Solárna energia je jedným z najsľubnejších a rýchlo sa rozvíjajúcich alternatívnych zdrojov elektrickej energie. Jedná sa o neobmedzený zdroj, ktorý je možné použiť kdekoľvek na svete bez toho, aby znečisťoval životné prostredie. Súhlasíte, bolo by pekné mať k dispozícii vlastný alternatívny zdroj elektriny.
Ukazuje sa, že solárna energia sa teraz dá premeniť na elektrinu priamo doma. Namiesto objemných a krehkých rámových panelov sa v súčasnosti stále viac používajú flexibilné solárne panely. Ale ako to uviesť do praxe?
Pomôžeme sa vysporiadať so zariadením flexibilných solárnych panelov a so zásadou ich práce. Užitočné odporúčania pre výber a inštaláciu štruktúr sú uvedené v našom článku. A kvôli ľahšiemu vnímaniu informácií obsahuje článok tematické fotografie a videá.
Čo sú to solárne panely?
Aby ste pochopili, či sú flexibilné panely vhodné na výrobu elektriny, musíte porozumieť teórii.
Čo je to solárna batéria, ako sa odlišuje štruktúra flexibilných modelov od ostatných? Je tiež veľmi dôležité zistiť výhody a nevýhody tohto konkrétneho typu solárnych článkov ešte pred nákupom.
Štruktúra a princípy činnosti flexibilných panelov
Princíp fungovania solárnej batérie je založený na takom koncepte, ako je fotovoltaika. Svetlo, ako viete, možno považovať za vlnu aj za prúd častíc - fotónov. Schopnosť premeniť fotónovú energiu na elektrickú energiu je fotovoltaika.
Prvé prototypy moderných solárnych článkov boli vynájdené už v 50. rokoch. Odvtedy sa zásadne zmenili tak navonok, ako aj podľa zásady práce. Fotovoltaický efekt umožnený použitím polovodičov
Polovodič je materiál, ktorý má špeciálnu atómovú štruktúru. Polovodič typu n má ďalšie elektróny a polovodičové atómy typu p ich nemajú. Na zostavenie fotobunky sa kombinujú 2 typy materiálov za vzniku dvojvrstvovej štruktúry.
Galéria obrázkov
Foto z
Vývoj a implementácia flexibilných solárnych panelov výrazne rozšírila rozsah a možnosti inštalácie užitočných domácich spotrebičov
Depozícia kremíkových kryštálov s fotoelektrickými vlastnosťami na flexibilnom základe eliminovala hlavnú nevýhodu solárnych článkov - krehkosť
Fotoelektrická vrstva sa nastrieka na tenké kovové platne, prúžky a polymérny film. V závislosti od tuhosti základne sa batéria môže ohnúť v uhle 30 ° až 180 ° a môže sa zložiť do zvitku
Flexibilný solárny panel môže byť ohnutý tak, že zhromažďuje maximálne možné množstvo slnečného svetla
Prilepenie flexibilného solárneho panelu na pavilón letného bazéna z polykarbonátu umožní najracionálnejší spôsob, ako udržať príjemnú teplotu kúpania v umelej nádrži.
Umiestnenie flexibilného solárneho panelu na streche stanu, karavanu, solárnej markízy eliminuje potrebu hľadať miesto na umiestnenie banky počas dovolenky v krajine.
Použitie flexibilných solárnych panelov je prioritou, ak sa má mini-elektráreň inštalovať na neobvyklý dizajn. Architektova myšlienka nebude trpieť
Odporúča sa namontovať na strechy flexibilné solárne panely, ktorých únosnosť nebola pôvodne vypočítaná na inštaláciu ďalších štruktúr.
Montáž batérie na lamely
Flexibilná nabíjačka s flexibilnou fotobunkou
Polomer solárneho ohybu
Tvorba najúčinnejšieho povrchu
Polykarbonátová solárna nálepka
Efektívne využitie voľného priestoru
Rozumný prístup k architektonickým formám
Dôležitou výhodou je ľahkosť systému.
Samostatné fotobunky sú kombinované v paneli. Panely môžu byť pevné, v pevnom kovovom ráme. Teraz existuje tendencia uľahčovať navrhovanie fotografických panelov. Flexibilné a ľahké solárne články získavajú na popularite.
