Fleksible solcellepaneler: oversikt over typiske design, deres egenskaper og tilkoblingsfunksjoner

Solenergi er en av de mest lovende og raskt utviklende alternative strømkildene.Dette er en ubegrenset ressurs som kan brukes hvor som helst på planeten uten å forurense miljøet. Enig, det ville vært fint å ha din egen alternative strømkilde.

Det viser seg at du nå kan konvertere solenergi til strøm hjemme. I stedet for klumpete og skjøre rammepaneler, brukes nå i økende grad fleksible solcellepaneler. Men hvordan kan dette gjennomføres i praksis?

Vi vil hjelpe deg å forstå strukturen til fleksible solcellepaneler og prinsippet for deres drift. Nyttige anbefalinger for valg og installasjon av strukturer er presentert i vår artikkel. Og for å lette oppfatningen av informasjon, inneholder artikkelen tematiske fotografier og videoer.

Hva er solcellepaneler?

For å forstå om fleksible paneler er riktig for deg å generere strøm, må du forstå teorien.

Hva er et solcellebatteri, hvordan skiller strukturen til fleksible modeller seg fra andre? Det er også svært viktig å finne ut av fordeler og ulemper med denne spesielle typen solceller før du kjøper.

Struktur og prinsipper for drift av fleksible paneler

Driftsprinsippet til et solcellebatteri er basert på konseptet solcelle.Lys kan som kjent betraktes både som en bølge og som en strøm av partikler - fotoner. Evnen til å omdanne energien til fotoner til elektrisitet er fotovoltaikk.

De første prototypene av moderne solcellepaneler ble oppfunnet på 50-tallet. Siden den gang har de endret seg betydelig både i utseende og i operasjonsprinsippet. Den fotovoltaiske effekten er muliggjort ved bruk av halvledere

En halvleder er et materiale som har en spesiell atomstruktur. En n-type halvleder har ekstra elektroner, mens atomer i en p-type halvleder mangler dem. For å sette sammen en fotocelle kombineres 2 typer materialer for å danne en to-lags struktur.

Individuelle fotoceller er kombinert til paneler. Panelene kan være stive, i en slitesterk metallramme. Nå er det en tendens til å lette utformingen av fotopaneler. Fleksible og lette solceller blir stadig mer populære.

Driftsprinsippet til et solcellebatteri kan beskrives som følger:

1. Sollys treffer overflaten av fotocellen fra n-lagssiden.
2. Fotoner kolliderer med halvlederatomer og "slår ut" ekstra elektroner.
3. Frie elektroner beveger seg mot p-laget og havner i atomer med mangel på partikler.
4. Som et resultat fungerer det øverste laget som en katode, og det nederste laget fungerer som en anode.
5. Det genereres en likestrøm som enkelt kan lade batteriet.

Silisium, selen og mange andre dyrere materialer brukes som halvledere.

Likestrømmen som mottas fra solcellepanelet må konverteres til vekselstrøm, siden de fleste elektriske apparater kjører på det

For fleksible filmsolceller brukes også polymerbelegg med aluminiumsledere.Denne strukturen gjør panelene overraskende tynne og lette.

Denne teknologien begynner så vidt å utvikle seg, men det er ingen tvil om at den har store utsikter. Men vi skal se på fleksible paneler i vid forstand av denne definisjonen.

Du kan lese mer om prinsippene for drift av solcellepaneler ved å klikke videre link.

Fordeler med fleksible solceller

Fordelene med fleksible solcellepaneler gjør denne metoden for å generere elektrisitet til en av de mest lovende:

• vekt;
• størrelse;
• elastisitet;
• opptreden;
• allsidighet;
• effektivitet;
• miljøvennlighet;
• enkel betjening.

De geometriske og fysiske parametrene til panelene, som størrelse og vekt, er av stor betydning, siden for å gi strøm til et helt boligbygg, vil det kreves et stort antall paneler; ved bruk av tunge modeller kan det være nødvendig å forsterke bygningsstrukturen, noe som vil øke installasjonskostnadene betydelig.

Lette og kompakte fleksible elementer vil ikke påvirke fordelingen av lasten på bygningsrammen nevneverdig. De utgjør ingen fare for takbelegget

Ytelsen til silisiumbatterier er ganske høy. Det er vanskelig å anslå effektiviteten i dette tilfellet; halvlederpaneler er i stand til å konvertere lys til elektrisitet med 20 % i gjennomsnitt.

Det vil si at hvis solstrålingseffekten er 200 W, vil det mottas omtrent 40 W elektrisitet.

