Plaques solars flexibles: visió general dels dissenys típics, les seves característiques i característiques de connexió

L'energia solar és una de les fonts alternatives d'electricitat més prometedores i de ràpid desenvolupament.Aquest és un recurs il·limitat que es pot utilitzar a qualsevol part del planeta sense contaminar el medi ambient. D'acord, estaria bé tenir la teva pròpia font alternativa d'electricitat.

Resulta que ara pots convertir l'energia solar en electricitat a casa. En lloc de panells de marc voluminosos i fràgils, ara s'utilitzen cada cop més panells solars flexibles. Però, com es pot implementar això a la pràctica?

L'ajudarem a entendre l'estructura dels panells solars flexibles i el principi del seu funcionament. Al nostre article es presenten recomanacions útils per a la selecció i instal·lació d'estructures. I per facilitar la percepció de la informació, l'article conté fotografies i vídeos temàtics.

Què són les plaques solars?

Per entendre si els panells flexibles són adequats per generar electricitat, cal entendre la teoria.

Què és una bateria solar, com es diferencia l'estructura dels models flexibles dels altres? També és molt important conèixer els avantatges i els inconvenients d'aquest tipus de cèl·lules solars abans de comprar.

Estructura i principis de funcionament dels panells flexibles

El principi de funcionament d'una bateria solar es basa en el concepte de fotovoltaica.La llum, com se sap, es pot considerar tant com una ona com un flux de partícules: fotons. La capacitat de convertir l'energia dels fotons en electricitat és la fotovoltaica.

Els primers prototips de plaques solars modernes es van inventar als anys 50. Des de llavors, han canviat significativament tant en aparença com en el principi de funcionament. L'efecte fotovoltaic és possible gràcies a l'ús de semiconductors

Un semiconductor és un material que té una estructura atòmica especial. Un semiconductor de tipus n té electrons addicionals, mentre que els àtoms d'un semiconductor de tipus p en manquen. Per muntar una fotocèl·lula, es combinen 2 tipus de materials per formar una estructura de dues capes.

Les fotocèl·lules individuals es combinen en panells. Els panells poden ser rígids, en un marc metàl·lic durador. Ara hi ha una tendència a alleugerir el disseny dels panells fotogràfics. Les cèl·lules solars flexibles i lleugeres estan guanyant popularitat.

El principi de funcionament d'una bateria solar es pot descriure de la següent manera:

1. La llum solar arriba a la superfície de la fotocèl·lula des del costat de la capa n.
2. Els fotons xoquen amb àtoms semiconductors, "eliminant" electrons addicionals.
3. Els electrons lliures es mouen cap a la capa p i acaben en àtoms amb manca de partícules.
4. Com a resultat, la capa superior actua com un càtode i la capa inferior actua com un ànode.
5. Es genera un corrent continu que pot carregar fàcilment la bateria.

Com a semiconductors s'utilitzen silici, seleni i molts altres materials més cars.

El corrent continu rebut del panell solar s'ha de convertir en corrent altern, ja que la majoria dels aparells elèctrics funcionen amb ell.

Per a cèl·lules solars de pel·lícula flexible, també s'utilitza un recobriment de polímer amb conductors d'alumini.Aquesta estructura fa que els panells siguin sorprenentment prims i lleugers.

Aquesta tecnologia tot just comença a desenvolupar-se, però no hi ha dubte que té grans perspectives. Però mirarem els panells flexibles en el sentit ampli d'aquesta definició.

Podeu llegir més sobre els principis de funcionament de les plaques solars fent clic a enllaç.

Avantatges de les cèl·lules solars flexibles

Els avantatges de les plaques solars flexibles fan d'aquest mètode de generació d'electricitat un dels més prometedors:

• pes;
• mida;
• elasticitat;
• rendiment;
• versatilitat;
• eficiència;
• respectuós amb el medi ambient;
• facilitat d'operació.

Els paràmetres geomètrics i físics dels panells, com ara la mida i el pes, són de gran importància, ja que per subministrar electricitat a un edifici residencial sencer es requerirà un gran nombre de panells; quan s'utilitzen models pesats, pot ser necessari reforçar-los. l'estructura de l'edifici, que augmentarà significativament els costos d'instal·lació.

Els elements flexibles lleugers i compactes no afectaran significativament la distribució de la càrrega al marc de l'edifici. No suposen cap perill per a la coberta del sostre

El rendiment de les bateries de silici és bastant alt. És difícil estimar l'eficiència en aquest cas; els panells semiconductors són capaços de convertir la llum en electricitat en un 20% de mitjana.

És a dir, si la potència de radiació solar és de 200 W, es rebran uns 40 W d'electricitat.

