Joustavat aurinkopaneelit: yleiskatsaus tyypillisiin malleihin, niiden ominaisuuksiin ja liitäntäominaisuuksiin

Aurinkoenergia on yksi lupaavimmista ja nopeimmin kehittyvistä vaihtoehtoisista sähkönlähteistä.Tämä on rajaton resurssi, jota voidaan käyttää kaikkialla planeetalla ympäristöä saastuttamatta. Samaa mieltä, olisi kiva saada oma vaihtoehtoinen sähkönlähde.

Osoittautuu, että voit nyt muuntaa aurinkoenergian sähköksi suoraan kotona. Isojen ja hauraiden runkopaneelien sijaan käytetään nykyään yhä enemmän joustavia aurinkopaneeleja. Mutta miten tämä voidaan toteuttaa käytännössä?

Autamme sinua ymmärtämään joustavien aurinkopaneelien rakenteen ja toimintaperiaatteen. Hyödyllisiä suosituksia rakenteiden valintaa ja asennusta varten esitetään artikkelissamme. Ja tiedon havaitsemisen helpottamiseksi artikkeli sisältää temaattisia valokuvia ja videoita.

Mitä aurinkopaneelit ovat?

Jotta ymmärrät, ovatko joustavat paneelit sinulle sopivia sähkön tuottamiseen, sinun on ymmärrettävä teoria.

Mikä on aurinkoparisto, miten joustavien mallien rakenne eroaa muista? On myös erittäin tärkeää selvittää tämän tyyppisten aurinkokennojen edut ja haitat ennen ostamista.

Joustavien paneelien rakenne ja toimintaperiaatteet

Aurinkoakun toimintaperiaate perustuu aurinkosähkön käsitteeseen.Valoa, kuten tiedetään, voidaan pitää sekä aaltona että hiukkasvirtana - fotonina. Kyky muuntaa fotonien energia sähköksi on aurinkosähkö.

Ensimmäiset modernien aurinkopaneelien prototyypit keksittiin jo 50-luvulla. Sittemmin ne ovat muuttuneet merkittävästi sekä ulkonäöltään että toimintaperiaatteeltaan. Aurinkosähköefekti on mahdollista puolijohteiden käytön ansiosta

Puolijohde on materiaali, jolla on erityinen atomirakenne. N-tyypin puolijohteessa on ylimääräisiä elektroneja, kun taas p-tyypin puolijohteen atomeista niitä puuttuu. Valokennon kokoamiseksi yhdistetään 2 erilaista materiaalia kaksikerroksiseksi rakenteeksi.

Yksittäiset valokennot yhdistetään paneeleiksi. Paneelit voivat olla jäykkiä, kestävässä metallirungossa. Nyt on taipumus keventää valokuvapaneelien suunnittelua. Joustavat ja kevyet aurinkokennot ovat saamassa suosiota.

Aurinkoakun toimintaperiaatetta voidaan kuvata seuraavasti:

1. Auringonvalo osuu valokennon pintaan n-kerroksen puolelta.
2. Fotonit törmäävät puolijohdeatomeihin ja "poistavat" ylimääräisiä elektroneja.
3. Vapaat elektronit liikkuvat kohti p-kerrosta ja päätyvät atomeihin, joissa ei ole hiukkasia.
4. Tämän seurauksena yläkerros toimii katodina ja alakerros anodina.
5. Syntyy tasavirtaa, joka lataa akun helposti.

Puolijohteina käytetään piitä, seleeniä ja monia muita kalliimpia materiaaleja.

Aurinkopaneelista tuleva tasavirta on muutettava vaihtovirraksi, sillä useimmat sähkölaitteet toimivat sillä

Joustokalvon aurinkokennoissa käytetään myös polymeeripinnoitetta alumiinijohtimilla.Tämä rakenne tekee paneeleista yllättävän ohuita ja kevyitä.

Tämä tekniikka on vasta alkamassa kehittyä, mutta ei ole epäilystäkään siitä, että sillä on suuria näkymiä. Mutta tarkastelemme joustavia paneeleja tämän määritelmän laajassa merkityksessä.

Voit lukea lisää aurinkopaneelien toimintaperiaatteista klikkaamalla linkki.