Fleksible amorfe solcellepaneler er mye mer tolerante overfor overskyet vær enn konvensjonelle stive silisiumbaserte strukturer.

Til sammenligning kan et standard solcellepanel bare operere med 10 % av kapasiteten i overskyet vær, mens et fleksibelt panel kan operere med omtrent 50 % av den nominelle ytelsen.

Fleksibiliteten til solcellebatteriet gjør at det kan utstyres med tak med ujevne overflater, flislagt tak og belegg av komplekse former. Samtidig er de ganske allsidige, egnet for installasjon på taket eller fasaden til en bygning

Sollys er en gratis og ubegrenset ressurs. Dette er dens utvilsomme fordel, som gjenspeiler den ubetingede effektiviteten til solcellepaneler.

I tillegg er denne metoden for energiproduksjon helt miljøvennlig og påvirker på ingen måte miljøet eller skader det. Dessuten, ved å forlate det populære alternativet til solenergi - termiske kraftverk, reduserer menneskeheten nivået av luftforurensning.

Ulemper med fleksible solcellepaneler

Fleksible solcellepaneler har også mange ulemper. For det første er denne teknologien bare i utvikling og har ennå ikke nådd toppen av sine evner. Når det gjelder ytelse, er fleksible amorfe batterier dårligere enn stive poly- eller monokrystallinske.

Strukturen og driftsprinsippet til fleksible paneler er ganske komplekst, men alle kan bruke dem. Det er nok å installere og koble utstyret riktig

For det andre svikter tynn folie og et minimalt belegglag relativt raskt. Garantiperioden for slike paneler er ca. 3 år.

Etter dette begynner fotocellene gradvis å brytes ned og krever utskifting.

Den gode nyheten er at denne industrien utvikler seg raskt og mer holdbare og kraftige eksempler på fleksible solcellepaneler basert på amorft silisium dukker allerede opp

Andre ulemper er iboende i alle typer solcellepaneler:

• tilbakebetalingsperiode;
• høy pris;
• et stort antall dyrt utstyr, i tillegg til selve batteriene;
• avhengig av værforhold.

Et fleksibelt panel med en effekt på omtrent 150 W koster omtrent 40 tusen rubler. eller mer, avhengig av produsenten. 20 batterier, et sett med batterier og tilleggsutstyr vil koste en ryddig sum. Tatt i betraktning kostnaden for 1 kW time strøm, må du betale for systemet i mer enn ett år.

Hvor og hvordan brukes solenergi?

Fleksible paneler brukes på ulike felt. Før du utarbeider et prosjekt for å drive hjemmet ditt ved hjelp av disse solcellepanelene, finn ut hvor de brukes og hva som er funksjonene ved bruken i klimaet vårt.

Bruksområde for solcellepaneler

Bruken av fleksible solcellepaneler er svært bred. De brukes med hell i elektronikk, bygningselektrifisering, bil- og flyproduksjon og romfartsanlegg.

I konstruksjon brukes slike paneler til å forsyne bolig- og industribygg med strøm.

Solenergi kan være den eneste strømkilden, eller den kan duplisere den tradisjonelle strømforsyningsordningen, slik at huset ikke forblir uten strøm i tilfelle utilstrekkelig effektivitet i en viss periode.

Bærbare ladere basert på fleksible solceller er tilgjengelig for alle og selges overalt. Store fleksible turistpaneler for å generere elektrisitet i ethvert hjørne av kloden er veldig populære blant reisende.

En svært uvanlig, men praktisk idé er å bruke veibanen som grunnlag for fleksible batterier. Spesielle elementer er beskyttet mot støt og er ikke redd for tung belastning.

Fleksible batterier er også bra fordi de kan brukes i nesten alle situasjoner. De kan enkelt plasseres på taket av en bil eller skroget til en yacht.

Denne ideen er allerede implementert. "Solveien" gir energi til de omkringliggende landsbyene uten å ta opp en eneste ekstra meter land.

Funksjoner ved bruk av fleksible amorfe paneler

De som planlegger å begynne å bruke fleksible solcellepaneler som en strømkilde for hjemmet sitt, bør kjenne til detaljene i driften.

Solcellepaneler med fleksibel metallbase brukes der det stilles økte krav til slitestyrken til minikraftverk:

Først av alt er brukere opptatt av spørsmålet: hva skal de gjøre om vinteren, når dagslyset er korte og det ikke er nok strøm til å betjene alle enhetene?

Ja, i overskyet vær og korte dagslystimer reduseres ytelsen til panelene. Det er bra når det finnes et alternativ i form av muligheten for å bytte til en sentralisert strømforsyning. Hvis du ikke har det, må du fylle opp batterier og lade dem på dager da været er gunstig.

