Các tấm pin mặt trời linh hoạt: tổng quan về các thiết kế điển hình, đặc điểm và tính năng kết nối của chúng

Năng lượng mặt trời là một trong những nguồn điện thay thế hứa hẹn và phát triển nhanh nhất. Đây là một nguồn tài nguyên vô hạn có thể được sử dụng ở bất cứ đâu trên thế giới mà không gây ô nhiễm môi trường. Đồng ý, sẽ rất tốt nếu có nguồn điện thay thế của riêng bạn.

Hóa ra, bây giờ năng lượng mặt trời có thể được chuyển đổi thành điện ngay tại nhà. Thay vì các tấm khung cồng kềnh và dễ vỡ, các tấm pin mặt trời linh hoạt hiện đang ngày càng được sử dụng. Nhưng làm thế nào để đưa nó vào thực tế?

Chúng tôi sẽ giúp đối phó với thiết bị của các tấm pin mặt trời linh hoạt và nguyên tắc hoạt động của chúng. Các khuyến nghị hữu ích cho việc lựa chọn và cài đặt các cấu trúc được trình bày trong bài viết của chúng tôi. Và để dễ nhận thức về thông tin, bài viết chứa các hình ảnh và video theo chủ đề.

Tấm pin mặt trời là gì?

Để hiểu được liệu các tấm linh hoạt có phù hợp để tạo ra điện hay không, bạn cần hiểu lý thuyết.

Pin mặt trời là gì, cấu trúc của các mô hình linh hoạt khác với phần còn lại như thế nào? Và cũng rất quan trọng để tìm ra những ưu điểm và nhược điểm của loại pin mặt trời đặc biệt này ngay cả trước khi mua.

Cấu trúc và nguyên tắc hoạt động của tấm linh hoạt

Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời dựa trên một khái niệm như quang điện. Ánh sáng, như bạn biết, có thể được coi là cả sóng và dòng hạt - photon. Khả năng chuyển đổi năng lượng photon thành điện là quang điện.

Các nguyên mẫu đầu tiên của pin mặt trời hiện đại đã được phát minh trở lại vào những năm 50. Kể từ đó, họ đã thay đổi đáng kể cả bên ngoài và theo nguyên tắc làm việc. Hiệu ứng quang điện được thực hiện bằng cách sử dụng chất bán dẫn

Chất bán dẫn là vật liệu có cấu trúc nguyên tử đặc biệt.Một chất bán dẫn loại n có thêm electron và các nguyên tử bán dẫn loại p thiếu chúng. Để lắp ráp tế bào quang điện, 2 loại vật liệu được kết hợp để tạo thành cấu trúc hai lớp.

Các tế bào quang điện riêng biệt được kết hợp trong một bảng điều khiển. Tấm có thể cứng, trong một khung kim loại mạnh mẽ. Bây giờ có một xu hướng để tạo điều kiện cho việc thiết kế các tấm ảnh. Pin mặt trời linh hoạt và nhẹ đang trở nên phổ biến.

Nguyên lý hoạt động của pin mặt trời có thể được mô tả như sau:

1. Ánh sáng mặt trời chiếu vào bề mặt của tế bào quang điện từ phía bên của lớp n.
2. Các photon va chạm với các nguyên tử của chất bán dẫn, "đánh bật" thêm các electron.
3. Các electron tự do di chuyển về phía lớp p và rơi vào các nguyên tử thiếu hạt.
4. Kết quả là, lớp trên hoạt động như một cực âm, và lớp dưới hoạt động như một cực dương.
5. Nó tạo ra dòng điện trực tiếp có thể dễ dàng sạc pin.

Silicon, selen và nhiều vật liệu đắt tiền hơn được sử dụng làm chất bán dẫn.

Dòng điện trực tiếp nhận được từ bảng năng lượng mặt trời phải được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều, vì hầu hết các thiết bị điện hoạt động trên nó

Đối với các tấm pin mặt trời linh hoạt, phun polymer bằng dây dẫn nhôm cũng được sử dụng. Cấu trúc này làm cho các tấm mỏng đáng ngạc nhiên và ánh sáng.

