Paindlikud päikesepaneelid: ülevaade tüüpilistest konstruktsioonidest, nende omadustest ja ühendusomadustest

Päikeseenergia on üks lootustandvamaid ja kiiremini arenevaid alternatiivseid elektrienergia allikaid.See on piiramatu ressurss, mida saab kasutada kõikjal planeedil ilma keskkonda saastamata. Nõus, oleks tore omada oma alternatiivset elektriallikat.

Selgub, et päikeseenergiat saab nüüd otse kodus elektriks muundada. Mahukate ja habraste raampaneelide asemel kasutatakse nüüd üha enam painduvaid päikesepaneele. Aga kuidas seda praktikas rakendada?

Aitame teil mõista painduvate päikesepaneelide ehitust ja nende tööpõhimõtet. Kasulikud soovitused konstruktsioonide valimiseks ja paigaldamiseks on esitatud meie artiklis. Ja teabe tajumise hõlbustamiseks sisaldab artikkel temaatilisi fotosid ja videoid.

Mis on päikesepaneelid?

Et mõista, kas painduvad paneelid sobivad teile elektri tootmiseks, peate mõistma teooriat.

Mis on päikesepatarei, mille poolest erineb painduvate mudelite struktuur teistest? Samuti on väga oluline enne ostmist välja selgitada selle konkreetse päikesepatareitüübi eelised ja puudused.

Painduvate paneelide ehitus ja tööpõhimõtted

Päikesepatarei tööpõhimõte põhineb fotogalvaanika kontseptsioonil.Valgust, nagu teada, võib pidada nii laineks kui ka osakeste – footonite vooluks. Fotonienergia elektrienergiaks muutmise võime on fotogalvaanika.

Esimesed kaasaegsete päikesepaneelide prototüübid leiutati juba 50ndatel. Sellest ajast alates on need oluliselt muutunud nii välimuselt kui ka tööpõhimõttelt. Fotogalvaaniline efekt on võimalik tänu pooljuhtide kasutamisele

Pooljuht on materjal, millel on eriline aatomi struktuur. N-tüüpi pooljuhil on lisaelektrone, p-tüüpi pooljuhtide aatomitel aga need puuduvad. Fotoelemendi kokkupanemiseks kombineeritakse 2 tüüpi materjale, et moodustada kahekihiline struktuur.

Üksikud fotoelemendid ühendatakse paneelideks. Paneelid võivad olla jäigad, vastupidavas metallraamis. Nüüd on kalduvus fotopaneelide kujundust kergendada. Paindlikud ja kerged päikesepatareid koguvad populaarsust.

Päikesepatarei tööpõhimõtet saab kirjeldada järgmiselt:

1. Päikesevalgus tabab fotoelemendi pinda n-kihi küljelt.
2. Footonid põrkuvad pooljuhtide aatomitega, "löödes välja" lisaelektronid.
3. Vabad elektronid liiguvad p-kihi poole ja satuvad osakeste puudumisega aatomitesse.
4. Selle tulemusena toimib ülemine kiht katoodina ja alumine kiht anoodina.
5. Tekib alalisvool, mis võimaldab akut hõlpsalt laadida.

Pooljuhtidena kasutatakse räni, seleeni ja palju muid kallimaid materjale.

Päikesepaneelilt saadav alalisvool tuleb teisendada vahelduvvooluks, kuna sellel töötab enamik elektriseadmeid

Painduvate kilega päikesepatareide puhul kasutatakse ka alumiiniumjuhtmetega polümeerkatet.Selline struktuur muudab paneelid üllatavalt õhukeseks ja kergeks.

See tehnoloogia alles hakkab arenema, kuid pole kahtlust, et sellel on suured väljavaated. Kuid me vaatame paindlikke paneele selle määratluse laiemas tähenduses.

Päikesepaneelide tööpõhimõtete kohta saad täpsemalt lugeda klikkides link.

