Переносная солнечная панель на акриловом стекле
При создании этой солнечной панели автор ставил задачу сделать легкую, портативную модель, но в то же время достаточно мощную, желательно около 100 ватт. Этого должно быть достаточно, чтобы питать ноутбук, телефон и другую электронику. В итоге получилась достаточно мощная и удобная для транспортировки солнечная панель состоящая из нескольких частей.
Материалы задействованные при создании солнечной панели:
1) акриловое стекло
2) специальная пленка для наружной рекламы
3) скотч
4) фотоэлементы
5) амперметр
6) вольтметр
Рассмотрим основные этапы работы над солнечной панелью.
Для начала автор решил ознакомиться со статьями в интернете по сборке и эксплуатации солнечных панелей. После ознакомления с материалами, автор обнаружил, что почти во всех статьях используется обычное стекло, которое не допустимо для создания портативной модели, так как стекло само по себе имеет большой вес и к тому же может легко разбиться.
Тогда он решил рассмотреть варианты с орг. стеклом, которое гораздо прочнее и легче обычного. Проблемы орг. стекла для солнечных панелей заключаются в том, что ему свойственно мутнеть на солнце, что будет снижать пропускную способность солнечного света для фотоэлементов, что в свою очередь снижает эффективность вырабатываемого электричества. В итоге из большинства просмотренных марок орг. стекол, автор остановился на акриловом стекле, так как производитель гарантирует сохранение всех его качеств до десяти лет эксплуатации. К тому же у акрилового стекла нет проблем с длительным нахождением на солнечном свете, то есть оно не деформируется и не мутнеет.
Затем автор приступил к сборке солнечной панели. Для этого были спаянны элементы последовательно по 4 штуки. После спайки автор зачистил элементы при помощи спирта и ватки от пыли и остатков флюса.
Для большего удобства по зачистке элементов автор распределил их изначально на экобонте. Элементы были временно прикреплены на обычный скотч.
После чего автор приступил к закреплению элементов на стекле с их последующей герметизацией.
С акрилового стекла была снята пленка с одной стороны.
Затем приступил к подготовке закатки в пленку самих элементов.
Для закрепления фото элементов на стекле автор решил использовать пленку, которая применяется для наружной рекламы. Был выбран вариант пленки с наибольшим заявленным сроком службы. К тому же одновременно сами фото элементы герметизируются такой пленкой и находятся под защитой от влаги и пыли.
Пленка была размечена и отрезан кусок необходимой длинны для закрепления элементов.
На чердаке были размещены приборы измерения, один из которых стрелочный был на вольты, а цифровой на амперы. По итогу основных испытания максимальный зафиксированный ток был 7.2 А.
Как видно на предыдущих фотографиях, эти четыре панели могут генерировать около 2 В каждая, что дает минимально 6.5 В даже в не солнечную погоду. При хороших погодных условиях идет уже больше 8 В. При ярком солнце максимальная сила тока доходила до 7 А, что для портативной солнечной панели весьма высокий показатель эффективности.
Источник
Какое стекло для солнечных панелей
Стекло для солнечных батарей
Стекло для солнечных батарей еще называютсяфотогальваническим стекломили энергосберегающемстеклом, восновном используется для солнечных панелей благодаря высокой скорости пропускания света . Солнечная панель представляет собой тонкий слой оптико-электронных полупроводников , который преобразует солнечнуюэнергию в электричество. В силу своей эффективности, высокой прозрачности и низкого коэффициента отражения данныйтип стекла используется для солнечных батарей. Стекло характеризуется хорошим качествомизображения , устраняя нежелательные искажения, благодаря применению передовых оптических технологий в процессе производства.
Содержание железа составляет не более 120 мкг/г Fe2O3, стекло содержит лишь небольшие оптические дефекты,и соответствует EN572-5/94 и SPF. Стекло легко поддается резке, нанесениюпокрытием и закаливания .
Стекло для солнечных батарей: свехрпрозрачное флоат-стекло для солнечных батарей, свехрпрозрачное структурированноестекло для солнечных батарей, стекло для солнечных батарей с антиотражающимпокрытием, стекло для солнечных батарей с двойным антиотражающим покрытием
Свехрпрозрачное флоат-стекло длясолнечных батарей
Как один из видов стекла с низким содержанием железа , свехрпрозрачное флоат-стекло для солнечныхбатарей обладает высоким коэффициентом светопропускания, составляющим более 90 %. Продукцияпредставлена в широком диапазоне размеров: 700*900 мм, 1000*1200 мм и пр., толщина стекла: 3.2 мм, 4 мм и пр.
