Flexibilné solárne panely: prehľad typických prevedení, ich charakteristiky a možnosti pripojenia

Solárna energia je jedným z najperspektívnejších a najrýchlejšie sa rozvíjajúcich alternatívnych zdrojov elektriny.Ide o neobmedzený zdroj, ktorý možno použiť kdekoľvek na planéte bez znečisťovania životného prostredia. Súhlasíte, bolo by pekné mať vlastný alternatívny zdroj elektriny.

Ukázalo sa, že teraz môžete premeniť slnečnú energiu na elektrickú energiu priamo doma. Namiesto objemných a krehkých rámových panelov sa v súčasnosti čoraz viac používajú flexibilné solárne panely. Ako sa to však dá realizovať v praxi?

Pomôžeme vám pochopiť štruktúru flexibilných solárnych panelov a princíp ich fungovania. Užitočné odporúčania pre výber a inštaláciu konštrukcií sú uvedené v našom článku. A pre uľahčenie vnímania informácií obsahuje článok tematické fotografie a videá.

Čo sú to solárne panely?

Aby ste pochopili, či sú flexibilné panely vhodné na výrobu elektriny, musíte pochopiť teóriu.

Čo je solárna batéria, ako sa štruktúra flexibilných modelov líši od ostatných? Pred kúpou je tiež veľmi dôležité zistiť výhody a nevýhody tohto konkrétneho typu solárnych článkov.

Konštrukcia a princípy fungovania flexibilných panelov

Princíp činnosti solárnej batérie je založený na koncepte fotovoltaiky.Svetlo, ako je známe, možno považovať aj za vlnenie aj za tok častíc - fotónov. Schopnosť premeniť energiu fotónov na elektrickú energiu je fotovoltaika.

Prvé prototypy moderných solárnych panelov boli vynájdené už v 50-tych rokoch. Odvtedy sa výrazne zmenili ako vo vzhľade, tak aj v princípe fungovania. Fotovoltaický efekt je umožnený použitím polovodičov

Polovodič je materiál, ktorý má špeciálnu atómovú štruktúru. Polovodič typu n má elektróny navyše, zatiaľ čo atómy v polovodiči typu p ich nemajú. Na zostavenie fotobunky sa kombinujú 2 druhy materiálov do dvojvrstvovej konštrukcie.

Jednotlivé fotobunky sú spojené do panelov. Panely môžu byť pevné, v odolnom kovovom ráme. Teraz je tendencia odľahčovať dizajn fotopanelov. Flexibilné a ľahké solárne články získavajú na popularite.

Princíp činnosti solárnej batérie možno opísať takto:

1. Slnečné svetlo dopadá na povrch fotobunky zo strany n-vrstvy.
2. Fotóny sa zrážajú s polovodičovými atómami a „vyraďujú“ ďalšie elektróny.
3. Voľné elektróny sa pohybujú smerom k p-vrstve a končia v atómoch s nedostatkom častíc.
4. Výsledkom je, že horná vrstva funguje ako katóda a spodná vrstva funguje ako anóda.
5. Generuje sa jednosmerný prúd, ktorý dokáže batériu jednoducho nabiť.

Ako polovodiče sa používa kremík, selén a mnohé iné drahšie materiály.

Jednosmerný prúd prijatý zo solárneho panelu sa musí premeniť na striedavý, keďže na ňom beží väčšina elektrických spotrebičov

Pre flexibilné fóliové solárne články sa používa aj polymérny povlak s hliníkovými vodičmi.Vďaka tejto štruktúre sú panely prekvapivo tenké a ľahké.

Táto technológia sa len začína rozvíjať, no niet pochýb o tom, že má veľkú perspektívu. My sa však pozrieme na flexibilné panely v širšom zmysle tejto definície.

Viac o princípoch fungovania solárnych panelov si môžete prečítať kliknutím na odkaz.

Výhody flexibilných solárnych článkov

Vďaka výhodám flexibilných solárnych panelov je tento spôsob výroby elektriny jedným z najsľubnejších:

• hmotnosť;
• veľkosť;
• elasticita;
• výkon;
• všestrannosť;
• efektívnosť;
• šetrnosť k životnému prostrediu;
• jednoduchosť obsluhy.