Et interessant trekk ved solceller er at når solcellen varmes opp, reduseres effektiviteten betydelig.

I sommervarmen blir panelene varme, men de fungerer dårligere. Om vinteren, på en solrik dag, er fotoceller i stand til å fange opp mer lys og konvertere det til energi

Antall klare dager per år avhenger av regionen. I sør er det selvfølgelig mer rasjonelt å bruke fleksible batterier, siden solen skinner der lenger og oftere.

Siden jorden endrer sin posisjon i forhold til solen i løpet av dagen, er det bedre å plassere panelene universelt - det vil si på sørsiden i en vinkel på omtrent 35-40 grader.Denne situasjonen vil være aktuell både i morgen- og kveldstimene og ved middagstid.

Instruksjoner for montering av solcellepaneler på taket

Hvis du bestemmer deg for at fleksible solcellepaneler basert på amorft silisium er det du trenger for å gi strøm til et privat hjem, begynn å planlegge arbeidet.

Velg riktig utstyr og anslå det omtrentlige antallet paneler. Les da reglene for montering og etterfølgende vedlikehold av solceller.

Men husk at bruken av tradisjonelle silisium poly- og monokrystallinske analoger fortsatt er mye mer produktiv.

Trinn 1. Beregning av antall paneler

Ethvert arbeid begynner med et prosjekt. For design må du gjøre de nødvendige beregningene, nemlig:

• daglig strømforbruk;
• total nødvendig kraft til fotoceller;
• batterikapasitet;
• antall paneler.

Det enkleste er å beregne strømforbruket. For å gjøre dette, må du ta hensyn til absolutt alle elektriske apparater som du bruker eller teoretisk kan bruke.

Enkelt eksempel:

• kjøleskap - 200 W;
• datamaskin - 300 W;
• TV – 150 W;
• økonomiske lyspærer - 5 stk på 20 W hver.

Kraften til hver enhet må angis i dokumentasjonen eller på dekselet. Etter å ha lagt til alle dataene får vi 750 W. Basert på denne verdien er den valgt inverter - en enhet som konverterer likestrøm til vekselstrøm med ønsket frekvens.

Sørg for å lage en liten margin og velg en omformer som er 0,5 kW kraftigere enn den beregnede verdien. Det vil si at for en total effekt på 0,75 kW er en enhet som ikke er svakere enn 1,25 kW egnet

For riktig tilkobling kobles solcellepaneler til batterier gjennom en kontroller.Ikke bland kontaktene – pluss til pluss, minus til minus. Fra batteriet sendes strøm til omformeren, og deretter til elektriske apparater

Deretter må du velge batterier. Batterikapasiteten (for eksempel 200 A∙h) viser hvor mye strøm som produseres ved en gitt spenning i en time.

Du kan beregne nødvendig kapasitet ved å dele den totale effekten til forbrukerne med utgangsspenningen til solbatteriet. I vårt eksempel bruker vi 12 volts batterier. 750 /12 = 62,5 A∙h.

Men denne formelen er ikke helt riktig, siden de fleste batterier ikke kan lades ut til 0. Det er en viss grense, for eksempel 40 %. Hvis ladenivået faller under dette, påvirker dette batteriets levetid og ytelse betydelig.

Denne indikatoren må også legges til formelen:

750 W/(12Vx0,4)=156,25 A∙h.

For å oppnå en slik kapasitet kan du kombinere en gruppe på 2 batterier på 100 Ah hver inn i systemet.

Antall paneler beregnes basert på kraften til den valgte modellen og regionen de skal installeres i. Betydningen av regionen er vanskelig å overvurdere. Ideelt sett må du finne de daglige solstrålingsnivåene for ditt område. For pålitelighet tas minimumsverdien for året, omtrent i slutten av desember.

Skjematisk kan isolasjonsnivået i forskjellige regioner avbildes som følger. Tallverdier finnes i spesialiserte oppslagsverk eller på Internett

Multipliserer dette tallet med antall kalenderdager i måneden, får vi antall kilowatt per 1 m2 fleksibelt solcellebatteri for desember. For eksempel, i Moskva er det 0,33x31=10,23 kW/m2, og for Sotsji - 1,25x31=38,75 kW/m2. Dette tallet kalles antall pico-timer.

Deretter, fra det betingede maksimale 0,75 kW forbrukt av alle enheter samtidig, beregner vi det gjennomsnittlige månedlige forbruket - omtrent 25 kW. Om en måned skal våre fleksible batterier produsere minst 25 000 W, men det er bedre å lage en liten reserve og runde opp til 30 kW.