Свехрпрозрачное структурированное стекло для солнечных батарей
Узор: Мистлит ;коэффициент светопропускания: более 91.6%. Продукцияпредставлена в широком диапазоне размеров: 700*900мм, 1000*1200 мм и пр., толщина стекла: 3.2 мм, 4 мм и пр.
Стекло для солнечных батарей с антиотражающим покрытием
Данный тип стекла для солнечных батарей идет с антиотражающим покрытием наполированной стороне, « Мистлит »узором, коэффициентом светопропусканияболее 93%. Продукция представлена в широкомдиапазоне размеров: 700*900 мм, 1000*1200 мм и пр., толщина стекла: 3.2мм, 4 мм и пр.
Стекло для солнечных батарей с двойным антиотражающим покрытием
Данный тип стекла для солнечных батарей идет сантиотражающим покрытием с обеих сторон, « Мистлит » узором, коэффициентом светопропускания более 95%. Продукцияпредставлена в широком диапазоне размеров: 700*900мм, 1000*1200 мм и пр., толщина стекла: 3.2 мм, 4 мм и пр.
Rider Glass Company Limited – это один из ведущихпроизводителей и поставщиков стекла для солнечных батарей в Китае. Мы предлагаем широкий ассортимент продукции , включая зеркала , рефлективное стекло, термополированное листовое стекло, закаленное стекло, стекло матовое,многослойное стекло (триплекс), армированное узорчатое стекло, энергосберегающее стекло и пр .
Краткая информация о компании: Rider Glass Company Limited — это один из ведущих производителей изделий из стекла в Китае , обслуживающий клиентов по всему миру вот уже на протяжении более 18 лет. Мы предлагаем широкий ассортимент изделий из стекла , различных цветов и размеров , включая зеркала ,рефлективное стекло, термополированное листовое стекло, узорчатое стекло, многослойное стекло (триплекс) , стекло матовое , энергосберегающее стекло , закаленноестекло , стекло для солнечных батарей и пр . Производимая нами продукция широко используется в таких сферахкак архитектура, дизайн интерьеров, автомобильная и художественнаяпромышленности, жилые помещения , и т.д.
Источник
Прозрачный солнечный элемент показал эффективность более 10 процентов
Li et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020
Американские и китайские химики создали солнечный элемент с эффективностью более десяти процентов и светопроницаемостью более 45 процентов. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Создание прозрачных солнечных панелей — одна из самых интересных областей современной фотовольтаики. Такие солнечные панели можно будет встраивать в окна домов и получать дополнительную электроэнергию без ущерба для внешнего вида здания и освещенности внутри. Однако создать устройства, сочетающие высокую эффективность и достаточную светопроницаемость, непросто. Можно сказать, что эти параметры конкурируют друг с другом — чем больше фотонов пройдет насквозь через солнечный элемент, тем меньше фотонов поглотится в активном слое и тем меньше энергии выработает панель. Впрочем, некоего баланса достичь можно: для этого надо искать материалы с высоким коэффициентом поглощения вне видимой области спектра, а также максимально эффективно использовать энергию поглощенных фотонов.
Американские и китайские химики под руководством Стивена Форреста (Stephen R. Forrest) из Мичиганского университета сумели получить прозрачные солнечные панели с высокой эффективностью. Активный слой этих солнечных батарей представляет собой тонкую пленку смеси двух соединений — донора и акцептора. В качестве донора использовали полимер PCE-10, который практически прозрачен в видимой области спектра. Для того чтобы выбрать идеальный акцептор, ученые синтезировали и протестировали три похожих поликонденсированных гетероароматических соединения: уже использовавшийся в прозрачных элементах акцептор SBT-FIC и два похожих на него соединения А078 и А134, для которых максимум поглощения еще дальше сдвинут в ближнюю инфракрасную область. Дополнительным аргументом в пользу новых акцепторов оказалась простота их получения — это важно для стоимости будущих солнечных модулей. Синтез SBT-FIC включает в себя десять последовательных стадий, а синтез А078 и А134 — всего по шесть стадий.
Формулы соединений-акцепторов и соответствующие спектры поглощения.
