Гибкие солнечные батареи: виды, характеристики + особенности подключения

Энергия солнца – один из наиболее перспективных и очень быстро развивающихся других источников электричества. Это неограниченный ресурс, который можно применять в самой разной точке планеты, не загрязняя внешнюю среду.

Технологии становятся все ближе, и сейчас энергию солнца можно преобразовывать в электричество прямо в своем доме. Взамен неудобных и хрупких каркасных панелей сейчас очень часто используют эластичные фотоэлектрические панели.

Что такое фотоэлектрические панели

Для того, чтобы понимать, подойдут ли вам эластичные панели для получения электрической энергии, необходимо разобраться с теорией. Что такое солнечная батарея, чем строение эластичных моделей разнится от остальных? А еще,принципиально важно еще до приобретения узнать плюсы и минусы непосредственно данного типа солнечных компонентов.

Как работают эластичные панели и их строение

Рабочий принцип фотоэлектрической панели выстроен на подобном понятии, как фотовольтаика. Свет, как все знают, рассмотрят и как волна, и как поток частиц – фотонов. Возможность преобразовывать энергию фотонов в электричество и есть фотовольтаика.

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

Первые прототипы современных фотоэлектрических панелей были изобретены еще в 50-х годах. С той поры они значительно поменялись как снаружи, так и по фунционалу. Фотоэлектрический эффект стал возможен благодаря применению полупроводников

Полупроводник – это материал, имеющий особенное строение атома. Полупроводник n-типа имеет лишние электроны, а у атомов полупроводника p-типа их не хватает. Дабы собрать фотоэлемент, соединяют воедино 2 типа материалов, образовывая двуслойную конструкцию.

Некоторые фотоэлементы соединяются в панели. Панели способны быть жёсткими, в прочной железной раме. В настоящий момент идет направленность к облегчению конструкции фото-панелей. Востребованность набирают легкие и гибкие солнечные детали.

Рабочий принцип фотоэлектрической панели можно описать так:

  1. Свет солнца проникает на поверхность фотоэлемента со стороны n-слоя.
  2. Фотоны встречаются с атомами полупроводника, «выбивая» лишние электроны.
  3. Свободные электроны двигаются в сторону р-слоя и проникают в атомы с недостатком частиц.
  4. В результате лицевой слой выступает в качестве катода, а нижний – анода.
  5. Формируется постоянный ток, которым легко можно зарядить аккумулятор.

В качестве полупроводника применяют кремний, селен и еще многие, более люксовые материалы.

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

Постоянный ток, получаемый от фотоэлектрической батареи, обязан быть преобразован в переменный, потому как большое количество электрических приборов работают собственно на нем

Для эластичных пленочных фотоэлектрических панелей используют и напыление на полимерной основе с металлическими проводниками. Строение такого типа выполняет панели необычайно тонкими и легкими. Такая технология лишь начинает развиваться, но то, что она содержит большие перспективы нет сомнений. Но мы будем рассматривать эластичные панели в широком смысле данного определения.

Плюсы эластичных солнечных компонентов

Плюсы эластичных солнечных панелей выполняют данный метод производства электричества одним из наиболее перспективных:

  • вес;
  • размер;
  • пластичность;
  • продуктивность;
  • многофункциональность;
  • экономность;
  • экологическая безопасность;
  • эксплуатационная простота.

Геометрические и физические параметры панелей, например размер и вес, немаловажны, потому как для оснащения электрической энергией целого дома для жилья панелей понадобится огромное количество, при эксплуатации тяжёлых моделей может появиться надобность усиливать конструкцию дома, что существенно повысит затраты на установку.

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

Легкие и небольшие эластичные детали не смогут значительно оказать влияние на распределение нагрузки на каркас строения. Они не несут никакой опасности чтобы покрыть крышу

Продуктивность кремниевых батарей очень высокая. Оценить КПД в таком случае тяжело, панели из полупроводников способны преобразовывать свет в электричество на 20% в среднем. Другими словами, если мощность излучения солнца будет составлять 200 Вт, электрической энергии будет получено около 40 Вт.

Эластичные аморфные фотоэлектрические батареи намного более терпимы к ненастной погоде, чем традиционные жёсткие конструкции на основе кремния. Чтобы сравнить, классическая солнечная батарея в плохую погоду способна работать исключительно на 10% собственной мощности, тогда как эластичная панель выдаёт около 50% от номинальных значений.