Painduvate päikesepatareide eelised

Painduvate päikesepaneelide eelised muudavad selle elektritootmise meetodi üheks paljutõotavamaks:

• kaal;
• suurus;
• elastsus;
• esitus;
• mitmekülgsus;
• tõhusus;
• keskkonnasõbralikkus;
• töö lihtsus.

Paneelide geomeetrilised ja füüsikalised parameetrid, nagu suurus ja kaal, on väga olulised, kuna kogu elamu elektriga varustamiseks on vaja palju paneele, raskete mudelite kasutamisel võib osutuda vajalikuks tugevdada hoone struktuur, mis suurendab oluliselt paigalduskulusid.

Kerged ja kompaktsed painduvad elemendid ei mõjuta oluliselt koormuse jaotumist hoone karkassil. Need ei ohusta katusekatteid

Räni akude jõudlus on üsna kõrge. Tõhusust on sel juhul raske hinnata, pooljuhtpaneelid suudavad valgust elektriks muundada keskmiselt 20%.

See tähendab, et kui päikesekiirguse võimsus on 200 W, siis saadakse umbes 40 W elektrit.

Paindlikud amorfsed päikesepaneelid taluvad palju paremini häguseid ilmasid kui tavalised jäigad ränipõhised konstruktsioonid.

Võrdluseks, tavaline päikesepaneel võib pilvise ilmaga töötada ainult 10% oma võimsusest, samas kui paindlik paneel võib töötada umbes 50% oma nimivõimsusest.

Päikesepatarei paindlikkus võimaldab seda varustada ebaühtlase pinnaga katuste, kivikatuste ja keeruka kujuga katetega. Samas on need üsna mitmekülgsed, sobivad paigaldamiseks hoone katusele või fassaadile

Päikesevalgus on tasuta ja piiramatu ressurss. See on selle vaieldamatu eelis, mis peegeldab päikesepaneelide tingimusteta efektiivsust.

Lisaks on see energiatootmisviis täiesti keskkonnasõbralik ega mõjuta kuidagi keskkonda ega kahjusta seda. Pealegi, loobudes populaarsest päikeseenergia alternatiivist – soojuselektrijaamadest, vähendab inimkond õhusaaste taset.

Painduvate päikesepaneelide puudused

Paindlikel päikesepaneelidel on ka palju puudusi. Esiteks on see tehnoloogia alles arenemisjärgus ega ole veel jõudnud oma võimaluste haripunkti. Toimivuse poolest on painduvad amorfsed akud halvemad kui jäigad polü- või monokristallilised akud.

Painduvate paneelide struktuur ja tööpõhimõte on üsna keerukad, kuid igaüks saab neid kasutada. Piisab seadmete õigest paigaldamisest ja ühendamisest

Teiseks puruneb õhuke foolium ja minimaalne kattekiht suhteliselt kiiresti. Selliste paneelide garantiiaeg on umbes 3 aastat.

Pärast seda hakkavad fotoelemendid järk-järgult lagunema ja vajavad väljavahetamist.

Hea uudis on see, et see tööstus areneb kiiresti ning juba ilmuvad vastupidavamad ja võimsamad näited paindlikest amorfsel ränil põhinevatest päikesepaneelidest

Muud puudused on omased igat tüüpi päikesepaneelidele:

• tagasimakse periood;
• kõrge hind;
• suur hulk kalleid seadmeid, lisaks akud ise;
• sõltuvus ilmastikutingimustest.

Paindlik paneel võimsusega umbes 150 W maksab umbes 40 tuhat rubla. või rohkem, olenevalt tootjast. 20 akut, akude komplekt ja lisavarustus maksavad korraliku summa. Võttes arvesse 1 kW elektritunni maksumust, peate süsteemi eest maksma rohkem kui ühe aasta.

Kus ja kuidas päikeseenergiat kasutatakse?

Painduvaid paneele kasutatakse erinevates valdkondades. Enne nende päikesepaneelide abil oma kodu toiteallika projekti koostamist uurige, kus neid kasutatakse ja millised on nende kasutamise omadused meie kliimas.

