Гибкие солнечные панели зарядки

Чем так хороши гибкие солнечные панели?

Возможность использования неиссякаемых источников энергии представляет собой стремительно развивающееся, перспективное направление, поэтому гибкие солнечные панели весьма востребованы как для обслуживания домов, так и в качестве транспортируемых и мобильных устройств. Помимо того, что они представляют собой экологически чистый вариант получения электричества, важно, что они не такие хрупкие, как обычное гелио-оборудование.

Устройство и принцип работы

Гибкие солнечные батареи функционируют благодаря такому явлению, как фотовольтаика. Здесь нужно понимать, что свет действует не только как волна, он также представляет собой поток частиц, именуемых фотонами. Непосредственно процесс получения электричества в результате трансформации энергии фотонов называется фотовольтаикой.

Примитивные прототипы солнечных модулей в современном понимании были разработаны еще в середине прошлого века, с тех пор они претерпели существенные внешние и функциональные изменения. Но в любом случае фотоэлектрический эффект является заслугой полупроводников. Ими называют особый сегмент материалов, отличающихся строением атома. Вариации n-типа обладают лишними электронами, в то время как полупроводники р-типа характеризуются нехваткой электронов в атомах. Фотоэлемент образуется в результате комбинирования двух типов исходных веществ, в тандеме эти материалы становятся базой двухслойного изделия.

Солнечные модули образуются из отдельных фотоэлементов, изначально конструкции имели жесткую форму с укрепленной металлической рамой. Со временем изделия стали облегчать, что и привело к разработке гибких солнечных батарей – они мягче и надежнее прототипов.

Панели функционируют по следующему принципу:

1. N-слой принимает солнечные лучи, контактирующие с поверхностью фотоэлемента.
2. В результате взаимодействия фотонов с атомами полупроводника у последних «выбиваются» избыточные электроны.
3. Частицы, получившие свободу, перемещаются к р-слою, присоединяются к атомам с недостатком электронов.
4. В итоге взаимодействия нижний слой становится анодом, а верхний катодом.
5. Продуцируется постоянный ток, он приспособлен для зарядки аккумулятора.

Как выглядят гибкие солнечные панели

Полупроводники – это дорогие материалы, чаще всего для гибких солнечных модулей применяют селен, кремний. Постоянный ток преобразуется в переменный, который могут потреблять привычные электроприборы. Чтобы изделия получались легкими и тонкими, пленочные вариации оснащают полимерным напылением в тандеме с алюминиевыми проводниками.

Области применения

Технологии, основанные на гибких солнечных элементах, широко востребованы на космических объектах, при обустройстве зданий, в обслуживании портативной электроники, в авиа- и автомобилестроении. Панели могут быть задействованы для доставки электричества в промышленные и жилые объекты. Гелиосистема может служить основным источником энергии, также ее внедряют в качестве дублирующей, вспомогательной схемы.

Производители предлагают портативные зарядные устройства – компактные гибкие солнечные батареи, которые удобно носить с собой. Представляет интерес одно из их практичных воплощений – модуль с базой в виде дорожного полотна, защищенного от ударов. В персональных проектах изделия монтируют на корпусах яхт и катеров, крышах автомобилей.

Плюсы и минусы

Мягкое исполнение выигрывает у аналогов по следующим пунктам:

• небольшой собственный вес;
• эластичность;
• универсальность;
• экологичность;
• компактные размеры;
• высокая производительность;
• экономичность;
• комфортность эксплуатации.

Важность физических параметров и габаритов обуславливается тем, что при доставке электроэнергии в полноценный жилой или производственный объект используется много панелей. Если каждая из них будет толстой, тяжелой, крупной, возникнут сложности при установке, придется дополнительно усилить каркас сооружения. В итоге это повлечет дополнительные расходы. Компактные, легкие гибкие солнечные батареи не представляют собой опасность для кровельного настила, они не оказывают влияния на распределение несущей нагрузки.

Кремниевые вариации характеризуются высокой производительностью, они перерабатывают в электричество, в среднем, 20% солнечного излучения. Аморфные экземпляры не так остро реагируют на пасмурную погоду, по сравнению с жесткими конструкциями: последние в не солнечные дни выдают только 10% потенциальной мощности, эластичные модули работают на 50% от номинальной производительности.

Гнущиеся изделия позволяют полноценно использовать площадь кровли, имеющей неровный рельеф, например, черепичной. Универсальную продукцию с одинаковым удобством можно монтировать на фасад или крышу объекта. При этом она сохраняет достоинства жестких каркасных панелей – возможность использования неограниченного ресурса солнечного света, экологическую чистоту решения.

Нельзя забывать о недостатках технологии, в частности, о необходимости ее дальнейшего совершенствования. Моно- и поликристаллические жесткие решения все еще опережают ее по производительности.