Princíp činnosti solárnej batérie možno opísať takto:
- Slnečné svetlo dopadá na povrch fotobunky zo strany n-vrstvy.
- Fotóny sa zrážajú s atómami polovodiča a „vyraďujú“ ďalšie elektróny.
- Voľné elektróny sa pohybujú smerom k p-vrstve a padajú na atómy s nedostatkom častíc.
- V dôsledku toho horná vrstva pôsobí ako katóda a spodná vrstva funguje ako anóda.
- Vytvára jednosmerný prúd, ktorý môže ľahko nabíjať batériu.
Ako polovodiče sa používajú kremík, selén a mnoho ďalších, drahších materiálov.
Jednosmerný prúd prijatý zo solárneho panela musí byť prevedený na striedavý, pretože na ňom pracuje väčšina elektrických spotrebičov
Pre solárne panely s flexibilným filmom sa používa tiež striekanie polyméru s hliníkovými vodičmi. Táto štruktúra robí panely prekvapivo tenkými a ľahkými.
Táto technológia sa len začína rozvíjať, ale skutočnosť, že má veľké vyhliadky, je nepochybná. Pozrime sa však na flexibilné panely v širokom zmysle tejto definície.
Viac informácií o princípoch fungovania solárnych panelov sa dozviete kliknutím na odkaz.
Výhody flexibilných solárnych článkov
Výhody flexibilných solárnych panelov robia z tohto spôsobu výroby elektriny jednu z najsľubnejších:
- hmotnosti;
- veľkosť;
- pružnosť;
- výkonnosti;
- univerzálnosť;
- ziskovosť;
- šetrnosť k životnému prostrediu;
- ľahká obsluha.
Geometrické a fyzikálne parametre panelov, ako je veľkosť a hmotnosť, sú veľmi dôležité, pretože na dodanie elektriny do celého bytového domu bude potrebné veľké množstvo panelov, pri použití ťažkých modelov môže byť potrebné posilniť štruktúru budovy, čo výrazne zvýši náklady na inštaláciu.
Ľahké a kompaktné ohybné prvky nemôžu významne ovplyvniť rozloženie zaťaženia na ráme budovy. Predstavujú žiadne nebezpečenstvo pre strechu.
Výkon kremíkových batérií je pomerne vysoký. V tomto prípade je ťažké vyhodnotiť účinnosť, polovodičové panely dokážu v priemere konvertovať svetlo na elektrinu v priemere o 20%.
To znamená, že ak je výkon slnečného žiarenia 200 wattov, bude sa generovať približne 40 wattov elektriny.
Flexibilné amorfné solárne panely sú omnoho tolerantnejšie voči zamračenému počasiu ako bežné tuhé štruktúry na báze kremíka.
Pre porovnanie, štandardná solárna batéria v oblačnom počasí je schopná pracovať iba pri 10% svojej kapacity, zatiaľ čo flexibilný panel produkuje asi 50% nominálnych hodnôt.
Flexibilita solárnej batérie vám umožňuje vybaviť ju nerovnými strechami, taškami a zložitými povlakmi. Zároveň sú dosť univerzálne, vhodné na inštaláciu na strechu alebo na fasádu budovy
Slnečné svetlo je bezplatný a neobmedzený zdroj. To je jeho nepochybná výhoda, ktorá vyjadruje bezpodmienečnú účinnosť solárnych panelov.
Tento spôsob výroby energie je navyše úplne šetrný k životnému prostrediu, neovplyvňuje stav životného prostredia a nepoškodzuje ho. Navyše, vzdaním sa ľudovej alternatívy solárnej energie - tepelných elektrární, ľudstvo znižuje úroveň znečistenia ovzdušia.
Nevýhody flexibilných solárnych panelov
Nevýhody flexibilných solárnych panelov sú tiež dostatočné. Po prvé, táto technológia sa iba vyvíja a ešte nedosiahla vrchol svojich schopností. Flexibilné amorfné batérie majú horší výkon ako tuhé poly- alebo monokryštalické.
Štruktúra a princíp činnosti flexibilných panelov je pomerne zložitý, ale môže ich používať každý. Stačí správne nainštalovať a pripojiť zariadenie
Po druhé, tenká fólia a minimálna poťahová vrstva zlyhávajú pomerne rýchlo. Záručná doba prevádzky takýchto panelov je asi 3 roky.
Potom sa fotobunky postupne rozpadajú a vyžadujú výmenu.