Geometrické a fyzikálne parametre panelov, ako je veľkosť a hmotnosť, sú veľmi dôležité, pretože na dodávku elektriny do celej obytnej budovy bude potrebný veľký počet panelov; pri použití ťažkých modelov môže byť potrebné spevnenie konštrukcie budovy, čo výrazne zvýši náklady na inštaláciu.

Ľahké a kompaktné flexibilné prvky výrazne neovplyvnia rozloženie zaťaženia na rám budovy. Pre strešnú krytinu nepredstavujú žiadne nebezpečenstvo

Výkon kremíkových batérií je pomerne vysoký. Účinnosť je v tomto prípade ťažké odhadnúť, polovodičové panely sú schopné premeniť svetlo na elektrinu v priemere o 20 %.

To znamená, že ak je výkon slnečného žiarenia 200 W, bude prijatých asi 40 W elektriny.

Flexibilné amorfné solárne panely sú oveľa tolerantnejšie voči zamračenému počasiu ako bežné tuhé konštrukcie na báze kremíka.

Na porovnanie, štandardný solárny panel môže pracovať len na 10 % svojej kapacity v zamračenom počasí, zatiaľ čo flexibilný panel môže fungovať na približne 50 % svojho menovitého výkonu.

Flexibilita solárnej batérie umožňuje jej vybavenie strechami s nerovným povrchom, škridlovými strechami a krytinami zložitých tvarov. Zároveň sú celkom všestranné, vhodné na inštaláciu na strechu alebo fasádu budovy

Slnečné svetlo je bezplatný a neobmedzený zdroj. To je jeho nepochybná výhoda, ktorá odráža bezpodmienečnú účinnosť solárnych panelov.

Tento spôsob výroby energie je navyše úplne ekologický a nijakým spôsobom neovplyvňuje životné prostredie ani ho nepoškodzuje. Navyše tým, že ľudstvo upúšťa od obľúbenej alternatívy solárnej energie – tepelných elektrární, znižuje mieru znečistenia ovzdušia.

Nevýhody flexibilných solárnych panelov

Flexibilné solárne panely majú tiež veľa nevýhod. Po prvé, táto technológia sa len vyvíja a ešte nedosiahla vrchol svojich možností. Z hľadiska výkonu sú flexibilné amorfné batérie horšie ako pevné poly- alebo monokryštalické batérie.

Štruktúra a princíp fungovania flexibilných panelov je pomerne zložitý, ale môže ich používať každý. Stačí správne nainštalovať a pripojiť zariadenie

Po druhé, tenká fólia a minimálna poťahová vrstva pomerne rýchlo zlyhávajú. Záručná doba na takéto panely je cca 3 roky.

Potom sa fotobunky začnú postupne rozpadávať a vyžadujú výmenu.

Dobrou správou je, že toto odvetvie sa rýchlo rozvíja a už sa objavujú odolnejšie a výkonnejšie príklady flexibilných solárnych panelov na báze amorfného kremíka.

Ďalšie nevýhody sú vlastné všetkým typom solárnych panelov:

• doba návratnosti;
• vysoká cena;
• veľké množstvo drahých zariadení, okrem samotných batérií;
• závislosť od poveternostných podmienok.

Flexibilný panel s výkonom asi 150 W stojí približne 40 tisíc rubľov. alebo viac, v závislosti od výrobcu. 20 batérií, súprava batérií a ďalšie vybavenie budú stáť slušnú sumu. Ak vezmeme do úvahy náklady na 1 kW hodinu elektriny, budete musieť za systém platiť viac ako jeden rok.

Kde a ako sa využíva slnečná energia?

Flexibilné panely sa používajú v rôznych oblastiach. Pred vypracovaním projektu na napájanie vášho domu pomocou týchto solárnych panelov si zistite, kde sa používajú a aké sú vlastnosti ich použitia v našej klíme.