Els panells solars amorfs flexibles són molt més tolerants al temps ennuvolat que les estructures rígides convencionals basades en silici.

En comparació, un panell solar estàndard només pot funcionar al 10% de la seva capacitat en temps ennuvolat, mentre que un panell flexible pot funcionar al voltant del 50% de la seva potència nominal.

La flexibilitat de la bateria solar permet equipar-la amb cobertes amb superfícies irregulars, cobertes de teules i cobertes de formes complexes. Al mateix temps, són força versàtils, adequats per a la instal·lació al terrat o façana d'un edifici

La llum solar és un recurs gratuït i il·limitat. Aquest és el seu indubtable avantatge, que reflecteix l'eficiència incondicional de les plaques solars.

A més, aquest mètode de producció d'energia és totalment respectuós amb el medi ambient i no afecta de cap manera el medi ambient ni el perjudica. A més, en abandonar l'alternativa popular a l'energia solar: les centrals tèrmiques, la humanitat està reduint el nivell de contaminació de l'aire.

Inconvenients de les plaques solars flexibles

Els panells solars flexibles també tenen molts desavantatges. En primer lloc, aquesta tecnologia s'està desenvolupant i encara no ha arribat al màxim de les seves capacitats. Pel que fa al rendiment, les bateries amorfes flexibles són inferiors a les rígides poli- o monocristal·lines.

L'estructura i el principi de funcionament dels panells flexibles són força complexos, però tothom els pot utilitzar. N'hi ha prou amb instal·lar i connectar correctament l'equip

En segon lloc, la làmina fina i una capa de recobriment mínima fallen relativament ràpidament. El període de garantia d'aquests panells és d'uns 3 anys.

Després d'això, les fotocèl·lules comencen a trencar-se gradualment i cal substituir-les.

La bona notícia és que aquesta indústria s'està desenvolupant ràpidament i ja estan apareixent exemples més duradors i potents de panells solars flexibles basats en silici amorf.

Altres inconvenients són inherents a tot tipus de plaques solars:

• període de devolució;
• preu alt;
• un gran nombre d'equips cars, a més de les pròpies bateries;
• dependència de les condicions meteorològiques.

Un panell flexible amb una potència d'uns 150 W costa aproximadament 40 mil rubles. o més, depenent del fabricant. 20 piles, un joc de piles i un equip addicional costaran una bona quantitat. Tenint en compte el cost d'1 kW hora d'electricitat, hauràs de pagar el sistema durant més d'un any.

On i com s'utilitza l'energia solar?

Els panells flexibles s'utilitzen en diversos camps. Abans d'elaborar un projecte per alimentar la teva llar amb aquestes plaques solars, esbrina on s'utilitzen i quines són les característiques del seu ús en el nostre clima.

Àrea d'aplicació de plaques solars

L'ús de plaques solars flexibles és molt ampli. S'utilitzen amb èxit en electrònica, electrificació d'edificis, fabricació d'automòbils i avions i instal·lacions espacials.

A la construcció, aquests panells s'utilitzen per subministrar electricitat als edificis residencials i industrials.

L'energia solar pot ser l'única font d'electricitat, o pot duplicar l'esquema de subministrament elèctric tradicional, de manera que en cas d'eficiència insuficient durant un període determinat, la casa no es quedi sense electricitat.

Els carregadors portàtils basats en cèl·lules solars flexibles estan disponibles per a tothom i es venen a tot arreu. Els grans panells turístics flexibles per generar electricitat a qualsevol racó del món són molt populars entre els viatgers.

Una idea molt inusual però pràctica és utilitzar la superfície de la carretera com a base per a bateries flexibles. Els elements especials estan protegits dels impactes i no tenen por de les càrregues pesades.

Les bateries flexibles també són bones perquè es poden utilitzar en gairebé qualsevol situació. Es poden col·locar fàcilment al sostre d'un cotxe o al casc d'un iot.

Aquesta idea ja s'ha posat en pràctica. La carretera "solar" proporciona energia als pobles dels voltants sense ocupar ni un metre addicional de terra.

Característiques de l'ús de panells amorfs flexibles

Aquells que tinguin previst començar a utilitzar plaques solars flexibles com a font d'electricitat per a la seva llar han de conèixer les especificitats del seu funcionament.

Els panells solars amb una base metàl·lica flexible s'utilitzen quan s'exigeixen més exigències sobre la resistència al desgast de les minicentrals elèctriques:

En primer lloc, els usuaris estan preocupats per la pregunta: què fer a l'hivern, quan les hores de llum són curtes i no hi ha prou electricitat per fer funcionar tots els dispositius?