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

Гибкость фотоэлектрической панели позволяет оснащать ею крыши с неровной поверхностью, черепичные кровли, покрытия криволинейной формы. При этом они очень многофункциональны, подойдут для установки на крышу или фасад дома

Свет солнца – ресурс бесплатный и безграничный. Это его большой плюс, в чем и выражается абсолютная экономность фотоэлектрических батарей. Более того, подобный вариант производства энергии полноценно чист экологически, абсолютно не отражается на состоянии внешней среды и не вредит ей. Кроме того, отказываясь от востребованной альтернативы энергии солнца – тепловых электростанций, человечество уменьшает уровень загрязнения атмосферы.

Недостатки фотоэлектрических панелей эластичного типа

Минусов у эластичных солнечных панелей тоже хватает. Самое первое, такая технология только развивается и еще не достигла пика собственных возможностей. По продуктивности эластичные аморфные батареи уступают жёстким поли- или монокристаллическим.

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

Строение и рабочий принцип эластичных панелей сложный, но пользоваться ими сумеет каждый. Нужно только по всем правилам установить и присоединить оборудование

Второе, тонкая фольга и самый маленький слой напыления довольно быстро ломаются. Гарантийный эксплуатационный период подобных панелей – около 3 лет. Потом фотоэлементы начинают потихоньку ломаться и требовать замены.

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

Радует тот момент, что эта ветвь развивается очень быстро и уже возникают намного долговечные и мощные экземпляры эластичных солнечных панелей на основе аморфного кремния

Иные недостатки характерны всем типам фотоэлектрических панелей:

  • продолжительность окупаемости;
  • большая цена;
  • огромное количество дорогого оборудования, кроме самих батарей;
  • зависимость от погоды.

Эластичная панель мощностью около 150 Вт стоит приблизительно 40 тыс. руб. или больше, в зависимости от изготовителя. 20 батарей, комплект аккумуляторов и оборудование дополнительного характера стоить будут большую сумму. С учетом цены 1 кВт часа электрической энергии окупать систему вам нужно будет очень долго.

Где и как используют энергию солнца

Эластичные панели используются в разных сферах. Перед тем как составлять проект энергообеспечения дома с помощью данных фотоэлектрических панелей, выясните, где они используются и каковы специфики их применения в нашем климате.

Сфера использования фотоэлектрических панелей

Использование эластичных солнечных батарей довольно широкое. Они успешно применяются в электронике, электрификации строений, автомобиле- и авиастроении, на космических объектах. В строительстве подобные панели применяют для оснащения жилых и зданий промышленного характера электротоком.

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

Энергия солнца может быть одним источником электричества, а может дублировать классическую схему электрического снабжения, дабы на случай недостаточной эффективности в особый период дом не осталось обесточенным

Портативные зарядные устройства на основе эластичных солнечных компонентов доступны каждому и реализовываются везде. Большие эластичные туристические панели для добычи электрической энергии в любом уголке Нашей планеты пользуются заслуженной популярностью среди туристов.

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

Эластичные батареи хороши еще тем, что могут быть использованы почти что в каждых ситуациях. Их можно легко расположить на крыше автомобиля или корпусе яхты

Довольно оригинальная, но функциональная идея – применять в качестве основы для эластичных батарей полотно дороги. Особые элементы защищены от ударов и не боятся чрезмерных нагрузок. Такая идея уже воплощена. «Солнечная» дорога обеспечивает энергией соседние сёла, при этом не занимая ни единого лишнего метра земли.

Специфики использования эластичных аморфных панелей

Те, кто думает начинать применение эластичных солнечных панелей как источник электрической энергии для собственного дома, обязаны знать специфики их эксплуатации. В первую очередь клиентов беспокоит вопрос, а что сделать в зимний период, когда световой день короткий и электричества не хватит на функционирование всех приборов?

Да, в условиях плохой погоды и короткого светового дня продуктивность панелей уменьшается. Отлично, когда существует замена в виде возможности переключения на централизованное электрическое снабжение. Если ее нет, необходимо обзаводиться аккумуляторами и заряжать их в те дни, когда погода благосклонная. Любопытная характерность фотоэлектрических панелей состоит в том, что при нагреве фотоэлемента его результативность значительно уменьшается.

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

В зной летом панели раскаляются, но работают хуже. В зимний период, в солнечный день фотоэлементы способны воспринимать приличное количество света и преобразовывать его в энергию

Количество ясных дней в году зависит от региона. Конечно, на юге применять эластичные батареи целесообразнее, потому как солнце там светит длительнее и чаще. Так как на протяжении дня Земля меняет собственное положение относительно Солнечного света, панели лучше располагать универсально – другими словами с юга под угол около 35-40 градусов. Подобное положение будет насущным как в утренние и вечерние часы, так и в 12 часов дня.

