Flexibla solpaneler: översikt över typiska konstruktioner, deras egenskaper och anslutningsegenskaper

Solenergi är en av de mest lovande och snabbt utvecklande alternativa elkällorna.Detta är en gränslös resurs som kan användas var som helst på planeten utan att förorena miljön. Håller med, det skulle vara trevligt att ha en egen alternativ elkälla.

Det visar sig att du nu kan omvandla solenergi till el direkt hemma. Istället för skrymmande och ömtåliga rampaneler används nu alltmer flexibla solpaneler. Men hur kan detta genomföras i praktiken?

Vi hjälper dig att förstå strukturen hos flexibla solpaneler och principen för deras funktion. Användbara rekommendationer för val och installation av strukturer presenteras i vår artikel. Och för att underlätta uppfattningen av informationen innehåller artikeln tematiska fotografier och videor.

Vad är solpaneler?

För att förstå om flexibla paneler är rätt för dig att generera el måste du förstå teorin.

Vad är ett solbatteri, hur skiljer sig strukturen på flexibla modeller från andra? Det är också mycket viktigt att ta reda på fördelar och nackdelar med just denna typ av solceller innan du köper.

Struktur och principer för drift av flexibla paneler

Funktionsprincipen för ett solcellsbatteri bygger på konceptet med solceller.Ljus, som bekant, kan betraktas både som en våg och som ett flöde av partiklar - fotoner. Förmågan att omvandla fotonenergi till elektricitet är solceller.

De första prototyperna av moderna solpaneler uppfanns redan på 50-talet. Sedan dess har de förändrats avsevärt både i utseende och i funktionsprincipen. Den fotovoltaiska effekten möjliggörs genom användning av halvledare

En halvledare är ett material som har en speciell atomstruktur. En halvledare av n-typ har extra elektroner, medan atomer i en halvledare av p-typ saknar dem. För att montera en fotocell kombineras 2 typer av material för att bilda en tvåskiktsstruktur.

Enskilda fotoceller kombineras till paneler. Panelerna kan vara styva, i en slitstark metallram. Nu finns det en tendens att lätta ut designen av fotopaneler. Flexibla och lätta solceller blir allt populärare.

Funktionsprincipen för ett solbatteri kan beskrivas på följande sätt:

1. Solljus träffar fotocellens yta från n-lagersidan.
2. Fotoner kolliderar med halvledaratomer och "slår ut" extra elektroner.
3. Fria elektroner rör sig mot p-skiktet och hamnar i atomer med brist på partiklar.
4. Som ett resultat fungerar det översta lagret som en katod och det undre lagret fungerar som en anod.
5. En likström genereras som enkelt kan ladda batteriet.

Kisel, selen och många andra dyrare material används som halvledare.

Likström som tas emot från solpanelen måste omvandlas till växelström, eftersom de flesta elektriska apparater körs på den

För flexibla filmsolceller används även polymerbeläggning med aluminiumledare.Denna struktur gör panelerna förvånansvärt tunna och lätta.

Denna teknik har precis börjat utvecklas, men det råder ingen tvekan om att den har stora framtidsutsikter. Men vi kommer att titta på flexibla paneler i vid bemärkelse av denna definition.

Du kan läsa mer om principerna för drift av solpaneler genom att klicka på länk.

Fördelar med flexibla solceller

Fördelarna med flexibla solpaneler gör denna metod för att generera el till en av de mest lovande:

• vikt;
• storlek;
• elasticitet;
• prestanda;
• mångsidighet;
• effektivitet;
• miljövänlighet;
• enkel drift.

Panelernas geometriska och fysiska parametrar, såsom storlek och vikt, är av stor betydelse, eftersom det krävs ett stort antal paneler för att tillhandahålla elektricitet till ett helt bostadshus; vid användning av tunga modeller kan det vara nödvändigt att förstärka byggnadsstrukturen, vilket avsevärt kommer att öka installationskostnaderna.

Lätta och kompakta flexibla element påverkar inte nämnvärt fördelningen av lasten på byggnadsstommen. De utgör ingen risk för takbeläggningar

Prestanda hos silikonbatterier är ganska hög. Det är svårt att uppskatta effektiviteten i detta fall, halvledarpaneler kan omvandla ljus till elektricitet med i genomsnitt 20 %.

Det vill säga, om solstrålningseffekten är 200 W, kommer cirka 40 W el att tas emot.