Li et al. / Proceedings of the National Academy of Sciences, 2020
Сравнивая прозрачные солнечные элементы, ученые вычисляют произведение двух конкурирующих параметров — эффективности и светопроницаемости. Для солнечного элемента на основе A078 этот параметр оказался равен 5,0 процентам. Это очень заметный шаг вперед, ранее рекордным значением этого параметра было 3,9 процента.
В дальнейшем Форрест и его коллеги планируют заняться повышением стабильности устройств — пока что в этом параметре прозрачные солнечные элементы заметно уступают традиционным кремниевым.
Изготовление прозрачных солнечных панелей — не единственный способ гармонично вписать солнечный элемент в дизайн здания. Например, компания Tesla несколько лет назад начала выпускать солнечные панели, которые внешне имитируют черепицу. Панели состоят из трех слоев: нижний представляет собой высокоэффективную солнечный элемент, средний слой — маскирующее стекло, а внешний слой —закаленное защитное стекло. Если смотреть на такую панель с земли, благодаря маскирующим слоям она будет выглядеть как дерево или камень, однако для падающего сверху солнечного луча верхние стеклянные слои прозрачны.
Источник
12 преимуществ Double-Glass солнечных модулей
С быстрым развитием индустрии солнечных модулей, многие энергетические компании работают над разработкой высокопроизводительных продуктов. Именно к ним относятся Double-Glass солнечные панели, которые появились на рынке около 5 лет назад. Такие системы считаются наиболее стабильными солнечными панелями с наименьшей потенциальной деградацией и самой большой продолжительностью жизни. Считается, что Double-Glass – одно из лучших решений для высококачественных промышленных и домашних солнечных электростанций.
Почему стекло?
Стекло известно людям уже более 5000 лет. Этот материал широко используется в промышленности и в быту. При использовании его в домашнем хозяйстве этот материал привлекает внимание практичностью и эстетической ценностью, а вот в промышленности важны такие его свойства, как прозрачность, способность изолировать окружающие вещества, отсутствие химической реакции с большинством веществ.
Одним из применений стекла является прозрачная изоляция (экологическая и электрическая) на лицевой панели солнечных батарей. Задняя сторона обычной солнечной панели, как правило, защищена непрозрачным задним листом. Вся конструкция удерживается на месте с помощью алюминиевого каркаса, который обеспечивает прочность и позволяет установку.
Стекло спереди защищает панель и фотоэлементы от механических нагрузок, попадания пыли, влаги и т. д., и при этом пропускает солнечный свет. Для подобных целей, конечно, могут подойти и даже превзойти стекло по своим характеристикам алмаз или «прозрачный алюминий» (оксинитрид алюминия), но они существенно дороже стекла.
Что такое Double-Glass?
В последнее время в мире наметилась тенденция к установке стекла с обеих сторон панели. Такие конструкции называют Double-Glass (солнечные панели с двойным стеклом либо стеклянные солнечные панели).
Как следует из названия, модуль из двойного стекла представляет собой конструкцию, где традиционные алюминиевые рамы и подложка заднего листа заменены другой стеклянной панелью. Таким образом, фотоэлементы полностью заключены в стекло. В результате ячейки лежат на нейтральной оси соединения и, следовательно, не испытывают механического напряжения, когда модуль изогнут, например, при снеговых нагрузках, граде и пр. Кроме того, модуль из двойного стекла менее чувствителен к проникновению влаги или химикатов, чем обычные модули.
Как мы уже говорили выше, в традиционной солнечной панели фотоэлемент заключен в корпус, где стекло расположено спереди, а тыльную часть закрывает непрозрачная стенка из металла или металлопластика. Но подобная конструкция солнечной панели особо уязвима, если она годами подвергается воздействию влаги, перепадов температур и механических нагрузок. Грязь и сырость проникают в панели с такой задней стенкой легче, из-за чего их выходная мощность ежегодно снижается. Поэтому большинство производителей гарантируют, что эффективность их солнечных панелей останется выше 90% в течение первых десяти лет и будет держаться на уровне 80% через 20–25 лет.
В панелях с двойным стеклом гарантируется максимальная защита солнечного элемента, а с ней и более высокая эффективность на протяжении всего срока службы. Вот почему для Double-Glass панелей производители обещают выходную мощность не менее 87% даже через 30 лет.
