worden schoongemaakt, maar niet te grof, anders kan de apparatuur zelf worden beschadigd.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video's en recensies met flexibele panelen van populaire fabrikanten helpen u bij het maken van de juiste keuze. U kunt zien hoe uw huis eruit zal zien na de installatie van apparatuur, experts zullen u helpen bij het kiezen van de juiste hoeveelheid batterijen en de installatieregels in overweging nemen.

Hoe flexibel zonnepanelen zijn gerangschikt en waar ze van zijn gemaakt:

U kunt een flexibele batterij installeren in een appartement aan de gevel van een hoogbouw, waarom niet:

Iets meer over de productie en voordelen van flexibele elementen:

Zonnepanelen maken het mogelijk om niet-vluchtig te worden, niet om gasprijzen en nutsvoorzieningen te monitoren. Als u een bepaald bedrag een keer investeert, kunt u onbeperkt energie verbruiken om huishoudelijke apparaten te gebruiken, huis verwarming en het opladen van de batterij van een elektrisch voertuig. Steeds meer mensen stappen over op alternatieve energie, omdat de toekomst erachter ligt.

Als je de nodige kennis of ervaring hebt over het onderwerp van ons artikel, deel het dan met onze lezers. Of moest u zelf zonnepanelen plaatsen? Vertel ons hoe je het hebt gedaan. U kunt uw opmerkingen aanvullen met foto's.