Sí, amb temps ennuvolat i hores de llum curtes, el rendiment dels panells disminueix. És bo quan hi ha una alternativa en la forma de la possibilitat de canviar a una font d'alimentació centralitzada. Si no en tens, cal abastir-te bateries i cobrar-los els dies que el temps sigui favorable.

Una característica interessant de les cèl·lules solars és que quan la cèl·lula solar s'escalfa, la seva eficiència disminueix significativament.

A la calor de l'estiu, els panells s'escalfen, però funcionen pitjor. A l'hivern, en un dia assolellat, les fotocèl·lules són capaces de captar més llum i convertir-la en energia

El nombre de dies clars a l'any depèn de la regió. Per descomptat, al sud és més racional utilitzar bateries flexibles, ja que el sol hi brilla més i més sovint.

Com que la Terra canvia la seva posició respecte al Sol durant el dia, és millor col·locar els panells de manera universal, és a dir, al costat sud en un angle d'uns 35-40 graus.Aquesta situació serà rellevant tant al matí com al vespre, i al migdia.

Instruccions per a la instal·lació de plaques solars a la teulada

Si decideixes que els panells solars flexibles basats en silici amorf són el que necessites per subministrar electricitat a una casa particular, comença a planificar l'obra.

Seleccioneu l'equip adequat i estimeu el nombre aproximat de panells. A continuació, llegiu les normes d'instal·lació i manteniment posterior de les cèl·lules solars.

Però recordeu que l'ús d'anàlegs tradicionals de silici poli- i monocristal·lins encara és molt més productiu.

Pas 1. Càlcul del nombre de panells

Qualsevol treball comença amb un projecte. Per dissenyar, heu de fer els càlculs necessaris, a saber:

• consum diari d'electricitat;
• potència total requerida de les fotocèl·lules;
• capacitat de la bateria;
• nombre de panells.

El més senzill és calcular el consum elèctric. Per fer-ho, cal tenir en compte absolutament tots els aparells elèctrics que utilitzeu o que teòricament pugueu utilitzar.

Exemple senzill:

• nevera - 200 W;
• ordinador - 300 W;
• TV – 150 W;
• bombetes econòmiques - 5 peces de 20 W cadascuna.

La potència de cada dispositiu s'ha d'indicar a la seva documentació o a l'estoig. Després d'afegir totes les dades obtenim 750 W. En funció d'aquest valor, es selecciona inversor - Un dispositiu que converteix el corrent continu en corrent altern a la freqüència requerida.

Assegureu-vos de fer un petit marge i triar un inversor de 0,5 kW més potent que el valor calculat. És a dir, per a una potència total de 0,75 kW, és adequat un dispositiu no inferior a 1,25 kW.

Per a una correcta connexió, els panells solars es connecten a les bateries mitjançant un controlador.No barregis els contactes: més a més, menys a menys. Des de la bateria, el corrent s'envia a l'inversor i després als aparells elèctrics

A continuació, heu de seleccionar les piles. La capacitat de la bateria (per exemple, 200 A∙h) mostra la quantitat de corrent que es produirà a una tensió determinada durant una hora.

Podeu calcular la capacitat necessària dividint la potència total dels consumidors per la tensió de sortida de la bateria solar. En el nostre exemple fem servir bateries de 12 volts. 750 /12 = 62,5 A∙h.

Però aquesta fórmula no és del tot correcta, ja que la majoria de bateries no es poden descarregar a 0. Hi ha un cert límit, per exemple el 40%. Si el nivell de càrrega baixa per sota, això afectarà significativament la vida útil i el rendiment de la bateria.

Aquest indicador també s'ha d'afegir a la fórmula:

750 W/(12Vx0,4)=156,25 A∙h.

Per aconseguir aquesta capacitat, podeu combinar un grup de 2 bateries de 100 Ah cadascuna al sistema.

El nombre de panells es calcula en funció de la potència del model seleccionat i de la regió on s'instal·laran. La importància de la regió és difícil de sobreestimar. L'ideal és trobar els nivells diaris de radiació solar de la vostra zona. Per fiabilitat, es pren el valor mínim de l'any, aproximadament a finals de desembre.

Esquemàticament, el nivell d'insolació a diferents regions es pot representar de la següent manera. Els valors numèrics es poden trobar en llibres de referència especialitzats o a Internet

Multiplicant aquesta xifra pel nombre de dies naturals del mes, obtenim el nombre de quilowatts per 1 m2 de bateria solar flexible de desembre. Per exemple, a Moscou és 0,33x31=10,23 kW/m2, i a Sotxi – 1,25x31=38,75 kW/m2. Aquesta xifra s'anomena nombre de picohores.