Joustavien aurinkokennojen edut

Joustavien aurinkopaneelien edut tekevät tästä sähköntuotantomenetelmästä yhden lupaavimmista:

• paino;
• koko;
• joustavuus;
• esitys;
• monipuolisuus;
• tehokkuus;
• ympäristöystävällisyys;
• käytön helppous.

Paneeleiden geometriset ja fysikaaliset parametrit, kuten koko ja paino, ovat erittäin tärkeitä, koska koko asuinrakennuksen sähkön tuottamiseen tarvitaan suuri määrä paneeleja, raskaita malleja käytettäessä voi olla tarpeen vahvistaa rakennuksen rakennetta, mikä lisää merkittävästi asennuskustannuksia.

Kevyet ja kompaktit joustavat elementit eivät vaikuta merkittävästi rakennuksen rungon kuorman jakautumiseen. Ne eivät aiheuta vaaraa katon päällysteelle

Pii-akkujen suorituskyky on melko korkea. Hyötysuhdetta on tässä tapauksessa vaikea arvioida, puolijohdepaneelit pystyvät muuttamaan valoa sähköksi keskimäärin 20 %.

Eli jos auringon säteilyteho on 200 W, sähköä saadaan noin 40 W.

Taipuisat amorfiset aurinkopaneelit kestävät paljon paremmin pilvistä säätä kuin perinteiset jäykät piipohjaiset rakenteet.

Vertailun vuoksi tavallinen aurinkopaneeli voi toimia vain 10 prosentilla kapasiteetistaan ​​pilvisellä säällä, kun taas joustava paneeli voi toimia noin 50 prosentilla nimellistehostaan.

Aurinkoakun joustavuus mahdollistaa sen varustamisen epätasaisten pintojen katoilla, tiilikatoilla ja monimutkaisilla päällysteillä. Samalla ne ovat varsin monipuolisia, soveltuvat asennettavaksi rakennuksen katolle tai julkisivulle

Auringonvalo on ilmainen ja rajoittamaton resurssi. Tämä on sen kiistaton etu, joka kuvastaa aurinkopaneelien ehdotonta tehokkuutta.

Lisäksi tämä energiantuotantomenetelmä on täysin ympäristöystävällinen eikä vaikuta millään tavalla ympäristöön tai vahingoita sitä. Lisäksi hylkäämällä suositun vaihtoehdon aurinkoenergialle - lämpövoimaloista, ihmiskunta vähentää ilmansaasteiden tasoa.

Joustavien aurinkopaneelien haitat

Joustavilla aurinkopaneeleilla on myös monia haittoja. Ensinnäkin tämä tekniikka on vasta kehittymässä, eikä se ole vielä saavuttanut kykyjensä huippua. Suorituskyvyn suhteen joustavat amorfiset akut ovat huonompia kuin jäykät poly- tai yksikiteiset akut.

Joustavien paneelien rakenne ja toimintaperiaate on melko monimutkainen, mutta jokainen voi käyttää niitä. Riittää, kun laitteet asennetaan ja kytketään oikein

Toiseksi ohut kalvo ja minimaalinen pinnoitekerros hajoavat suhteellisen nopeasti. Tällaisten paneelien takuuaika on noin 3 vuotta.

Tämän jälkeen valokennot alkavat vähitellen hajota ja vaatia vaihtoa.

Hyvä uutinen on, että tämä ala kehittyy nopeasti ja kestävämpiä ja tehokkaampia esimerkkejä joustavista amorfiseen piihin perustuvista aurinkopaneeleista on jo tulossa.

Muita haittoja on kaikentyyppisissä aurinkopaneeleissa:

• takaisinmaksuaika;
• korkea hinta;
• suuri määrä kalliita laitteita itse akkujen lisäksi;
• riippuvuus sääolosuhteista.

Joustava paneeli, jonka teho on noin 150 W, maksaa noin 40 tuhatta ruplaa. tai enemmän, valmistajasta riippuen. 20 akkua, akkusarja ja lisälaitteet maksavat siistin summan. Kun otetaan huomioon 1 kW sähkötunnin hinta, joudut maksamaan järjestelmästä yli vuoden.

Missä ja miten aurinkoenergiaa käytetään?

Joustavia paneeleja käytetään eri aloilla. Ennen kuin suunnittelet kotisi sähkönsyöttöä näillä aurinkopaneeleilla, ota selvää missä niitä käytetään ja mitkä ovat niiden käytön ominaisuudet ilmastossamme.