Công nghệ này mới chỉ bắt đầu phát triển, nhưng thực tế là nó có triển vọng lớn là không thể nghi ngờ. Nhưng chúng ta sẽ xem xét các bảng linh hoạt theo nghĩa rộng của định nghĩa này.

Bạn có thể đọc thêm về các nguyên tắc hoạt động của các tấm pin mặt trời bằng cách nhấp vào liên kết.

Lợi ích của pin mặt trời linh hoạt

Những lợi thế của tấm pin mặt trời linh hoạt làm cho phương pháp sản xuất điện này trở thành một trong những triển vọng nhất:

• trọng lượng
• kích thước
• độ co giãn;
• hiệu suất
• tính phổ quát;
• lợi nhuận;
• thân thiện với môi trường;
• dễ vận hành

Các thông số hình học và vật lý của các tấm, chẳng hạn như kích thước và trọng lượng, có tầm quan trọng rất lớn, vì sẽ cần một số lượng lớn các tấm để cung cấp điện cho toàn bộ tòa nhà, khi sử dụng các mô hình nặng có thể cần phải tăng cường cấu trúc của tòa nhà,Điều này sẽ làm tăng đáng kể chi phí lắp đặt.

Các yếu tố linh hoạt nhẹ và nhỏ gọn không thể ảnh hưởng đáng kể đến việc phân phối tải trọng trên khung tòa nhà. Họ không mang bất kỳ nguy hiểm đến mái nhà.

Hiệu suất của pin silicon khá cao. Rất khó để đánh giá hiệu quả trong trường hợp này, các tấm bán dẫn có thể chuyển đổi ánh sáng thành điện trung bình 20%.

Đó là, nếu công suất của bức xạ mặt trời là 200 watt, sẽ nhận được khoảng 40 watt điện.

Các tấm pin mặt trời vô định hình linh hoạt có khả năng chịu đựng thời tiết nhiều mây hơn các cấu trúc dựa trên silicon cứng nhắc thông thường.

Để so sánh, một pin mặt trời tiêu chuẩn trong thời tiết nhiều mây chỉ có thể hoạt động ở mức 10% công suất, trong khi một bảng linh hoạt tạo ra khoảng 50% giá trị danh nghĩa.

Tính linh hoạt của bảng điều khiển năng lượng mặt trời cho phép nó được trang bị mái không bằng phẳng, mái ngói và lớp phủ hình phức tạp. Đồng thời, chúng khá linh hoạt, thích hợp để lắp đặt trên mái nhà hoặc mặt tiền của một tòa nhà

Ánh sáng mặt trời là một nguồn tài nguyên miễn phí và không giới hạn. Đây là lợi thế không thể nghi ngờ của ông, thể hiện hiệu quả vô điều kiện của các tấm pin mặt trời.

Ngoài ra, phương pháp sản xuất năng lượng này hoàn toàn thân thiện với môi trường, không ảnh hưởng đến trạng thái của môi trường và không gây hại cho nó. Hơn nữa, từ bỏ giải pháp thay thế phổ biến cho năng lượng mặt trời - nhà máy nhiệt điện, nhân loại làm giảm mức độ ô nhiễm không khí.

Nhược điểm của tấm pin mặt trời linh hoạt

Những nhược điểm của tấm pin mặt trời linh hoạt cũng là đủ. Thứ nhất, công nghệ này chỉ đang phát triển và chưa đạt đến đỉnh cao khả năng của nó. Về hiệu suất, pin vô định hình linh hoạt kém hơn so với pin đa tinh thể hoặc đơn tinh thể cứng nhắc.

Cấu trúc và nguyên tắc hoạt động của các tấm linh hoạt khá phức tạp, nhưng mọi người đều có thể sử dụng chúng. Nó là đủ để cài đặt và kết nối chính xác các thiết bị

Thứ hai, lá mỏng và một lớp phủ tối thiểu thất bại tương đối nhanh chóng. Thời gian bảo hành hoạt động của các tấm như vậy là khoảng 3 năm.