Je povzbudivé, že sa toto odvetvie rýchlo rozvíja a odolnejšie a silné príklady flexibilných solárnych panelov na báze amorfného kremíka sa už objavujú.
Ďalšie nevýhody sú spojené so všetkými typmi solárnych panelov:
- doba návratnosti;
- vysoká cena;
- veľké množstvo drahého zariadenia, okrem samotných batérií;
- závislé od počasia.
Flexibilný panel s výkonom asi 150 wattov stojí asi 40 tisíc rubľov. alebo viac, v závislosti od výrobcu. 20 batérií, súprava batérií a ďalšie vybavenie budú stáť zaokrúhlenú sumu. Vzhľadom na náklady na 1 kWh elektrickej energie budete musieť systém obnoviť na viac ako jeden rok.
Kde a ako sa využíva solárna energia?
Flexibilné panely sa používajú v rôznych oblastiach. Pred vypracovaním projektu dodávky energie doma pomocou týchto solárnych panelov zistite, kde sa používajú a aké sú znaky ich použitia v našej klíme.
Rozsah solárnych panelov
Použitie flexibilných solárnych panelov je veľmi široké. Úspešne sa používajú v elektronike, elektrifikácii budov, pri výrobe automobilov a lietadiel a vo vesmírnych objektoch.
V stavebníctve sa takéto panely používajú na dodávku elektriny do obytných a priemyselných budov.
Slnečná energia môže byť jediným zdrojom elektrickej energie a môže duplikovať tradičnú schému napájania, takže v prípade nedostatočnej účinnosti v určitom období dom nezostane bez napájania
Flexibilné prenosné nabíjačky solárnych článkov sú k dispozícii každému a predávajú sa všade. Veľké flexibilné turistické panely na výrobu elektrickej energie v ktorejkoľvek časti sveta sú medzi cestujúcimi veľmi obľúbené.
Veľmi neobvyklým, ale praktickým nápadom je použitie cestnej premávky ako základu 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. Ľahko sa dajú umiestniť na strechu automobilu alebo na trup
Táto myšlienka už bola realizovaná. „Solárna“ cesta dodáva energiu okolitým obciam, pričom nezaberá jeden meter navyše.
Vlastnosti použitia flexibilných amorfných panelov
Tí, ktorí plánujú začať využívať flexibilné solárne panely ako zdroj elektrickej energie pre svoj domov, by mali poznať vlastnosti svojej prevádzky.
Galéria obrázkov
Foto z
Energeticky úsporná vložka batohu
Prenosná nabíjačka
Efektívne nabíjanie v chate
Prítomnosť vstavanej batérie
Solárne panely s pružnou kovovou základňou sa používajú tam, kde sú kladené zvýšené nároky na životnosť malých elektrární:
Galéria obrázkov
Foto z
Paluba námornej alebo riečnej lode
Markíza na rekreačnej riečnej lodi
Mierny polomer ohybu
Inštalácia na kovové telo
V prvom rade sú používatelia znepokojení otázkou: čo robiť v zime, keď sú denné hodiny krátke a nie je dostatok elektrickej energie na prevádzku všetkých zariadení?
Áno, pri oblačnom počasí a krátkych denných hodinách je výkon panelu znížený. Je dobré, keď existuje alternatíva vo forme možnosti prepnutia na centralizované napájanie. Ak tomu tak nie je, musíte batérie nabiť a nabiť ich v tých dňoch, keď je priaznivé počasie.
Zaujímavou vlastnosťou solárnych článkov je to, že keď sa fotobunka zahreje, jej účinnosť sa výrazne zníži.
V lete sa panely zahrievajú, ale fungujú horšie. V zime, za slnečného dňa, môžu solárne články zachytiť viac svetla a premeniť ho na energiu
Počet voľných dní v roku sa líši v závislosti od regiónu. Na juhu je samozrejme racionálnejšie používať pružné batérie, pretože tam slnko svieti dlhšie a častejšie.
Pretože Zem mení svoju polohu voči Slnku počas dňa, je lepšie usporiadať panely univerzálne - to znamená z južnej strany pod uhlom asi 35 - 40 stupňov. Táto situácia bude relevantná v ranných aj večerných hodinách av poludnie.