И хотя такие конструкции дороже и тяжелее традиционных солнечных панелей с непрозрачной задней стенкой, эти недостатки перевешивают преимущества, присущие стеклянным солнечным панелям.
Преимущества Double-Glass солнечных панелей
- Стекло устойчиво по своим эксплуатационным качествам, почти не стареет. Оно абсолютно непроницаемо, поэтому является влагостойким – это лучший выбор для регионов с высокой влажностью. Влага и кислород не могут проникнуть в такие панели, следовательно, процесс старения модулей практически не происходит.
- Повышенная надежность и долговечность. Двойная стеклянная панель без защитного листа сзади хорошо отводит тепло, а ее эффективность в течение периода эксплуатации снижается медленнее, чем у традиционных панелей примерно на 30%. Вот почему на модули Double-Glass производители обычно дают гарантию 30 лет, а сами панели генерируют на 25% больше энергии.
- Увеличение срока службы с 20-25 до 30 лет влечет за собой снижение уровня себестоимости электроэнергии при использовании солнечных панелей Double-Glass. Стеклянная солнечная панель вырабатывает больше электричества в течение более длительного периода времени благодаря гарантированно высокой производительности и большему сроку службы.
- Повышенная прочность. Double-Glass модули имеют лучшую устойчивость к физическим и механическим нагрузкам. Так, когда солнечные панели стандартного типа подвержены воздействию ветра, снега, града или других факторов, они изгибаются. В результате образуются микротрещины, что снижает эффективность работы панели. В модулях Double-Glass листы стекла сзади и спереди имеют одинаковую толщину, в середине, в нейтральном слое не возникает сжимающее или растягивающее напряжение. Это означает, что встроенные солнечные элементы оптимально защищены от механических воздействий.
- Устойчивость к химическим реакциям. Стекло не вступает в реакцию со многими химическими веществами и с элементами окружающей среды. Именно поэтому вино, предназначенное для хранения на сотни лет, разливают в стеклянные бутыли. Благодаря такому свойству этого материала между листом стекла и фотоэлементами или эпоксидной смолой, которая удерживает панели вместе, не будет происходить никаких химических реакций.
- В Double-Glass передний и задний листы стекла имеют одинаковые показатели теплового расширения, значит, они расширяются и сжимаются с одинаковой скоростью. Таким образом, солнечные элементы в панелях Double-Glass подвергаются меньшему стрессу и деформации в горячих или холодных условиях.
- Практически полное отсутствие PID – деградации, которая вызывается разностью потенциалов. Это еще одно преимущество солнечных панелей с двойным стеклом в сравнении со стандартными батареями. В стандартных солнечных панелях PID может привести к снижению их производительности на 30%. Причиной являются паразитные токи в модулях, особенно те, которые имеют потенциал относительно земли. Эффект усиливается проникновением влаги и температурой. Поскольку двойное стекло может изолировать влагу с обеих сторон, солнечные панели с двойным стеклом практически не подвержены такой деградации.
- Класс огнестойкости двойного стекла выше в сравнении с обычными панелями, поэтому при пожаре изменения будут менее значимыми, особенно если панели установлены на крыше.
- Двухслойное стекло лучше защищает фотоэлемент от механических повреждений при монтаже и транспортировке. Поэтому при использовании Double-Glass вероятность появления микротрещин на фотоэлементах к моменту запуска гелиоустановки существенно снижается.
- Напряжение в системах, где используются панели Double-Glass, составляет до 1500 В (в традиционных модулях до 1000 В). Это помогает снизить итоговую стоимость гелиоэлектростанции при выборе более высокого рабочего напряжения солнечной панели (за счёт стоимости проводов, сетевого инвертора и т.п.).
- В солнечных панелях Double-Glass не используются рамы, профили, поэтому нет необходимости в заземлении.
- Полностью гладкая стеклянная поверхность обеспечивает только один коэффициент расширения за счет использования лишь одного материала. Стеклянная поверхность хорошо чистится, с нее легко смывать грязь, на ней не размножаются микроорганизмы, например, не растет мох.
Сегодня панели с двойным стеклом получили широкое распространение во всем мире и широко применяются в промышленности, быту и сельском хозяйстве. Double-Glass модули – отличное решение для того, чтобы удовлетворить постоянно растущие требования динамичного развития отрасли гелиоэнергетики и помочь ее развитию в будущем.
Источник