Päikesepaneelide kasutusala

Painduvate päikesepaneelide kasutusala on väga lai. Neid kasutatakse edukalt elektroonikas, hoonete elektrifitseerimisel, autode ja lennukite tootmisel ning kosmoserajatistes.

Ehituses kasutatakse selliseid paneele elamute ja tööstushoonete elektriga varustamiseks.

Päikeseenergia võib olla ainsaks elektriallikaks või dubleerida traditsioonilist toiteskeemi, nii et teatud perioodi ebapiisava efektiivsuse korral ei jää maja vooluta.

Painduvatel päikesepatareidel põhinevad kaasaskantavad laadijad on kõigile kättesaadavad ja neid müüakse kõikjal. Suured paindlikud turistipaneelid elektri tootmiseks igas maailma nurgas on reisijate seas väga populaarsed.

Väga ebatavaline, kuid praktiline idee on kasutada teekatet painduvate akude alusena. Spetsiaalsed elemendid on kaitstud löökide eest ega karda suuri koormusi.

Painduvad akud on head ka seetõttu, et neid saab kasutada peaaegu igas olukorras. Neid saab hõlpsasti asetada auto katusele või jahi kerele.

See idee on juba ellu viidud. "Päikese" tee annab energiat ümbritsevatele küladele, ilma et see võtaks ühtegi lisameetrit maad.

Painduvate amorfsete paneelide kasutamise omadused

Need, kes plaanivad hakata kasutama paindlikke päikesepaneele oma kodu elektriallikana, peaksid teadma nende toimimise eripära.

Painduva metallalusega päikesepaneele kasutatakse seal, kus minielektrijaamade kulumiskindlusele esitatakse kõrgendatud nõudmisi:

Esiteks on kasutajaid mures küsimus: mida teha talvel, kui päevavalgus on lühike ja elektrit ei jätku kõigi seadmete töötamiseks?

Jah, pilvise ilma ja lühikeste päevavalgustundide korral paneelide jõudlus väheneb. On hea, kui on olemas alternatiiv tsentraliseeritud toiteallikale ülemineku võimaluse näol. Kui teil seda pole, peate varuma patareid ja laadige neid soodsa ilmaga päevadel.

Päikesepatareide huvitav omadus on see, et kui päikesepatarei kuumeneb, väheneb selle efektiivsus oluliselt.

Suvekuumuses lähevad paneelid kuumaks, kuid töötavad halvemini. Talvel päikesepaistelisel päeval suudavad fotoelemendid püüda rohkem valgust ja muuta selle energiaks

Selgete päevade arv aastas sõltub piirkonnast. Muidugi on lõunas ratsionaalsem kasutada painduvaid patareisid, kuna päike paistab seal kauem ja sagedamini.

Kuna Maa muudab päeva jooksul oma asendit Päikese suhtes, on parem paigutada paneelid universaalselt - see tähendab lõunaküljele umbes 35-40 kraadise nurga all.See olukord on asjakohane nii hommiku- ja õhtutundidel kui ka keskpäeval.

Päikesepaneelide katusele paigaldamise juhend

Kui otsustate, et eramaja elektriga varustamiseks on vaja paindlikke amorfsel ränil põhinevaid päikesepaneele, alustage tööde planeerimist.

Valige sobiv varustus ja hinnake ligikaudset paneelide arvu. Seejärel tutvuge päikesepatareide paigaldamise ja hilisema hoolduse reeglitega.

Kuid pidage meeles, et traditsiooniliste räni polü- ja monokristalliliste analoogide kasutamine on siiski palju produktiivsem.

Samm 1. Paneelide arvu arvutamine

Iga töö algab projektiga. Projekteerimiseks peate tegema vajalikud arvutused, nimelt:

• päevane elektritarbimine;
• fotoelementide kogu vajalik võimsus;
• aku mahutavus;
• paneelide arv.