Flexibla amorfa solpaneler är mycket mer toleranta mot molnigt väder än konventionella stela kiselbaserade strukturer.

Som jämförelse kan en vanlig solpanel endast fungera med 10 % av sin kapacitet i molnigt väder, medan en flexibel panel kan fungera med cirka 50 % av sin nominella effekt.

Solbatteriets flexibilitet gör att det kan utrustas med tak med ojämna ytor, tegeltak och beläggningar av komplexa former. Samtidigt är de ganska mångsidiga, lämpliga för installation på taket eller fasaden av en byggnad

Solljus är en gratis och obegränsad resurs. Detta är dess otvivelaktiga fördel, som återspeglar den ovillkorliga effektiviteten hos solpaneler.

Dessutom är denna metod för energiproduktion helt miljövänlig och påverkar inte på något sätt miljön eller skadar den. Dessutom, genom att överge det populära alternativet till solenergi - termiska kraftverk, minskar mänskligheten nivån av luftföroreningar.

Nackdelar med flexibla solpaneler

Flexibla solpaneler har också en hel del nackdelar. För det första håller den här tekniken på att utvecklas och har ännu inte nått toppen av sin kapacitet. När det gäller prestanda är flexibla amorfa batterier sämre än stela poly- eller monokristallina.

Strukturen och funktionsprincipen för flexibla paneler är ganska komplex, men alla kan använda dem. Det räcker att installera och ansluta utrustningen korrekt

För det andra misslyckas tunn folie och ett minimalt beläggningsskikt relativt snabbt. Garantitiden för sådana paneler är cirka 3 år.

Efter detta börjar fotocellerna gradvis bryta ner och kräver byte.

Den goda nyheten är att denna industri utvecklas snabbt och mer hållbara och kraftfulla exempel på flexibla solpaneler baserade på amorft kisel dyker redan upp

Andra nackdelar är inneboende i alla typer av solpaneler:

• återbetalningsperiod;
• högt pris;
• ett stort antal dyr utrustning, förutom själva batterierna;
• beroende av väderförhållanden.

En flexibel panel med en effekt på cirka 150 W kostar cirka 40 tusen rubel. eller mer, beroende på tillverkare. 20 batterier, en uppsättning batterier och extra utrustning kommer att kosta en rejäl summa. Med hänsyn till kostnaden för 1 kW timme el måste du betala för systemet i mer än ett år.

Var och hur används solenergi?

Flexibla paneler används inom olika områden. Innan du utarbetar ett projekt för att driva ditt hem med hjälp av dessa solpaneler, ta reda på var de används och vilka funktioner de använder i vårt klimat.

Användningsområde för solpaneler

Användningen av flexibla solpaneler är mycket bred. De används framgångsrikt inom elektronik, byggnadselektrifiering, bil- och flygplanstillverkning och rymdanläggningar.

I konstruktion används sådana paneler för att förse bostads- och industribyggnader med elektricitet.

Solenergi kan vara den enda källan till el, eller det kan duplicera det traditionella strömförsörjningsschemat, så att huset inte förblir utan ström vid otillräcklig effektivitet under en viss period.

Bärbara laddare baserade på flexibla solceller är tillgängliga för alla och säljs överallt. Stora flexibla turistpaneler för att generera elektricitet i alla hörn av världen är mycket populära bland resenärer.

En mycket ovanlig men praktisk idé är att använda vägbanan som underlag för flexibla batterier. Specialelement är skyddade från stötar och är inte rädda för tunga belastningar.

Flexibla batterier är också bra eftersom de kan användas i nästan alla situationer. De kan enkelt placeras på taket av en bil eller skrovet på en yacht.

Denna idé har redan implementerats. "Solvägen" ger energi till de omgivande byarna utan att ta upp en enda extra meter mark.

Funktioner för användningen av flexibla amorfa paneler

De som planerar att börja använda flexibla solpaneler som en källa till el för sitt hem bör känna till detaljerna i sin verksamhet.

Solpaneler med flexibel metallbas används där ökade krav ställs på slitstyrkan hos minikraftverk:

Först och främst är användarna bekymrade över frågan: vad ska man göra på vintern, när dagsljuset är korta och det inte finns tillräckligt med el för att driva alla enheter?

Ja, vid molnigt väder och korta dagsljus timmar minskar panelernas prestanda. Det är bra när det finns ett alternativ i form av möjligheten att byta till en centraliserad strömförsörjning. Om du inte har det måste du fylla på batterier och ladda dem på dagar då vädret är gynnsamt.