Derfor, for 1 pico-time i Moskva, bør det være 30/10,23 = 2,93 kW. Hvis de valgte panelene har en effekt på 150 W, er det ikke vanskelig å beregne antallet: 2,93/0,15 = 20 stykker.

Etter slike enkle beregninger kan du velge en passende omformer, kontrolleren, batteri og fleksible solcellepaneler selv i nødvendig mengde.

Steg 2. Installasjonsregler

Montering av fleksible solceller kan gjøres av deg selv.

For å gjøre dette, må du bestemme hvor nøyaktig du vil plassere panelene dine:

• på taket av en bygning;
• på fasaden av huset;
• på en frittstående struktur;
• kombinert ordning.

Det mest populære alternativet er på taket. Hvis formen eller konfigurasjonen av taket ikke tillater dette, er det bedre å bygge en ekstra ramme å plassere batteriene på. Dette er dyrere, men hvis taket er skyggelagt eller vanskelig tilgjengelig, blir dette alternativet rasjonelt.

Plasseringen på fasaden brukes når det ikke er nok plass på taket. Paneler kan bli en del av designideen og spille rollen som hjemmedekorasjon

Fleksible solcelleceller har et klebrig harpiksholdig lag på undersiden.

Det er nok å fjerne beskyttelsesfilmen og lim panelet på det valgte stedet. Selvsagt skal overflaten rengjøres og vaskes før montering.

Ingen spesialverktøy er nødvendig for installasjon. Det viktigste er å ta vare på sikkerheten din mens du jobber på taket.Det er også svært viktig å følge utstyrets koblingsskjema og ikke bryte rekkefølgen

På den ene siden har solcellebatterimodulen 2 kabler. Hvert panel er plassert slik at disse ledningene senere kan kombineres til én buss for seriekobling.

Vi anbefaler også å lese vårt øvrige materiale, som i detalj beskriver installasjonsskjemaer og metoder for tilkobling av solcellepaneler. Mer informasjon - Her.

Trinn #3. Systemvedlikehold etter installasjon

Når fleksible solceller er installert, må de kontinuerlig vedlikeholdes og overvåkes, ellers kan effektiviteten reduseres dramatisk. Det viktigste er å holde panelene rene. Støv, skitt, fugleskitt – alle disse faktorene reduserer ytelsen til systemet fordi de begrenser solcellenes absorpsjon av sollys.

Solcellepaneler må tørkes når de blir skitne. Derfor anbefales det ikke å plassere dem på vanskelig tilgjengelige steder på et komplekst tak.

Hvis systemet ditt ikke kan betjenes av deg selv, kan du alltid finne en entreprenør med riktig teknologi og utstyr. Selvfølgelig vil det koste mer.

Du kan vaske solcellepaneler basert på amorft silisium, som deres harde motstykker, med en vanlig fuktig svamp eller mikrofiberklut. Panelet er ikke redd for vann (tross alt er dette utstyret installert utendørs); hvis du vasker dem regelmessig, vil de vare lenger

Et annet problem som er aktuelt for våre regioner er snø. Om vinteren er batteriene dekket av snø og slutter å fungere. Sediment må hele tiden renses av, men ikke for grovt, ellers kan selve utstyret bli skadet.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Videoer og anmeldelser som diskuterer fleksible paneler fra populære produsenter vil hjelpe deg å ta det riktige valget. Du vil kunne se hvordan hjemmet ditt vil se ut etter at du har installert utstyret; spesialister vil hjelpe deg med å velge riktig antall batterier og gjennomgå installasjonsreglene.

Hvordan fleksible solcellepaneler fungerer og hva de er laget av:

Du kan installere et fleksibelt batteri i en leilighet på fasaden til et høyhus, hvorfor ikke:

Litt mer om produksjonen og fordelene med fleksible elementer:

Solcellepaneler gjør det mulig å bli energiuavhengig og slipper å overvåke prisene på bensin og verktøy. Hvis du investerer et visst beløp én gang, vil du kunne forbruke ubegrenset energi for å bruke elektriske husholdningsapparater, oppvarming av hjemmet og lade batteriet til et elektrisk kjøretøy. Flere og flere går over til alternativ energi fordi det er fremtiden.

Hvis du har den nødvendige kunnskapen eller erfaringen om emnet for artikkelen vår, vennligst del den med våre lesere. Eller kanskje du har måttet installere solcellepaneler selv? Fortell oss hvordan du gjorde det. Du kan supplere kommentarene dine med bilder.