Kõige lihtsam on arvutada elektritarbimine. Selleks peate arvestama absoluutselt kõigi elektriseadmetega, mida te kasutate või teoreetiliselt kasutada saate.

Lihtne näide:

• külmik – 200 W;
• arvuti - 300 W;
• TV – 150 W;
• ökonoomsed lambid - 5 tükki, igaüks 20 W.

Iga seadme võimsus peab olema märgitud selle dokumentatsioonis või korpusel. Pärast kõigi andmete lisamist saame 750 W. Selle väärtuse põhjal valitakse see inverter - seade, mis muundab alalisvoolu vajaliku sagedusega vahelduvvooluks.

Tehke kindlasti väike varu ja valige arvutatud väärtusest 0,5 kW võimsam inverter. See tähendab, et 0,75 kW koguvõimsuse jaoks sobib seade, mis ei ole nõrgem kui 1,25 kW

Õigeks ühendamiseks ühendatakse päikesepaneelid akudega kontrolleri kaudu.Ärge segage kontakte - pluss pluss, miinus miinus. Akust suunatakse vool inverterisse ja seejärel elektriseadmetesse

Seejärel peate valima patareid. Aku mahutavus (näiteks 200 A∙h) näitab, kui palju voolu toodetakse antud pinge juures ühe tunni jooksul.

Vajaliku võimsuse saate arvutada, jagades tarbijate koguvõimsuse päikesepatarei väljundpingega. Meie näites kasutame 12 volti patareisid. 750 /12 = 62,5 A∙h.

Kuid see valem pole päris õige, kuna enamikku akusid ei saa tühjaks laadida 0-ni. Seal on teatud piir, näiteks 40%. Kui laetuse tase langeb alla selle, mõjutab see oluliselt aku kasutusiga ja jõudlust.

See indikaator tuleb lisada ka valemile:

750 W/(12V x 0,4)=156,25 A∙h.

Sellise võimsuse saavutamiseks saate süsteemi ühendada 2 akut, igaüks 100 Ah.

Paneelide arv arvutatakse valitud mudeli võimsuse ja piirkonna, kuhu need paigaldatakse, põhjal. Piirkonna tähtsust on raske üle hinnata. Ideaalis peate leidma oma piirkonna päevase päikesekiirguse taseme. Usaldusväärsuse huvides on võetud aasta miinimumväärtus, umbes detsembri lõpus.

Skemaatiliselt võib insolatsiooni taset erinevates piirkondades kujutada järgmiselt. Numbrilised väärtused leiate spetsiaalsetest teatmeteostest või Internetist

Korrutades selle arvu kuu kalendripäevade arvuga, saame detsembriks kilovattide arvu elastse päikesepatarei 1 m2 kohta. Näiteks Moskvas on see 0,33x31=10,23 kW/m2 ja Sotšis – 1,25x31=38,75 kW/m2. Seda arvu nimetatakse pikotundide arvuks.

Seejärel arvutame kõigi seadmete samaaegselt tarbitavast tingimuslikust maksimaalsest 0,75 kW-st keskmise igakuise tarbimise - umbes 25 kW. Kuu ajaga peaksid meie painduvad akud tootma vähemalt 25 000 W, kuid parem on teha väike reserv ja ümardada 30 kW peale.

Seetõttu peaks 1 piko-tunni kohta Moskvas olema 30/10,23 = 2,93 kW. Kui valitud paneelide võimsus on 150 W, siis pole nende arvu keeruline arvutada: 2,93/0,15 = 20 tk.

Pärast selliseid lihtsaid arvutusi saate valida sobiva inverteri, kontroller, aku ja painduvad fotogalvaanilised paneelid ise vajalikus koguses.

Samm nr 2. Paigaldusreeglid

Painduvate päikesepatareide paigaldamise saate ise teha.

Selleks peate otsustama, kuhu paneelid täpselt paigutate:

• hoone katusel;
• maja fassaadil;
• eraldiseisval konstruktsioonil;
• kombineeritud skeem.