Считаются уязвимостью следующие факторы:

• долгий срок окупаемости;
• при монтаже приходится докупать дорогостоящее вспомогательное оборудование;
• высокая стоимость продукции;
• беззащитность перед атмосферными проявлениями.

Существенным минусом является небольшой эксплуатационный ресурс мягкого решения: быстро изнашиваются тонкое напыление и фольга, гарантийный срок, в среднем, составляет 3 года.

Критерии выбора

Определяющим фактором служат климатические условия: длина солнечных дней, их количество. Жителям регионов с малой освещенностью подойдут панели из микроморфного кремния – они не нуждаются в точном ориентировании, по суммарной годовой мощности опережают прочие тонкопленочные вариации. В северных районах востребовано текстурированное стекло.

Критерием выбора гибких солнечных панелей является длина солнечных дней

Важно, чтобы мощность модуля соответствовала потребностям используемых электроприборов. Необходимо найти не только оптимальный участок для размещения изделий, но и резервную площадку, позволяющую впоследствии нарастить мощность.

Качество и длительность эксплуатации, а также стоимость продукции зависят от базового материала, номинальной производительности, типа конструкции и параметров фотоэлемента. На профильном рынке востребованы как иностранные, так и заслужившие доверие отечественные бренды – последние оптимально приспособлены к климатическим условиям региона.

Заслуживают внимания гибридные панели, генерирующие электрическую и тепловую энергию.

Инструкция по монтажу гибких солнечных батарей

Первым шагом становится масштабное планирование, включающее в себя проектирование системы на основе расчета необходимой мощности.

Расчет количества панелей

В основу проектирования закладывают следующие данные:

• суточную интенсивность использования энергии;
• емкость задействованных аккумуляторов;
• общую номинальную производительность фотоэлементов;
• количество модулей.

Легче всего определиться с потреблением электроэнергии: достаточно посчитать запросы всех эксплуатируемых электроприборов, необходимые данные указываются на их маркировке. В соответствии с полученным значением приобретают инвертор – устройство, добывающее из постоянного тока переменный с заданным параметром частоты. Прибор подбирают с запасом минимум 0,5 кВт.

Следующий шаг – расчет аккумуляторных батарей исходя из того, какая получилась суммарная мощность потребителей с учетом 40% минимального их заряда. Количество солнечных панелей определяют, ориентируясь на регион и приоритетные модели оборудования.

Особенности размещения

При проектировании следует помнить, что гелиосистемы при нагревании рабочих компонентов функционируют менее эффективно. В частности, летом, когда панели раскаляются, они продуцируют меньше энергии, чем зимой – в холодные месяцы в солнечные дни фотоэлементы улавливают больше света для дальнейшей его переработки.

Размещение гибких солнечных панелей

С учетом того, что положение солнца в течение дня меняется, модули монтируют универсально – с южной стороны, наклонив не более чем на 40 градусов.

Последовательность монтажа

Гибкие солнечные панели в рулоне доступны для самостоятельного монтажа. В зависимости от климатических особенностей региона их размещают поверх кровельного пирога, на отдельно стоящих вспомогательных сооружениях, на фасаде объекта, притом решения можно комбинировать.

Чаще всего монтаж гелиосистемы производится на крыше. В тех случаях, когда конфигурация и габариты кровли не способствуют надежному размещению модулей, возводят вспомогательный каркас и на него крепят панели. Подобные проекты увеличиваются по стоимости, но они оптимальны, если крыша труднодоступна, имеет сложный рельеф. Фасад в качестве локации для модулей рационален в тех случаях, когда крыша имеет недостаточную площадь. Модули становятся элементом дизайнерской схемы, выполняют роль дополнительного украшения объекта.

Фотоэлектрические элементы покрываются с изнаночной стороны слоем липкой субстанции смолянистого происхождения. Для монтажа необходимо удалить с панели защитную пленку, чтобы можно было ее приклеить на выбранном участке. Площадку предварительно качественно зачищают и промывают. В процессе установки изделий не нужны специализированные элементы, обязательным требованием является лишь соблюдение мер безопасности. Следует придерживаться предлагаемой производителем схемы подключения компонентов, чтобы была соблюдена их последовательность.