Sau này, các tế bào quang điện bắt đầu bị hỏng dần và yêu cầu thay thế.

Điều đáng khích lệ là ngành công nghiệp này đang phát triển nhanh chóng và các phiên bản mạnh mẽ hơn và mạnh mẽ hơn của các tấm pin mặt trời linh hoạt dựa trên silicon vô định hình đã xuất hiện.

Những nhược điểm khác vốn có trong tất cả các loại tấm pin mặt trời:

• thời gian hoàn vốn;
• chi phí cao;
• một số lượng lớn thiết bị đắt tiền, ngoài pin;
• thời tiết phụ thuộc.

Một bảng điều khiển linh hoạt với công suất khoảng 150 W có giá khoảng 40 nghìn rúp. hoặc nhiều hơn, tùy thuộc vào nhà sản xuất. 20 pin, một bộ pin và thiết bị bổ sung sẽ tiêu tốn một khoản tiền tròn. Với chi phí là 1 kWh điện, bạn sẽ phải bù lại hệ thống trong hơn một năm.

Năng lượng mặt trời được sử dụng ở đâu và như thế nào?

Bảng linh hoạt được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau. Trước khi lập một dự án cung cấp năng lượng tại nhà bằng cách sử dụng các tấm pin mặt trời này, hãy tìm hiểu xem chúng được sử dụng ở đâu và các tính năng sử dụng của chúng trong khí hậu của chúng ta là gì.

Phạm vi của tấm pin mặt trời

Việc sử dụng các tấm pin mặt trời linh hoạt là rất rộng. Chúng được sử dụng thành công trong điện tử, điện khí hóa các tòa nhà, xây dựng ô tô và máy bay, và các vật thể không gian.

Trong xây dựng, các tấm như vậy được sử dụng để cung cấp điện cho các tòa nhà dân cư và công nghiệp.

Năng lượng mặt trời có thể là nguồn điện duy nhất hoặc có thể nhân đôi sơ đồ cung cấp năng lượng truyền thống, do đó, trong trường hợp không đủ hiệu quả trong một thời gian nhất định, ngôi nhà không bị mất điện

Bộ sạc di động pin mặt trời linh hoạt có sẵn cho tất cả mọi người và được bán ở khắp mọi nơi. Những tấm du lịch lớn linh hoạt để tạo ra điện ở bất kỳ góc nào trên toàn cầu đều rất phổ biến đối với du khách.

Một ý tưởng rất bất thường nhưng thiết thực là sử dụng nền đường làm cơ sở cho pin linh hoạt. Các yếu tố đặc biệt được bảo vệ khỏi sốc và không sợ tải nặng.

Pin linh hoạt cũng tốt vì chúng có thể được sử dụng trong hầu hết mọi tình huống. Chúng có thể dễ dàng được đặt trên nóc xe hoặc thân tàu

Ý tưởng này đã được thực hiện. Con đường "năng lượng mặt trời" cung cấp năng lượng cho các ngôi làng xung quanh, trong khi không chiếm thêm một mét đất.

Các tính năng của việc sử dụng bảng vô định hình linh hoạt

Những người có kế hoạch bắt đầu sử dụng các tấm pin mặt trời linh hoạt như một nguồn điện cho ngôi nhà của họ nên biết các tính năng hoạt động của họ.

Các tấm pin mặt trời với đế kim loại linh hoạt được sử dụng khi nhu cầu ngày càng tăng đối với độ bền của các nhà máy điện mini:

Trước hết, người dùng quan tâm đến câu hỏi: phải làm gì vào mùa đông, khi thời gian ban ngày ngắn và không có đủ điện cho tất cả các thiết bị hoạt động?

Có, trong thời tiết nhiều mây và thời gian ban ngày ngắn, hiệu suất bảng điều khiển bị giảm. Nó rất tốt khi có một giải pháp thay thế dưới dạng khả năng chuyển sang cung cấp điện tập trung. Nếu không, bạn cần phải dự trữ pin và sạc chúng trong những ngày thời tiết thuận lợi.