Oblasť použitia solárnych panelov

Využitie flexibilných solárnych panelov je veľmi široké. Úspešne sa používajú v elektronike, elektrifikácii budov, výrobe automobilov a lietadiel a kozmických zariadeniach.

V stavebníctve sa takéto panely používajú na zásobovanie obytných a priemyselných budov elektrickou energiou.

Solárna energia môže byť jediným zdrojom elektriny, alebo môže duplikovať tradičnú schému napájania, takže v prípade nedostatočnej účinnosti počas určitého obdobia dom nezostane bez prúdu.

Prenosné nabíjačky založené na flexibilných solárnych článkoch sú dostupné pre každého a predávajú sa všade. Veľké flexibilné turistické panely na výrobu elektriny v ktoromkoľvek kúte zemegule sú medzi cestovateľmi veľmi obľúbené.

Veľmi nezvyčajným, ale praktickým nápadom je použitie povrchu vozovky ako základ pre flexibilné batérie. Špeciálne prvky sú chránené pred nárazmi a nebojí sa ťažkých bremien.

Flexibilné batérie sú tiež dobré, pretože sa dajú použiť takmer v každej situácii. Dajú sa jednoducho umiestniť na strechu auta alebo korbu jachty.

Táto myšlienka už bola realizovaná. „Slnečná“ cesta dodáva energiu okolitým obciam bez toho, aby zabrala jediný meter pôdy navyše.

Vlastnosti použitia flexibilných amorfných panelov

Tí, ktorí plánujú začať využívať flexibilné solárne panely ako zdroj elektriny pre svoj dom, by mali poznať špecifiká ich fungovania.

Solárne panely s pružnou kovovou základňou sa používajú tam, kde sú kladené zvýšené nároky na odolnosť minielektrární proti opotrebovaniu:

Po prvé, používatelia sa zaujímajú o otázku: čo robiť v zime, keď je denný čas krátky a nie je dostatok elektriny na prevádzku všetkých zariadení?

Áno, pri zamračenom počasí a krátkom dennom svetle výkon panelov klesá. Je dobré, keď existuje alternatíva v podobe možnosti prechodu na centralizované napájanie. Ak ho nemáte, musíte sa zásobiť batérie a nabíjať ich v dňoch, keď je priaznivé počasie.

Zaujímavosťou solárnych článkov je, že keď sa solárny článok zohreje, jeho účinnosť výrazne klesá.

V letných horúčavách sa panely zahrejú, ale horšie fungujú. V zime za slnečného dňa sú fotobunky schopné zachytiť viac svetla a premeniť ho na energiu

Počet jasných dní za rok závisí od regiónu. Samozrejme, na juhu je racionálnejšie používať flexibilné batérie, pretože tam slnko svieti dlhšie a častejšie.

Keďže Zem počas dňa mení svoju polohu voči Slnku, je lepšie panely umiestniť univerzálne – teda na južnú stranu pod uhlom cca 35-40 stupňov.Táto situácia bude relevantná v ranných a večerných hodinách a na poludnie.

Návod na inštaláciu solárnych panelov na strechu

Ak sa rozhodnete, že flexibilné solárne panely na báze amorfného kremíka sú to, čo potrebujete na zabezpečenie elektrickej energie pre súkromný dom, začnite plánovať prácu.

Vyberte vhodné vybavenie a odhadnite približný počet panelov. Potom si prečítajte pravidlá pre inštaláciu a následnú údržbu solárnych článkov.

Pamätajte však, že použitie tradičných silikónových poly- a monokryštalických analógov je stále oveľa produktívnejšie.

Krok 1. Výpočet počtu panelov

Akákoľvek práca začína projektom. Pre návrh je potrebné vykonať potrebné výpočty, a to:

• denná spotreba elektriny;
• celkový požadovaný výkon fotobuniek;
• kapacita batérie;
• počet panelov.

Najjednoduchšie je vypočítať spotrebu elektriny. Aby ste to urobili, musíte vziať do úvahy úplne všetky elektrické spotrebiče, ktoré používate alebo teoreticky môžete používať.