Aurinkopaneelien käyttöalue

Joustavien aurinkopaneelien käyttö on erittäin laajaa. Niitä käytetään menestyksekkäästi elektroniikassa, rakennusten sähköistuksessa, autojen ja lentokoneiden valmistuksessa sekä avaruustiloissa.

Rakentamisessa tällaisia ​​paneeleja käytetään asuin- ja teollisuusrakennusten sähkön tuottamiseen.

Aurinkoenergia voi olla ainoa sähkön lähde tai se voi kopioida perinteisen tehonsyöttöjärjestelmän, jotta talo ei jää ilman sähköä, jos tehokkuus ei ole riittävä tietyn ajanjakson aikana.

Joustaviin aurinkokennoihin perustuvat kannettavat laturit ovat kaikkien saatavilla ja niitä myydään kaikkialla. Suuret joustavat turistipaneelit sähkön tuottamiseen missä tahansa maapallon kolkassa ovat erittäin suosittuja matkailijoiden keskuudessa.

Hyvin epätavallinen mutta käytännöllinen idea on käyttää tien pintaa joustavien akkujen pohjana. Erikoiselementit on suojattu iskuilta eivätkä pelkää raskaita kuormia.

Joustavat akut ovat myös hyviä, koska niitä voidaan käyttää melkein missä tahansa tilanteessa. Ne voidaan helposti sijoittaa auton katolle tai huviveneen runkoon.

Tämä idea on jo toteutettu. "Aurinkotie" tarjoaa energiaa ympäröiville kylille viemättä yhtään ylimääräistä maametriä.

Joustavien amorfisten paneelien käytön ominaisuudet

Niiden, jotka suunnittelevat joustavien aurinkopaneelien käyttöä kodin sähkönlähteenä, tulisi tietää niiden toiminnan erityispiirteet.

Joustavalla metallipohjalla varustettuja aurinkopaneeleja käytetään, kun minivoimaloiden kulutuskestävyydelle asetetaan korkeampia vaatimuksia:

Ensinnäkin käyttäjiä huolestuttaa kysymys: mitä tehdä talvella, kun päivänvaloajat ovat lyhyet ja sähkö ei riitä kaikkien laitteiden käyttämiseen?

Kyllä, pilvisellä säällä ja lyhyillä päivänvalolla paneelien suorituskyky heikkenee. On hyvä, kun vaihtoehtona on mahdollisuus vaihtaa keskitettyyn virtalähteeseen. Jos sinulla ei ole sitä, sinun on varastoitava paristot ja lataa niitä päivinä, jolloin sää on suotuisa.

Aurinkokennoissa on mielenkiintoinen piirre, että kun aurinkokenno lämpenee, sen hyötysuhde laskee merkittävästi.

Kesäkuumeessa paneelit kuumenevat, mutta toimivat huonommin. Talvella aurinkoisena päivänä valokennot pystyvät sieppaamaan enemmän valoa ja muuttamaan sen energiaksi

Selkeiden päivien määrä vuodessa riippuu alueesta. Tietysti etelässä on järkevämpää käyttää joustavia paristoja, koska aurinko paistaa siellä pidempään ja useammin.

Koska maa muuttaa sijaintiaan suhteessa aurinkoon päivän aikana, on parempi sijoittaa paneelit universaalisti - eli eteläpuolelle noin 35-40 asteen kulmaan.Tämä tilanne on merkityksellinen sekä aamu- ja iltatunneilla että keskipäivällä.

Ohjeet aurinkopaneelien asentamiseen katolle

Jos päätät, että amorfiseen piiin perustuvat joustavat aurinkopaneelit ovat se, mitä tarvitset yksityiskodin sähkön tuottamiseen, aloita työn suunnittelu.

Valitse sopiva varustus ja arvioi paneelien likimääräinen lukumäärä. Lue sitten aurinkokennojen asennusta ja myöhempää huoltoa koskevat säännöt.

Muista kuitenkin, että perinteisten pii-poly- ja monokiteisten analogien käyttö on edelleen paljon tuottavampaa.

Vaihe 1. Paneeleiden lukumäärän laskeminen

Mikä tahansa työ alkaa projektista. Suunnittelua varten sinun on tehtävä tarvittavat laskelmat, nimittäin:

• päivittäinen sähkönkulutus;
• valokennojen tarvittava kokonaisteho;
• akun kapasiteetti;
• paneelien määrä.