Особенности эксплуатации

В руководстве от производителя, инструкции по эксплуатации гибкой солнечной батареи прописываются не только технические аспекты монтажа комплекса оборудования, также указываются правила дальнейшего обслуживания гелиосистемы. Вне зависимости от типа мягких панелей можно привести общие рекомендации:

• важно поддерживать чистоту поверхности модулей. Грязь, следы жизнедеятельности птиц, листья, снег, пыль негативно скажутся на производительности схемы в целом. Любой налет и инородные тела становятся препятствием для работы фотоэлементов, они улавливают меньше солнечных лучей, что приводит к снижению эффективности решения;
• солнечная станция должна быть изолирована от высоких насаждений, деревьев, неустойчивых сооружений. Отделившиеся при сильном ветре ветки или фрагменты, отлетев, способны повредить модули, снизится работоспособность последних, их эксплуатационный ресурс;
• в периоды сильных снегопадов необходимо использовать защитные стенды, важно вовремя предотвращать образование наледи.

Чтобы производительность и эффективность функционирования панелей держалась на заявленном разработчиком уровне, необходимо создать условия с оптимальным углом наклона. Во время очищения поверхности от грязи и снега следует действовать аккуратно, чтобы исключить риск повреждения тонкого верхнего слоя рабочих элементов.

Источник

Гибкие солнечные панели: характеристики и особенности применения

В канале «Солар-Ньюс» мы разговариваем про солнечную энергетику. Если вам также близка эта тема, подписывайтесь на канал, делитесь записями со своими друзьями и пишите комментарии. Это крепко поможет каналу и идеям возобновляемой энергетики продвинуться в России

Содержание:

1. Что такое гибкие солнечные панели?
2. Отличительные характеристики гибких солнечных панелей
3. Строение и принципы работы гибких панелей
4. Преимущества гибких солнечных элементов
5. Недостатки гибких солнечных элементов
6. Как правильно выбрать солнечную панель?
7. Особенности применения гибких аморфных панелей

Гибкие солнечные панели представляют собой перспективные устройства, с помощью которых можно обеспечить мобильное или стационарное электроснабжение каких-либо объектов, в том числе и вашего умного дома. Подобные приспособления относятся к возобновляемым источникам энергии, приобретающим особое значение сегодня. Обыкновенные солнечные батареи имеют высокую стоимость и жёсткую конструкцию, что ограничивает область их применения.

Что такое гибкие солнечные панели?

Стандартные виды монокристаллических или поликристаллических солнечных панелей состоят из кремниевых пластин. Они обычно имеют толщину до 200 микрометров, что немного толще человеческого волоса. Чтобы сделать «гибкую» солнечную панель, эти кремниевые пластины должны быть нарезаны шириной всего в несколько микрометров. Использование этих ультратонких кремниевых пластин дает солнечным панелям множество уникальных свойств, в том числе гибкость для некоторых моделей.

Гибкие солнечные панели из ультратонких кремниевых элементов существуют уже давно. Совсем недавно исследования в Массачусетском технологическом институте сменились достижениями в области органических солнечных батарей. Вместо использования кремния в качестве основы для солнечных элементов, исследователи нашли способ использовать органические материалы с электродами графена. До сих пор ограничивающим фактором гибкости панели была хрупкость типичных электродов, но из-за прозрачности и гибкости графена этот метод может привести к более тонким, более гибким и более стабильным солнечным панелям в будущем.

Отличительные характеристики гибких солнечных панелей

Гелиомодули гибкой разновидности обладают рядом особенностей, которые делают их популярными среди большого числа людей. Подобные приспособления характеризуются:

• Тонкой и податливой структурой, которая даёт возможность применять их для установки на нестандартных поверхностях.
• Повышенным уровнем продуктивности. Благодаря подобному свойству гибкие солнечные панели часто используются на крупных гелиокомплексах.
• Возможностью использования даже в облачную погоду. Таким образом, можно ощутимо увеличить производительность.

Если ваша крыша не выдерживает большой нагрузки традиционных солнечных панелей из-за конструктивных проблем, легкие гибкие панели, такие как тонкая пленка, могут стать отличным решением, которое не нарушит структурную целостность вашего дома.

Строение и принципы работы гибких панелей

При сборке солнечных панелей объединяются две разновидности полупроводников — полупроводник n-типа, полупроводник p-типа. Каждая панель состоит из множества объединённых между собой фотоэлементов. Специфическая конструкция определяет принцип функционирования, который основан на понятии фотовольтаики. Оно предполагает преобразование фотонной энергии в электрическую. Благодаря этому функционирование солнечных панелей заключается в следующем:

• Свет попадает на фотоэлемент с одной стороны.
• Фотоны сталкиваются с атомами проводника, высвобождая лишние электроны.
• Свободные (отрицательно заряженные) частицы перемещаются в сторону другого слоя с недостаточным числом частиц.
• В результате производится ток, заряжающий подсоединенные к солнечным панелям аккумуляторы.

Для создания полупроводников применяют такие материалы, как селен, кремний и т. д. Чаще всего панели имеют напыление из полимеров, проводники из алюминия, что позволяет добиться легкости конструкции.