Jednoduchý príklad:

• chladnička – 200 W;
• počítač - 300 W;
• TV – 150 W;
• úsporné žiarovky - 5 kusov po 20 W.

Výkon každého zariadenia musí byť uvedený v jeho dokumentácii alebo na obale. Po sčítaní všetkých údajov dostaneme 750 W. Na základe tejto hodnoty sa vyberie striedač - zariadenie, ktoré premieňa jednosmerný prúd na striedavý prúd s požadovanou frekvenciou.

Uistite sa, že si urobte malú rezervu a vyberte si menič o 0,5 kW výkonnejší, ako je vypočítaná hodnota. To znamená, že pre celkový výkon 0,75 kW je vhodné zariadenie s výkonom nie slabším ako 1,25 kW.

Pre správne pripojenie sú solárne panely pripojené k batériám cez ovládač.Nezamieňajte kontakty - plus na plus, mínus na mínus. Z batérie sa prúd posiela do meniča a potom do elektrických spotrebičov

Potom musíte vybrať batérie. Kapacita batérie (napríklad 200 A∙h) ukazuje, koľko prúdu sa bude vyrábať pri danom napätí za hodinu.

Požadovanú kapacitu môžete vypočítať vydelením celkového výkonu spotrebičov výstupným napätím solárnej batérie. V našom príklade používame 12 voltové batérie. 750/12 = 62,5 A∙h.

Ale tento vzorec nie je úplne správny, keďže väčšina batérií sa nedá vybiť na 0. Existuje určitá hranica, napríklad 40 %. Ak úroveň nabitia klesne pod túto hodnotu, výrazne to ovplyvňuje životnosť a výkon batérie.

Tento ukazovateľ je tiež potrebné pridať do vzorca:

750 W/(12Vx0,4)=156,25 A∙h.

Na dosiahnutie takejto kapacity môžete do systému skombinovať skupinu 2 batérií po 100 Ah.

Počet panelov sa vypočíta na základe výkonu vybraného modelu a regiónu, v ktorom budú inštalované. Význam regiónu je ťažké preceňovať. V ideálnom prípade musíte nájsť denné úrovne slnečného žiarenia pre vašu oblasť. Pre spoľahlivosť sa berie minimálna hodnota za rok, približne na konci decembra.

Schematicky môže byť úroveň slnečného žiarenia v rôznych regiónoch znázornená nasledovne. Číselné hodnoty možno nájsť v špecializovaných referenčných knihách alebo na internete

Vynásobením tohto čísla počtom kalendárnych dní v mesiaci dostaneme počet kilowattov na 1 m2 flexibilnej solárnej batérie za december. Napríklad v Moskve je to 0,33 x 31 = 10,23 kW / m2 a pre Soči - 1,25 x 31 = 38,75 kW / m2. Tento údaj sa nazýva počet pikohodín.

Potom z podmieneného maxima 0,75 kW spotrebovaného všetkými zariadeniami súčasne vypočítame priemernú mesačnú spotrebu - asi 25 kW. Za mesiac by mali naše flexibilné batérie vyprodukovať aspoň 25 000 W, ale je lepšie urobiť si malú rezervu a zaokrúhliť na 30 kW.

Preto na 1 pikohodinu v Moskve by to malo byť 30/10,23 = 2,93 kW. Ak majú vybrané panely výkon 150 W, potom nie je ťažké vypočítať ich počet: 2,93/0,15 = 20 kusov.

Po takýchto jednoduchých výpočtoch si môžete vybrať vhodný menič, ovládač, batérie a samotné flexibilné fotovoltické panely v požadovanom množstve.

Krok 2. Pravidlá inštalácie

Inštaláciu flexibilných solárnych článkov si môžete urobiť sami.

Aby ste to dosiahli, musíte sa rozhodnúť, kam presne umiestnite svoje panely:

• na streche budovy;
• na fasáde domu;
• na voľne stojacej konštrukcii;
• kombinovaná schéma.