Yksinkertaisin asia on laskea sähkönkulutus. Tätä varten sinun on otettava huomioon ehdottomasti kaikki sähkölaitteet, joita käytät tai teoriassa voit käyttää.

Yksinkertainen esimerkki:

• jääkaappi - 200 W;
• tietokone - 300 W;
• TV – 150 W;
• taloudelliset hehkulamput - 5 kpl 20 W kukin.

Jokaisen laitteen teho on ilmoitettava sen dokumentaatiossa tai kotelossa. Kun kaikki tiedot on lisätty, saadaan 750 W. Tämän arvon perusteella se valitaan invertteri - laite, joka muuntaa tasavirran vaihtovirraksi vaaditulla taajuudella.

Muista tehdä pieni marginaali ja valita invertteri, joka on 0,5 kW tehokkaampi kuin laskettu arvo. Eli 0,75 kW:n kokonaisteholle vähintään 1,25 kW:n laite sopii

Oikeaa kytkentää varten aurinkopaneelit liitetään akkuihin ohjaimen kautta.Älä sekoita koskettimia - plus plus plus, miinus miinus. Akusta virta lähetetään invertteriin ja sitten sähkölaitteisiin

Sitten sinun on valittava paristot. Akun kapasiteetti (esim. 200 A∙h) osoittaa, kuinka paljon virtaa tuotetaan tietyllä jännitteellä tunnin ajan.

Voit laskea tarvittavan kapasiteetin jakamalla kuluttajien kokonaistehon aurinkoakun lähtöjännitteellä. Esimerkissämme käytämme 12 voltin akkuja. 750 /12 = 62,5 A∙h.

Mutta tämä kaava ei ole täysin oikea, koska useimpia akkuja ei voi purkaa nollaan. On tietty raja, esimerkiksi 40%. Jos lataustaso laskee tämän alapuolelle, tämä vaikuttaa merkittävästi akun käyttöikään ja suorituskykyyn.

Tämä indikaattori on myös lisättävä kaavaan:

750 W/(12V x 0,4) = 156,25 A∙h.

Tällaisen kapasiteetin saavuttamiseksi voit yhdistää järjestelmään kahden 100 Ah:n akun ryhmän.

Paneeleiden lukumäärä lasketaan valitun mallin tehon ja asennusalueen perusteella. Alueen merkitystä on vaikea yliarvioida. Ihannetapauksessa sinun on löydettävä alueesi päivittäiset auringon säteilytasot. Luotettavuuden vuoksi on otettu vuoden vähimmäisarvo, noin joulukuun lopussa.

Kaavamaisesti säteilyn taso eri alueilla voidaan kuvata seuraavasti. Numeeriset arvot löytyvät erikoistuneista hakuteoista tai Internetistä

Kun tämä luku kerrotaan kuukauden kalenteripäivien määrällä, saadaan kilowattimäärä 1 m2 joustavaa aurinkoakkua kohden joulukuussa. Esimerkiksi Moskovassa se on 0,33x31 = 10,23 kW/m2 ja Sotshissa 1,25x31 = 38,75 kW/m2. Tätä lukua kutsutaan pikotuntien lukumääräksi.

Sitten lasketaan kaikkien laitteiden samanaikaisesti kuluttamasta ehdollisesta enimmäismäärästä 0,75 kW keskimääräisen kuukausittaisen kulutuksen - noin 25 kW. Kuukaudessa joustavien akkujemme pitäisi tuottaa vähintään 25 000 W, mutta on parempi tehdä pieni varaus ja pyöristää 30 kW: iin.

Siksi 1 pikotunnille Moskovassa sen pitäisi olla 30/10,23 = 2,93 kW. Jos valittujen paneelien teho on 150 W, niiden lukumäärää ei ole vaikea laskea: 2,93 / 0,15 = 20 kappaletta.

Tällaisten yksinkertaisten laskelmien jälkeen voit valita sopivan invertterin, ohjain, akkua ja itse joustavia aurinkopaneeleja tarvittava määrä.

Vaihe #2. Asennussäännöt

Joustavien aurinkokennojen asennuksen voit tehdä itse.

Tätä varten sinun on päätettävä, mihin tarkalleen asetat paneelisi:

• rakennuksen katolla;
• talon julkisivussa;
• vapaasti seisovassa rakenteessa;
• yhdistetty järjestelmä.