Một tính năng thú vị của các tấm pin mặt trời là khi tế bào quang điện được nung nóng, hiệu quả của nó giảm đi đáng kể.

Trong cái nóng mùa hè, các tấm nóng lên, nhưng chúng hoạt động tồi tệ hơn. Vào mùa đông, vào một ngày nắng, pin mặt trời có thể thu được nhiều ánh sáng hơn và biến nó thành năng lượng

Số ngày rõ ràng mỗi năm thay đổi theo vùng. Tất nhiên, ở miền nam sẽ hợp lý hơn khi sử dụng pin linh hoạt, vì mặt trời chiếu sáng ở đó lâu hơn và thường xuyên hơn.

Vì Trái đất thay đổi vị trí của nó so với Mặt trời vào ban ngày, tốt hơn là nên sắp xếp các tấm phổ biến - nghĩa là, từ phía nam ở góc khoảng 35-40 độ. Tình trạng này sẽ có liên quan cả vào buổi sáng và buổi tối, và buổi trưa.

Hướng dẫn lắp đặt các tấm pin mặt trời trên mái nhà

Nếu bạn quyết định rằng các tấm pin mặt trời linh hoạt dựa trên silicon vô định hình là những gì bạn cần để cung cấp điện cho nhà riêng, hãy bắt đầu lập kế hoạch làm việc.

Chọn thiết bị phù hợp và ước tính số lượng bảng gần đúng. Sau đó đọc các quy tắc để cài đặt và bảo trì pin mặt trời sau đó.

Nhưng hãy nhớ rằng việc sử dụng các chất tương tự silicon và tinh thể đơn truyền thống cho đến nay vẫn hiệu quả hơn nhiều.

Bước # 1. Tính toán số lượng bảng

Bất kỳ công việc bắt đầu với dự án. Đối với thiết kế, bạn cần thực hiện các tính toán cần thiết, cụ thể là:

• tiêu thụ điện hàng ngày;
• tổng công suất cần thiết của tế bào quang điện;
• dung lượng pin;
• số lượng tấm.

Điều đơn giản nhất là tính toán mức tiêu thụ điện. Để làm điều này, hãy tính đến hoàn toàn tất cả các thiết bị điện mà bạn sử dụng hoặc theo lý thuyết có thể sử dụng.

Một ví dụ đơn giản:

• tủ lạnh - 200 W;
• máy tính - 300 W;
• TV - 150 W;
• bóng đèn kinh tế - 5 miếng mỗi 20 watt.

Sức mạnh của mỗi thiết bị phải được chỉ định trong tài liệu của nó hoặc trên vỏ. Sau khi thêm tất cả dữ liệu, chúng tôi nhận được 750 watt. Dựa trên giá trị này được chọn biến tần - một thiết bị chuyển đổi dòng điện trực tiếp thành dòng điện xoay chiều với tần số mong muốn.

Đảm bảo tạo một lề nhỏ và chọn một biến tần mạnh hơn 0,5 kW so với giá trị tính toán. Nghĩa là, với tổng công suất 0,75 kW, một thiết bị không yếu hơn 1,25 kW là phù hợp

Để kết nối đúng, các tấm pin mặt trời được kết nối với pin thông qua bộ điều khiển. Không trộn lẫn các liên hệ - cộng với cộng, trừ thành trừ. Từ pin, dòng điện được dẫn đến biến tần, và sau đó đến các thiết bị điện

Sau đó, bạn cần phải nhận pin. Dung lượng pin (ví dụ: 200 A о о о о indicates indicates h) cho biết dòng điện nào sẽ được phát ra ở một điện áp nhất định trong một giờ.

Bạn có thể tính công suất cần thiết bằng cách chia tổng công suất của người tiêu dùng cho điện áp đầu ra của pin mặt trời. Trong ví dụ của chúng tôi, chúng tôi sử dụng pin 12 volt. 750/12 = 62,5 A h.