Najobľúbenejšia možnosť je na streche. Ak to tvar alebo konfigurácia strechy neumožňuje, je lepšie postaviť dodatočný rám, na ktorý umiestnite batérie. Je to drahšie, ale ak je strecha zatienená alebo ťažko prístupná, táto možnosť sa stáva racionálnou.

Umiestnenie na fasáde sa využíva pri nedostatku miesta na streche. Panely sa môžu stať súčasťou nápadu na dizajn a hrať úlohu domácej dekorácie

Flexibilné solárne fotovoltaické články majú na spodnej strane lepkavú živicovú vrstvu.

Stačí odstrániť ochrannú fóliu a panel nalepiť na zvolené miesto. Pred montážou je samozrejme potrebné povrch očistiť a umyť.

Na inštaláciu nie sú potrebné žiadne špeciálne nástroje. Hlavnou vecou je postarať sa o svoju bezpečnosť pri práci na streche.Je tiež veľmi dôležité dodržiavať schému zapojenia zariadenia a neporušiť postupnosť

Na jednej strane má modul solárnej batérie 2 káble. Každý panel je umiestnený tak, aby tieto vodiče mohli byť neskôr spojené do jednej zbernice pre sériové pripojenie.

Odporúčame tiež prečítať si náš ďalší materiál, ktorý podrobne popisuje schémy inštalácie a spôsoby pripojenia solárnych panelov. Viac informácií - Tu.

Krok č. 3. Starostlivosť o systém po inštalácii

Po nainštalovaní flexibilných solárnych článkov bude potrebné ich neustále udržiavať a monitorovať, inak môže ich účinnosť dramaticky klesnúť. Hlavná vec je udržiavať panely čisté. Prach, špina, vtáčí trus – všetky tieto faktory znižujú výkon systému, pretože obmedzujú absorpciu slnečného svetla solárnymi článkami.

Keď sa solárne panely zašpinia, je potrebné ich utrieť. Preto sa neodporúča umiestňovať ich na ťažko dostupné miesta na zložitú strechu.

Ak váš systém nedokážete opraviť sami, vždy môžete nájsť dodávateľa s vhodnou technológiou a vybavením. Samozrejme, bude to stáť viac.

Solárne panely na báze amorfného kremíka, podobne ako ich tvrdé náprotivky, môžete umývať bežnou vlhkou špongiou alebo handričkou z mikrovlákna. Panel sa nebojí vody (napokon, toto zariadenie je inštalované vonku), ak ich pravidelne umývate, vydržia dlhšie

Ďalším problémom, ktorý je aktuálny pre naše regióny, je sneh. V zime sú batérie pokryté snehom a prestávajú fungovať. Usadeniny je potrebné neustále čistiť, ale nie príliš hrubo, inak môže dôjsť k poškodeniu samotného zariadenia.

Závery a užitočné video na túto tému

Videá a recenzie, ktoré pojednávajú o flexibilných paneloch od obľúbených výrobcov, vám pomôžu urobiť správnu voľbu. Po inštalácii zariadenia uvidíte, ako bude váš domov vyzerať, špecialisti vám pomôžu vybrať správny počet batérií a prehodnotia pravidlá inštalácie.

Ako fungujú flexibilné solárne panely a z čoho sú vyrobené:

Flexibilnú batériu môžete nainštalovať do bytu na fasádu výškovej budovy, prečo nie:

Trochu viac o výrobe a výhodách flexibilných prvkov:

Solárne panely umožňujú stať sa energeticky nezávislými a nemusia sledovať ceny benzínu a energií. Ak raz zainvestujete určitú sumu, budete môcť spotrebovať neobmedzenú energiu na používanie domácich elektrospotrebičov, vykurovanie domu a dobíjanie batérie elektrického vozidla. Stále viac ľudí prechádza na alternatívnu energiu, pretože je to budúcnosť.

Ak máte potrebné znalosti alebo skúsenosti k téme nášho článku, podeľte sa o ne s našimi čitateľmi. Alebo ste si museli solárne panely nainštalovať sami? Povedzte nám, ako ste to urobili. Svoje komentáre môžete doplniť fotografiami.