Suosituin vaihtoehto on katolla. Jos katon muoto tai kokoonpano ei tätä salli, on parempi rakentaa lisäkehys, johon akut asetetaan. Tämä on kalliimpaa, mutta jos katto on varjostettu tai vaikeapääsyinen, tämä vaihtoehto tulee järkeväksi.

Julkisivun sijaintia käytetään, kun katolla ei ole tarpeeksi tilaa. Paneeleista voi tulla osa suunnitteluideaa ja toimia kodin sisustajana

Joustavien aurinkokennojen alapuolella on tahmea hartsikerros.

Riittää, kun poistat suojakalvon ja liimaa paneeli valittuun paikkaan. Tietenkin pinta on puhdistettava ja pestävä ennen asennusta.

Asennukseen ei tarvita erikoistyökaluja. Tärkeintä on huolehtia turvallisuudestasi katolla työskennellessäsi.On myös erittäin tärkeää seurata laitteiden kytkentäkaaviota ja olla rikkomatta järjestystä

Aurinkoakkumoduulin toisella puolella on 2 kaapelia. Jokainen paneeli on sijoitettu siten, että nämä johdot voidaan myöhemmin yhdistää yhdeksi väyläksi sarjaliitäntää varten.

Suosittelemme myös lukemaan muun materiaalimme, jossa kuvataan yksityiskohtaisesti asennuskaaviot ja aurinkopaneelien kytkentätavat. Lisätietoja - Tässä.

Vaihe #3. Järjestelmän hoito asennuksen jälkeen

Kun joustavat aurinkokennot on asennettu, niitä on jatkuvasti ylläpidettävä ja valvottava, muuten niiden tehokkuus voi laskea dramaattisesti. Tärkeintä on pitää paneelit puhtaina. Pöly, lika, lintujen ulosteet - kaikki nämä tekijät heikentävät järjestelmän suorituskykyä, koska ne rajoittavat auringonvalon imeytymistä aurinkokennoihin.

Aurinkopaneelit on pyyhittävä, kun ne likaantuvat. Siksi ei ole suositeltavaa sijoittaa niitä vaikeapääsyisiin paikkoihin monimutkaisella katolla.

Jos et pysty itse huoltamaan järjestelmääsi, voit aina löytää urakoitsijan, jolla on sopiva tekniikka ja laitteet. Tietenkin se maksaa enemmän.

Voit pestä amorfiseen piiin perustuvat aurinkopaneelit, kuten niiden kovat vastineet, tavallisella kostealla sienellä tai mikrokuituliinalla. Paneeli ei pelkää vettä (onhan tämä laite asennettu ulkotiloihin); jos peset ne säännöllisesti, ne kestävät pidempään

Toinen alueillemme tärkeä ongelma on lumi. Talvella akut peittyvät lumeen ja lakkaavat toimimasta. Sedimentti on puhdistettava jatkuvasti, mutta ei liian karkeasti, muuten itse laitteisto voi vaurioitua.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Videot ja arvostelut, joissa käsitellään suosittujen valmistajien joustavia paneeleja, auttavat sinua tekemään oikean valinnan. Näet miltä kotisi näyttää laitteiden asennuksen jälkeen, asiantuntijat auttavat sinua valitsemaan oikean määrän akkuja ja tarkistamaan asennussäännöt.

Kuinka joustavat aurinkopaneelit toimivat ja mistä ne on valmistettu:

Voit asentaa joustavan akun asuntoon kerrostalon julkisivulle, miksi ei:

Hieman lisää joustavien elementtien tuotannosta ja eduista:

Aurinkopaneelien avulla on mahdollista tulla energiariippumattomaksi eikä tarvitse seurata bensiinin ja laitosten hintoja. Jos sijoitat tietyn summan kerran, voit kuluttaa rajattomasti energiaa kodin sähkölaitteiden käyttöön, kodin lämmitys ja sähköauton akun lataaminen. Yhä useammat ihmiset siirtyvät käyttämään vaihtoehtoista energiaa, koska se on tulevaisuutta.

Jos sinulla on tarvittavat tiedot tai kokemus artikkelimme aiheesta, jaa se lukijoidemme kanssa. Tai ehkä olet joutunut asentamaan aurinkopaneelit itse? Kerro meille, kuinka teit sen. Voit täydentää kommenttejasi valokuvilla.