Aleshores, a partir del màxim condicional de 0,75 kW consumits per tots els dispositius simultàniament, calculem el consum mitjà mensual: uns 25 kW. En un mes, les nostres bateries flexibles haurien de produir almenys 25.000 W, però és millor fer una petita reserva i arrodonir fins a 30 kW.

Per tant, durant 1 picohora a Moscou hauria de ser 30/10,23 = 2,93 kW. Si els panells seleccionats tenen una potència de 150 W, no és difícil calcular-ne el nombre: 2,93/0,15 = 20 peces.

Després de càlculs tan senzills, podeu triar un inversor adequat, controlador, la bateria i els mateixos panells fotovoltaics flexibles en la quantitat requerida.

Pas #2. Normes d'instal·lació

La instal·lació de cèl·lules solars flexibles la podeu fer vosaltres mateixos.

Per fer-ho, heu de decidir on col·locareu exactament els vostres panells:

• al terrat d'un edifici;
• a la façana de la casa;
• en una estructura independent;
• esquema combinat.

L'opció més popular és al terrat. Si la forma o la configuració del sostre no ho permet, és millor construir un marc addicional on col·locar les bateries. Això és més car, però si el sostre és ombrejat o de difícil accés, aquesta opció esdevé racional.

La ubicació a la façana s'utilitza quan no hi ha prou espai a la teulada. Els panells poden formar part de la idea de disseny i jugar el paper de la decoració de la llar

Les cèl·lules solars fotovoltaiques flexibles tenen una capa resinosa enganxosa a la part inferior.

N'hi ha prou amb treure la pel·lícula protectora i enganxar el panell al lloc escollit. Per descomptat, la superfície s'ha de netejar i rentar abans de la instal·lació.

No es necessiten eines especialitzades per a la instal·lació. El més important és tenir cura de la seva seguretat mentre es treballa al terrat.També és molt important seguir l'esquema de connexió de l'equip i no trencar la seqüència

D'una banda, el mòdul de bateria solar té 2 cables. Cada panell es col·loca de manera que aquests cables es puguin combinar posteriorment en un bus per a la connexió en sèrie.

També recomanem llegir el nostre altre material, que descriu detalladament els diagrames d'instal·lació i els mètodes per connectar les plaques solars. Més detalls - Aquí.

Pas #3. Cura del sistema després de la instal·lació

Un cop instal·lades les cèl·lules solars flexibles, caldrà mantenir-les i controlar-les constantment, en cas contrari, la seva eficiència pot disminuir dràsticament. El més important és mantenir nets els panells. Pols, brutícia, excrements d'ocells: tots aquests factors redueixen el rendiment del sistema perquè limiten l'absorció de la llum solar per part de les cèl·lules solars.

Els panells solars s'han de netejar quan s'embruten. És per això que no es recomana col·locar-los en llocs de difícil accés en un sostre complex.

Si el vostre sistema no pot ser reparat per vosaltres mateixos, sempre podeu trobar un contractista amb la tecnologia i l'equip adequats. Per descomptat, costarà més.

Podeu rentar els panells solars basats en silici amorf, com els seus homòlegs durs, amb una esponja humida normal o un drap de microfibra. El panell no té por de l'aigua (al cap i a la fi, aquest equip s'instal·la a l'aire lliure); si els renteu amb regularitat, duraran més temps

Un altre problema rellevant per a les nostres comarques és la neu. A l'hivern, les bateries es cobreixen de neu i deixen de funcionar. Els sediments s'han de netejar constantment, però no massa bruscament, en cas contrari, l'equip es podria danyar.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Els vídeos i les ressenyes que parlen de panells flexibles de fabricants populars us ajudaran a prendre la decisió correcta. Podràs veure com serà la teva llar després d'instal·lar l'equip; els especialistes t'ajudaran a triar el nombre correcte de bateries i revisar les normes d'instal·lació.

Com funcionen els panells solars flexibles i de què estan fets:

Podeu instal·lar una bateria flexible en un apartament a la façana d'un edifici de gran alçada, per què no:

Una mica més sobre la producció i els avantatges dels elements flexibles:

Els panells solars permeten independitzar-se energèticament i no haver de controlar els preus de la gasolina i els serveis públics. Si inverteixes una certa quantitat una vegada, podràs consumir energia il·limitada per utilitzar electrodomèstics, calefacció de la llar i recarregar la bateria d'un vehicle elèctric. Cada cop hi ha més gent que canvia a les energies alternatives perquè és el futur.

Si teniu el coneixement o l'experiència necessaris sobre el tema del nostre article, compartiu-lo amb els nostres lectors. O potser has hagut d'instal·lar tu mateix plaques solars? Explica'ns com ho has fet. Podeu complementar els vostres comentaris amb fotografies.