Преимущества гибких солнечных элементов

Популярность солнечных панелей обусловлена следующими положительными сторонами:

• Надёжностью. Специализированная конструкция позволяет предохранить изделия от механического разрушения, а также воздействия влаги. Благодаря небольшому весу и большой площади панель остаётся невредимой даже при падении с высоты нескольких метров, более того, большинство конструкций оборудовано защитными чехлами.

• Легкостью. Она ощутимо облегчает монтаж солнечных батарей, а также их транспортировку и перемещение без использования какой-либо техники.
• Экологичностью. Для изготовления панелей применяются специализированные материалы, которые не способны нанести вред здоровью человека или окружающей среде.
• Простотой эксплуатации. Чтобы использовать солнечные батареи, не нужно обладать специальными знаниями, навыками.
• Поскольку гибкие панели могут иметь удобную форму их можно легко установить на менее традиционные конструкции, такие как навесы для автомобилей.
• В финансовом отношении гибкие панели уменьшат стоимость установки вашего солнечного блока. Гибкие / тонкопленочные панели требуют меньших трудозатрат при установке, и они намного более портативны и просты в обращении, чем обычные панели, которые могут быть громоздкими и тяжелыми и требовать мощных систем монтажа на крыше.

Недостатки гибких солнечных элементов

Помимо перечисленных выше положительных сторон, солнечные батареи имеют и недостатки, в число которых входит:

• Наиболее распространённым недостатком для тонкоплёночных или гибких солнечных панелей является их более низкая эффективность, чем у классических панелей. Сегодня показатели эффективности для средних монокристаллических или поликристаллических панелей колеблются между 15 и 20 процентами. Тонкопленочные солнечные панели, с другой стороны, обычно предлагают эффективность от 11 до 13 процентов. Этот показатель эффективности означает, что вам понадобится больше солнечных панелей для выработки того же количества энергии, что может стать препятствием для некоторых солнечных проектов с ограниченным пространством на крыше для установки.
• Падение производительности в слишком жаркую погоду. В такой ситуации панель сильно нагревается, что и провоцирует снижение всех рабочих показателей.
• Непродолжительный срок службы, который редко превышает 3–4 года.

Как правильно выбрать солнечную панель?

Чтобы правильно выбрать солнечные панели, необходимо обращать внимание на климатические условия, в которых предполагается их использовать. Приобретать подобные источники энергии лучше всего для использования в сухой и солнечной местности, так как это положительно будет влиять на производительность и рентабельность.

Ещё необходимо принимать во внимание процентный показатель потребностей в тепле. Отдавать предпочтение стоит тем панелям, которые способны покрыть от 40 до 80% . Если производительность будет ниже, то система солнечных панелей обойдется дорого и не оправдает себя во время использования.

Прежде чем выбрать гибкую панель запишите для себя короткий чек-лист ответов на вопросы

1. Сколько энергии (мощности) вам нужно?
2. Как вы измеряете систему и рассчитываете фактическую мощность, которая вам нужна?
3. Какой у вас бюджет?
4. Нужно ли размещать панель в определённом месте?
5. Это постоянная или временная установка?

Не стоит забывать и про мощностные потребности объекта, который предполагается снабжать энергией посредством солнечных панелей. Если правильно подобрать их с учетом этого фактора, то появится возможность полностью покрыть мощностные затраты при внезапном отключении основного источника электроэнергии.

Особенности применения гибких аморфных панелей

Тем, кто впервые использует подобные панели, необходимо ознакомиться с особенностями их применения. Важным моментом является использование подобных приспособлений в холодное время года. В этот период имеет место короткий день, поэтому электричества, собранного панелями, не хватает для функционирования всех приборов. В такой ситуации остаётся пользоваться аккумуляторами, которые заряжаются в более благоприятные дни.

Рациональнее всего использовать подобные приспособления в южных районах, где солнце светит дольше и чаще. В любом случае устанавливать панели необходимо универсально. Это значит, что монтировать их требуется с южной стороны под углом от 35 до 40 градусов. Подобное расположение позволит обеспечить максимально эффективное функционирование в течение всего дня.

Благодаря своей долговечности и мобильности, гибкие солнечные панели лучше всего подходят для небольших солнечных проектов на поверхностях, таких как большие лодки, яхты, микроавтобусы для путешествий, где они могут испытывать физический износ, который не может возникнуть на стационарной крыше. Их долговечность в сочетании с уменьшенным весом гибких панелей делают их идеальными для этих небольших мобильных солнечных проектов, которые не требуют большого количества энергии.

Другие новости на сайте Solar-News.ru

Для развития канала нам важна ваша поддержка, подписывайтесь на канал и ставьте лайки.

Вероятно, вам также понравятся следующие материалы:

Источник