Nhưng một công thức như vậy không hoàn toàn đúng, vì hầu hết pin không thể được xả xuống 0. Có một giới hạn nhất định, ví dụ 40%. Nếu mức sạc giảm xuống dưới, điều này ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ và chất lượng của pin.

Chỉ số này cũng cần được thêm vào công thức:

750 W / (12V × 0,4) = 156,25 A h.

Để đạt được công suất như vậy, bạn có thể kết hợp một nhóm gồm 2 pin 100 Ah mỗi pin vào một hệ thống.

Số lượng bảng được tính toán dựa trên sức mạnh của mô hình đã chọn và khu vực chúng sẽ được cài đặt. Tầm quan trọng của khu vực rất khó để đánh giá quá cao. Lý tưởng nhất, bạn cần tìm các giá trị của mức độ bức xạ mặt trời hàng ngày cho khu vực của bạn. Đối với độ tin cậy, giá trị tối thiểu của năm được lấy, dự kiến ​​- vào cuối tháng 12.

Theo sơ đồ, mức độ phơi nắng ở các khu vực khác nhau có thể được trình bày như sau. Giá trị số có thể được tìm thấy trong các thư mục chuyên ngành hoặc trên Internet

Nhân chỉ số này với số ngày theo lịch trong tháng, chúng ta sẽ có được số kilowatt trên 1 m2 pin mặt trời linh hoạt vào tháng 12. Ví dụ, ở Moscow, con số này là 0,33x31 = 10,23 kW / m2 và đối với Sochi - 1,25x31 = 38,75 kW / m2. Chỉ số này được gọi là số giờ.

Sau đó, từ mức tối đa 0,75 kW có điều kiện được tiêu thụ bởi tất cả các thiết bị cùng một lúc, chúng tôi tính toán mức tiêu thụ trung bình hàng tháng - khoảng 25 kW. Trong một tháng, pin linh hoạt của chúng tôi phải tạo ra ít nhất 25.000 watt, và tốt hơn là tạo ra một nguồn cung cấp nhỏ và làm tròn lên đến 30 kW.

Do đó, trong 1 giờ ở Moscow nên là 30 / 10.23 = 2,93 kW. Nếu các bảng được chọn có công suất 150 W, thì không khó để tính số lượng của chúng: 2,93 / 0,15 = 20 miếng.

Sau khi tính toán đơn giản như vậy, bạn có thể chọn một biến tần phù hợp, bộ điều khiển, pin và tấm pin quang điện linh hoạt với số lượng phù hợp.

Bước # 2. Quy tắc cài đặt

Lắp đặt pin mặt trời linh hoạt có thể được thực hiện bởi chính bạn.

Để làm điều này, cần xác định chính xác nơi bạn sẽ đặt bảng của mình:

• trên nóc tòa nhà;
• trên mặt tiền của ngôi nhà;
• trên một cấu trúc riêng biệt;
• mạch kết hợp.

Tùy chọn phổ biến nhất là trên mái nhà. Nếu hình dạng hoặc cấu hình của mái nhà không cho phép điều này, tốt hơn là xây dựng một khung bổ sung để đặt pin. Điều này tốn kém hơn, nhưng nếu mái nhà bị bóng mờ hoặc khó tiếp cận, tùy chọn này trở nên hợp lý.

Vị trí trên mặt tiền được sử dụng khi không có đủ không gian trên mái nhà. Tấm có thể trở thành một phần của ý tưởng thiết kế và đóng vai trò trang trí nhà cửa

Các tế bào quang điện mặt trời linh hoạt ở mặt dưới có một lớp nhựa dính.

Nó là đủ để loại bỏ các bộ phim bảo vệ và dán bảng ở nơi đã chọn. Tất nhiên, trước khi gắn bề mặt cần phải được làm sạch và rửa sạch.