Pokyny na inštaláciu solárnych panelov na streche
Ak sa rozhodnete, že flexibilné solárne panely založené na amorfnom kremíku sú to, čo potrebujete na dodanie elektriny do súkromného domu, začnite s plánovaním.
Vyberte správne vybavenie a odhadnite približný počet panelov. Potom si prečítajte pravidlá pre inštaláciu a následnú údržbu solárnych článkov.
Nezabudnite však, že používanie tradičných analógov kremíka a monokryštálu kremíka je doteraz oveľa produktívnejšie.
Krok 1. Výpočet počtu panelov
Akákoľvek práca sa začína projektom. Pre návrh musíte urobiť potrebné výpočty, konkrétne:
- denná spotreba elektrickej energie;
- celkový požadovaný výkon fotobuniek;
- kapacita batérie;
- počet panelov.
Najjednoduchšie je vypočítať spotrebu elektriny. Zohľadnite absolútne všetky elektrické spotrebiče, ktoré používate alebo ktoré môžete teoreticky používať.
Jednoduchý príklad:
- chladnička - 200 W;
- počítač - 300 W;
- TV - 150 W;
- úsporné žiarovky - 5 kusov po 20 wattoch.
Výkon každého zariadenia musí byť uvedený v jeho dokumentácii alebo na kryte. Po pridaní všetkých údajov získame 750 wattov. Na základe tejto hodnoty sa vyberie invertor - zariadenie, ktoré prevádza jednosmerný prúd na striedavý prúd s požadovanou frekvenciou.
Nezabudnite urobiť malú rezervu a vyberte menič, ktorý je o 0,5 kW výkonnejší ako vypočítaná hodnota. To znamená, že pre celkový výkon 0,75 kW nie je vhodné zariadenie slabšie ako 1,25 kW
Pre správne pripojenie sú solárne panely pripojené k batériám prostredníctvom ovládača. Nemiešajte kontakty - plus na klady, mínus na mínus. Z batérie je prúd smerovaný do meniča a potom do elektrických spotrebičov
Potom musíte nabiť batérie. Kapacita batérie (napríklad 200 A показывает h) udáva, aký prúd bude vychádzať pri danom napätí za hodinu.
Požadovanú kapacitu môžete vypočítať vydelením celkového výkonu spotrebiteľov výstupným napätím solárnej batérie. V našom príklade používame 12-voltové batérie. 750/12 = 62,5 A / h.
Takýto vzorec však nie je úplne pravdivý, pretože väčšina batérií sa nemôže vybiť na 0. Existuje určité obmedzenie, napríklad 40%. Ak úroveň nabitia klesne pod, významne to ovplyvní životnosť a kvalitu batérie.
Do vzorca sa musí pridať aj tento ukazovateľ:
750 W / (12 V x 0,4) = 156,25 A h.
Na dosiahnutie takejto kapacity môžete do systému skombinovať skupinu 2 batérií po 100 Ah.
Počet panelov sa počíta na základe sily vybratého modelu a oblasti, v ktorej budú nainštalované. Dôležitosť regiónu je ťažké preceňovať. V ideálnom prípade musíte nájsť hodnoty dennej úrovne slnečného žiarenia vo vašej oblasti. Kvôli spoľahlivosti sa berie minimálna hodnota za rok predbežne - na konci decembra.
Schematicky možno úroveň izolácie v rôznych regiónoch znázorniť nasledovne. Numerické hodnoty nájdete v špecializovaných adresároch alebo na internete
Vynásobením tohto ukazovateľa počtom kalendárnych dní v mesiaci dostaneme v decembri počet kilowattov na 1 m2 flexibilnej solárnej batérie. 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 ukazovateľ sa nazýva počet hodín.
Potom z podmieneného maxima 0,75 kW spotrebovaného všetkými zariadeniami súčasne vypočítame priemernú mesačnú spotrebu - približne 25 kW. Po dobu jedného mesiaca musia naše flexibilné batérie generovať najmenej 25 000 wattov a je lepšie vyrobiť malý zdroj a zaokrúhliť na 30 kW.
Preto by na 1 hodinu v Moskve 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 týchto jednoduchých výpočtoch si môžete sami zvoliť vhodný menič, ovládač, batériu a flexibilné fotovoltaické panely v správnom množstve.
Krok 2. Pravidlá inštalácie
Inštaláciu flexibilných solárnych článkov môžete vykonať sami.