En intressant egenskap hos solceller är att när solcellen värms upp så minskar dess effektivitet avsevärt.

I sommarvärmen blir panelerna varma, men de fungerar sämre. På vintern, en solig dag, kan fotoceller fånga mer ljus och omvandla det till energi

Antalet klara dagar per år beror på regionen. Naturligtvis i söder är det mer rationellt att använda flexibla batterier, eftersom solen skiner där längre och oftare.

Eftersom jorden ändrar sin position i förhållande till solen under dagen, är det bättre att placera panelerna universellt - det vill säga på södra sidan i en vinkel på cirka 35-40 grader.Denna situation kommer att vara relevant både på morgonen och på kvällen och vid middagstid.

Instruktioner för montering av solpaneler på taket

Om du bestämmer dig för att flexibla solpaneler baserade på amorft kisel är vad du behöver för att ge el till ett privat hem, börja planera arbetet.

Välj lämplig utrustning och uppskatta det ungefärliga antalet paneler. Läs då reglerna för installation och efterföljande underhåll av solceller.

Men kom ihåg att användningen av traditionella poly- och monokristallina kiselanaloger fortfarande är mycket mer produktiv.

Steg 1. Beräkning av antalet paneler

Allt arbete börjar med ett projekt. För design måste du göra de nödvändiga beräkningarna, nämligen:

• daglig elförbrukning;
• total erforderlig effekt för fotoceller;
• batterikapacitet;
• antal paneler.

Det enklaste är att beräkna elförbrukningen. För att göra detta måste du ta hänsyn till absolut alla elektriska apparater som du använder eller teoretiskt kan använda.

Enkelt exempel:

• kylskåp - 200 W;
• dator - 300 W;
• TV – 150 W;
• ekonomiska glödlampor - 5 stycken på 20 W vardera.

Effekten av varje enhet måste anges i dess dokumentation eller på höljet. Efter att ha lagt till all data får vi 750 W. Baserat på detta värde väljs det inverter - en anordning som omvandlar likström till växelström med önskad frekvens.

Se till att göra en liten marginal och välj en växelriktare som är 0,5 kW kraftfullare än det beräknade värdet. Det vill säga för en total effekt på 0,75 kW är en enhet som inte är svagare än 1,25 kW lämplig

För korrekt anslutning ansluts solpaneler till batterier via en styrenhet.Blanda inte ihop kontakterna - plus till plus, minus till minus. Från batteriet skickas ström till växelriktaren och sedan till elektriska apparater

Sedan måste du välja batterier. Batterikapaciteten (till exempel 200 A∙h) visar hur mycket ström som kommer att produceras vid en given spänning under en timme.

Du kan beräkna den erforderliga kapaciteten genom att dividera konsumenternas totala effekt med solbatteriets utspänning. I vårt exempel använder vi 12 volts batterier. 750 /12 = 62,5 A∙h.

Men denna formel är inte helt korrekt, eftersom de flesta batterier inte kan laddas ur till 0. Det finns en viss gräns, till exempel 40%. Om laddningsnivån sjunker under denna, påverkar detta avsevärt batteriets livslängd och prestanda.

Denna indikator måste också läggas till formeln:

750 W/(12Vx0,4)=156,25 A∙h.

För att uppnå en sådan kapacitet kan du kombinera en grupp med 2 batterier på 100 Ah vardera i systemet.

Antalet paneler beräknas baserat på kraften hos den valda modellen och den region där de kommer att installeras. Regionens betydelse är svår att överskatta. Helst måste du hitta de dagliga solstrålningsnivåerna för ditt område. För tillförlitligheten tas minimivärdet för året, ungefär i slutet av december.

Schematiskt kan nivån av instrålning i olika regioner avbildas enligt följande. Numeriska värden kan hittas i specialiserade referensböcker eller på Internet

Genom att multiplicera denna siffra med antalet kalenderdagar i månaden får vi antalet kilowatt per 1 m2 flexibelt solbatteri för december. Till exempel, i Moskva är det 0,33x31=10,23 kW/m2, och för Sochi - 1,25x31=38,75 kW/m2. Denna siffra kallas antalet pico-timmar.