Không có công cụ cài đặt chuyên dụng là cần thiết. Điều chính là chăm sóc sự an toàn của bạn trong khi làm việc trên mái nhà. Nó cũng rất quan trọng để quan sát sơ đồ nối dây của thiết bị và không phá vỡ trình tự

Một bên, mô-đun năng lượng mặt trời có 2 dây cáp dẫn ra. Mỗi bảng được định vị sao cho các dây này sau đó có thể được kết hợp với một bus để kết nối nối tiếp.

Chúng tôi cũng khuyên bạn nên đọc tài liệu khác của chúng tôi, trong đó mô tả chi tiết các sơ đồ và phương pháp lắp đặt để kết nối các tấm pin mặt trời. Thêm chi tiết - ở đây.

Bước # 3. Bảo trì hệ thống sau khi cài đặt

Sau khi cài đặt pin mặt trời linh hoạt, chúng sẽ cần phải được chăm sóc và theo dõi liên tục, nếu không hiệu quả của chúng có thể giảm đáng kể. Điều chính là để giữ cho các tấm sạch sẽ. Bụi, bụi bẩn, phân chim - tất cả những yếu tố này làm giảm hiệu suất của hệ thống, vì chúng hạn chế sự hấp thụ ánh sáng mặt trời bởi các tế bào quang điện.

Các tấm pin mặt trời phải được lau sạch khi chúng trở nên bẩn. Đó là lý do tại sao không nên đặt chúng ở những nơi khó tiếp cận trên một mái nhà phức tạp.

Nếu hệ thống của bạn không thể tự phục vụ, bạn luôn có thể tìm thấy một nghệ sĩ với máy móc và thiết bị phù hợp. Tất nhiên, nó sẽ đắt hơn.

Các tấm pin mặt trời vô định hình dựa trên silicon, giống như các chất tương tự cứng, có thể được rửa bằng một miếng bọt biển ướt hoặc vải sợi nhỏ thông thường. Bảng điều khiển không sợ nước (sau tất cả, thiết bị này được lắp đặt ngoài trời), nếu bạn rửa chúng thường xuyên, chúng sẽ tồn tại lâu hơn

Một vấn đề khác có liên quan đến các khu vực của chúng tôi là tuyết. Vào mùa đông, pin ngủ trong tuyết và ngừng hoạt động. Lượng mưa phải được làm sạch liên tục, nhưng không quá thô, nếu không thiết bị có thể bị hỏng.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Video và đánh giá nhìn vào bảng linh hoạt từ các nhà sản xuất phổ biến sẽ giúp bạn lựa chọn đúng. Bạn sẽ có thể thấy ngôi nhà của bạn sẽ trông như thế nào sau khi lắp đặt thiết bị, các chuyên gia sẽ giúp bạn chọn đúng số lượng pin và xem xét các quy tắc cài đặt.

Các tấm pin mặt trời linh hoạt được sắp xếp như thế nào và chúng được làm từ gì:

Bạn có thể lắp đặt pin linh hoạt trong một căn hộ ở mặt tiền của tòa nhà cao tầng, tại sao không:

Một chút nữa về sản xuất và lợi thế của các yếu tố linh hoạt:

Các tấm pin mặt trời làm cho nó có thể trở nên không bay hơi, không theo dõi giá khí và các tiện ích. Nếu bạn đầu tư một số tiền nhất định một lần, bạn có thể tiêu thụ năng lượng không giới hạn để sử dụng các thiết bị gia dụng, sưởi ấm nhà và sạc lại pin của một chiếc xe điện. Ngày càng có nhiều người chuyển sang sử dụng năng lượng thay thế, vì tương lai nằm sau nó.

Nếu bạn có kiến ​​thức hoặc kinh nghiệm cần thiết về chủ đề của bài viết của chúng tôi, xin vui lòng chia sẻ nó với độc giả của chúng tôi. Hoặc có thể bạn phải tự lắp đặt các tấm pin mặt trời? Hãy cho chúng tôi làm thế nào bạn làm điều đó. Bạn có thể bổ sung ý kiến ​​của bạn với hình ảnh.