Za týmto účelom sa oplatí rozhodnúť, kam presne umiestnite svoje panely:
- na streche budovy;
- na fasáde domu;
- na samostatnej štruktúre;
- kombinovaný obvod.
Najobľúbenejšou možnosťou je strecha. Ak to tvar alebo konfigurácia strechy neumožňuje, je lepšie postaviť ďalší rám, na ktorý sa dajú batérie umiestniť. Je to nákladnejšie, ale ak je strecha zatienená alebo ťažko dosiahnuteľná, táto možnosť sa stáva racionálnou.
Miesto na fasáde sa používa, keď na streche nie je dostatok miesta. Panely sa môžu stať súčasťou dizajnu a môžu hrať úlohu bytovej dekorácie
Flexibilné solárne fotovoltaické články na spodnej strane majú lepivú živicovú vrstvu.
Stačí odstrániť ochrannú fóliu a prilepiť panel na vybrané miesto. Pred namontovaním je samozrejme potrebné povrch vyčistiť a vyčistiť.
Nie je potrebný žiadny špeciálny inštalačný nástroj. Hlavnou vecou je starostlivosť o vašu bezpečnosť pri práci na streche. Je tiež veľmi dôležité dodržiavať schému zapojenia zariadenia a neprerušiť postupnosť
Na jednej strane má solárny modul 2 vývodné káble. Každý panel je umiestnený tak, že tieto vodiče môžu byť následne kombinované s jednou zbernicou pre sériové pripojenie.
Odporúčame tiež prečítať si náš ďalší materiál, ktorý podrobne popisuje inštalačné schémy a spôsoby pripojenia solárnych panelov. Viac tu.
Krok č. 3. Starostlivosť o systém po inštalácii
Po inštalácii flexibilných solárnych článkov sa bude musieť neustále starať a monitorovať, inak môže dôjsť k dramatickému poklesu ich účinnosti. Hlavné je udržiavať panely čisté. Prach, nečistoty, vtáčí trus - všetky tieto faktory znižujú výkonnosť systému, pretože obmedzujú absorpciu slnečného žiarenia fotobunkami.
Solárne panely je potrebné po znečistení utrieť. Preto sa neodporúča umiestňovať ich na ťažko prístupné miesta na zložitú strechu.
Ak váš systém nedokážete opraviť sami, vždy nájdete umelca s vhodným strojom a vybavením. Samozrejme, bude to drahšie.
Solárne panely na báze amorfného kremíka, podobne ako tvrdé analógy, sa môžu prať obyčajnou vlhkou špongiou alebo handričkou z mikrovlákna. Panel sa nebojí vody (koniec koncov je toto zariadenie nainštalované na ulici), ak ich pravidelne umývate, vydrží dlhšie
Ďalším problémom, ktorý sa týka našich regiónov, je sneh. V zime batérie zaspávajú na snehu a prestávajú fungovať. Zrážky musia byť neustále čistené, ale nie príliš hrubé, inak môže dôjsť k poškodeniu samotného zariadenia.
Videá a recenzie, ktoré sa zameriavajú na flexibilné panely od obľúbených výrobcov, vám pomôžu pri výbere toho správneho. Budete mať možnosť vidieť, ako sa váš dom bude starať o inštaláciu zariadenia, odborníci vám pomôžu zvoliť správne množstvo batérií a zvážiť pravidlá inštalácie.
Ako sú usporiadané flexibilné solárne panely a z čoho sú vyrobené:
V byte môžete nainštalovať flexibilnú batériu na fasádu výškovej budovy, prečo nie:
Trochu viac o výrobe a výhodách flexibilných prvkov:
Solárne panely umožňujú stať sa energeticky nezávislými, nesledovať ceny plynu a verejné služby. Ak investujete určitú sumu raz, môžete neobmedzene spotrebovávať energiu na používanie domácich elektrospotrebičov, vykurovanie vášho domu a nabíjanie batérie elektrického vozidla. Stále viac ľudí prechádza na alternatívnu energiu, pretože za tým leží budúcnosť.
Ak máte potrebné vedomosti alebo skúsenosti týkajúce sa témy nášho článku, podeľte sa o ne s našimi čitateľmi. Alebo by ste museli nainštalovať solárne panely sami? Povedzte nám, ako ste to dokázali. Svoje komentáre môžete doplniť fotografiami.