Sedan, från det villkorliga maximala 0,75 kW som förbrukas av alla enheter samtidigt, beräknar vi den genomsnittliga månatliga förbrukningen - cirka 25 kW. Om en månad ska våra flexibla batterier producera minst 25 000 W, men det är bättre att göra en liten reserv och runda upp till 30 kW.

Därför bör det för 1 pico-timme i Moskva vara 30/10,23 = 2,93 kW. Om de valda panelerna har en effekt på 150 W, är det inte svårt att beräkna deras antal: 2,93/0,15 = 20 stycken.

Efter så enkla beräkningar kan du välja en lämplig växelriktare, kontroller, batteri och flexibla solcellspaneler själva i erforderlig mängd.

Steg 2. Installationsregler

Installation av flexibla solceller kan göras av dig själv.

För att göra detta måste du bestämma exakt var du ska placera dina paneler:

• på taket av en byggnad;
• på husets fasad;
• på en fristående struktur;
• kombinerat system.

Det mest populära alternativet är på taket. Om formen eller konfigurationen av taket inte tillåter detta, är det bättre att bygga en extra ram för att placera batterierna. Detta är dyrare, men om taket är skuggat eller svårtillgängligt blir det här alternativet rationellt.

Placeringen på fasaden används när det inte finns tillräckligt med utrymme på taket. Paneler kan bli en del av designidén och spela rollen som heminredning

Flexibla solceller har ett klibbigt hartsskikt på undersidan.

Det räcker att ta bort skyddsfilmen och limma panelen på den valda platsen. Självklart ska ytan rengöras och tvättas innan montering.

Inga specialverktyg behövs för installationen. Det viktigaste är att ta hand om din säkerhet när du arbetar på taket.Det är också mycket viktigt att följa utrustningens anslutningsschema och inte bryta sekvensen

På ena sidan har solcellsbatterimodulen 2 kablar. Varje panel är placerad så att dessa kablar senare kan kombineras till en buss för seriell anslutning.

Vi rekommenderar även att läsa vårt övriga material, som i detalj beskriver installationsscheman och metoder för anslutning av solpaneler. Fler detaljer - Här.

Steg 3. Systemvård efter installation

När flexibla solceller väl har installerats måste de ständigt underhållas och övervakas, annars kan deras effektivitet sjunka dramatiskt. Det viktigaste är att hålla panelerna rena. Damm, smuts, fågelspillning - alla dessa faktorer minskar systemets prestanda eftersom de begränsar solcellernas absorption av solljus.

Solpaneler måste torkas när de blir smutsiga. Det är därför det inte rekommenderas att placera dem på svåråtkomliga platser på ett komplext tak.

Om ditt system inte kan servas av dig själv kan du alltid hitta en entreprenör med lämplig teknik och utrustning. Naturligtvis kommer det att kosta mer.

Du kan tvätta solpaneler baserade på amorft kisel, som deras hårda motsvarigheter, med en vanlig fuktig svamp eller mikrofiberduk. Panelen är inte rädd för vatten (trots allt är den här utrustningen installerad utomhus); om du tvättar dem regelbundet kommer de att hålla längre

Ett annat problem som är aktuellt för våra regioner är snö. På vintern är batterierna täckta av snö och slutar fungera. Sediment måste ständigt renas bort, men inte för grovt, annars kan själva utrustningen skadas.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videor och recensioner som diskuterar flexibla paneler från populära tillverkare hjälper dig att göra rätt val. Du kommer att kunna se hur ditt hem kommer att se ut efter att du har installerat utrustningen; specialister hjälper dig att välja rätt antal batterier och granska installationsreglerna.

Hur flexibla solpaneler fungerar och vad de är gjorda av:

Du kan installera ett flexibelt batteri i en lägenhet på fasaden av ett höghus, varför inte:

Lite mer om produktionen och fördelarna med flexibla element:

Solpaneler gör det möjligt att bli energioberoende och inte behöva övervaka priserna på bensin och el. Om du investerar en viss summa en gång kommer du att kunna förbruka obegränsat med energi för att använda elektriska hushållsapparater, uppvärmning av hem och ladda batteriet i ett elfordon. Fler och fler människor går över till alternativ energi för att det är framtiden.

Om du har den nödvändiga kunskapen eller erfarenheten om ämnet för vår artikel, vänligen dela det med våra läsare. Eller har du kanske behövt installera solpaneler själv? Berätta hur du gjorde. Du kan komplettera dina kommentarer med fotografier.