Kõige populaarsem variant on katusel. Kui katuse kuju või konfiguratsioon seda ei võimalda, on parem ehitada lisaraam, millele patareid paigutada. See on kallim, kuid kui katus on varjutatud või raskesti ligipääsetav, muutub see valik ratsionaalseks.

Asukohta fassaadil kasutatakse siis, kui katusel pole piisavalt ruumi. Paneelid võivad saada osa disainiideest ja mängida kodukaunistuse rolli

Painduvate päikesepatareide alumisel küljel on kleepuv vaigune kiht.

Piisab kaitsekile eemaldamisest ja paneeli liimimisest valitud kohta. Loomulikult tuleb pind enne paigaldamist puhastada ja pesta.

Paigaldamiseks pole vaja spetsiaalseid tööriistu. Peaasi on katusel töötades oma ohutuse eest hoolitseda.Samuti on väga oluline järgida seadmete ühendusskeemi ja mitte rikkuda järjestust

Ühel küljel on päikesepatarei moodulil 2 kaablit. Iga paneel on paigutatud nii, et neid juhtmeid saab hiljem ühendada üheks siiniks jadaühenduse jaoks.

Soovitame lugeda ka meie teist materjali, kus on üksikasjalikult kirjeldatud paigaldusskeeme ja päikesepaneelide ühendamise meetodeid. Rohkem detaile - Siin.

Samm nr 3. Süsteemi hooldus pärast paigaldamist

Kui paindlikud päikesepatareid on paigaldatud, tuleb neid pidevalt hooldada ja jälgida, vastasel juhul võib nende efektiivsus järsult langeda. Peaasi, et paneelid oleksid puhtad. Tolm, mustus, lindude väljaheited – kõik need tegurid vähendavad süsteemi jõudlust, kuna piiravad päikesevalguse neeldumist päikesepatareide poolt.

Päikesepaneelid tuleb pühkida, kui need määrduvad. Seetõttu ei soovitata neid paigutada keerulisel katusel raskesti ligipääsetavatesse kohtadesse.

Kui teie süsteemi ei saa ise hooldada, võite alati leida sobiva tehnoloogia ja seadmetega töövõtja. Muidugi maksab see rohkem.

Saate pesta amorfsel ränil põhinevaid päikesepaneele, nagu nende kõvasid kolleege, tavalise niiske käsna või mikrokiudlapiga. Paneel ei karda vett (see varustus on ju paigaldatud õue), kui neid regulaarselt pesta, kestavad kauem

Teine meie piirkondade jaoks oluline probleem on lumi. Talvel on akud lumega kaetud ja lakkavad töötamast. Settet tuleb pidevalt maha puhastada, kuid mitte liiga jämedalt, vastasel juhul võib seade ise kahjustada saada.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Videod ja ülevaated, mis käsitlevad populaarsete tootjate paindlikke paneele, aitavad teil teha õige valiku. Milline teie kodu välja näeb, näete pärast seadmete paigaldamist, spetsialistid aitavad teil valida õige hulga akusid ja tutvuda paigaldusreeglitega.

Kuidas paindlikud päikesepaneelid töötavad ja millest need on valmistatud:

Painduva aku saab paigaldada korterisse kõrghoone fassaadile, miks mitte:

Veel veidi painduvate elementide valmistamise ja eeliste kohta:

Päikesepaneelid võimaldavad muutuda energiasõltumatuks ega pea jälgima bensiini ja kommunaalteenuste hindu. Kui investeerite ühekordselt teatud summa, saate kodumajapidamises kasutatavate elektriseadmete kasutamiseks tarbida piiramatult energiat, kodu küte ja elektrisõiduki aku laadimine. Üha enam inimesi läheb üle alternatiivenergiale, sest see on tulevik.

Kui teil on meie artikli teemal vajalikud teadmised või kogemused, jagage seda meie lugejatega. Või äkki olete pidanud ise päikesepaneele paigaldama? Räägi meile, kuidas sa seda tegid. Saate oma kommentaare täiendada fotodega.