Как поместить фотоэлектрические панели на крышу

Если вы пришли к выводу, что эластичные фотоэлектрические панели на основе аморфного кремния – это то, что вам необходимо для оснащения электротоком частного строения, нужно приступить к планированию работ. Выберите подобающее оборудование и прикиньте ориентировочное кол-во панелей. Потом познакомьтесь с правилами процесса установки и будущего обслуживания солнечных компонентов.

Но не забывайте, что применение классических кремниевых поли- и монокристаллических заменителей пока намного продуктивнее.

Сколько необходимо панелей вашему дому

Любые работы начинаются с проекта. Для проектирования необходимо сделать нужные расчёты, а конкретно:

  • суточное электропотребление;
  • общую достаточную мощность фотоэлементов;
  • емкость аккумуляторов;
  • кол-во панелей.

Очень простое – сосчитать электропотребление. Для этого необходимо принимать во внимание полностью все подряд электрические приборы, которые вы применяете или в теории можете применить. Обычный пример:

  • холодильник – 200 Вт;
  • компьютер — 300 Вт;
  • телевизор – 150 Вт;
  • лампочки экономные – 5 штук по 20 Вт.

Мощность каждого прибора в первую очередь указывается в его документации или на корпусе. После сложения всех данных приобретаем 750 Вт. Исходя из данного значения выбирается преобразователь напряжения – прибор, преобразующий постоянный ток в переменный с необходимой частотой. В первую очередь сделайте не очень большой запас и подберите преобразователь напряжения на 0,5 кВт мощнее расчётного значения. Другими словами для суммарной мощности 0,75 кВт подойдёт прибор не слабее 1,25 кВт

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

Для правильного подсоединения фотоэлектрические панели объединяют с аккумуляторами через контроллер. Не перепутайте контакты — плюс к плюсы, минус к минусу. От аккумулятора ток идет к преобразователю напряжения, а потом — к электрическим приборам

После следует выбрать батареи аккумулятора. Емкость аккумулятора (к примеру, 200 А•ч) демонстрирует, ток какой силы будет выдаваться при заданном напряжении на протяжении часа. Сосчитать необходимую емкость можно, разделив общую мощность потребителей на анодное напряжение фотоэлектрической панели. В нашем примере применяем 12-ти вольтовые аккумуляторы. 750 /12 = 62,5 А•ч.

Однако такая формула не очень верна, потому как большое количество батарей нельзя разряжать до 0. Есть определенное ограничение, к примеру 40%. Если уровень заряда опускается ниже, это значительно проявляется на времени службы и качестве работы аккумулятора. Данный показатель тоже необходимо добавить в формулу:

750 Вт/(12Вх0,4)=156,25 А•ч.

Дабы достичь такой емкости, можно соединить в систему группу из 2 батарей по 100 А•ч каждая.

Кол-во панелей рассчитывается исходя из мощности модели которую подобрали и региона, в котором они будут установлены. Значение региона тяжело переоценить. В совершенстве необходимо определить значения дневного уровня радиации солнца для вашей територии. Для достоверности берется небольшое значение за год, примерно – в последних числах Декабря.

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

Схематически уровень инсоляции в самых разнообразных регионах можно изобразить так. Числовые значения можно отыскать в специальных справочниках или на просторах интернета

Помножив данный показатель на кол-во календарных дней месяца, приобретаем кол-во киловатт, которое приходится на 1 м2 пластичной фотоэлектрической панели за декабрь. Например, в столице это 0,33х31=10,23 кВт/м2, а для Сочи – 1,25х31=38,75 кВт/м2. Данный показатель зовется количеством пикочасов.

Потом из условных самых больших 0,75 кВт, потребляемых всеми устройствами одновременно, высчитываем среднемесячное употребление – около 25 кВт. За месяц наши эластичные батареи должны выработать не меньше 25 000 Вт, а лучше выполнить не очень большой запас и округлить до 30 кВт. Поэтому, на 1 пикочас в столице должно удаваться 30/10,23 = 2,93 кВт. Если подобранные панели владеют мощностью 150 Вт, то сосчитать их кол-во легко: 2,93/0,15= 20 штук.

После подобных несложных расчетов вы сумеете выбрать подходящий преобразователь напряжения, контроллер, аккумулятор и сами эластичные солнечные батареи в необходимом количестве.

Монтажные правила — насколько это тяжело

Установка эластичных солнечных компонентов может быть осуществлена вами собственными силами. Для этого необходимо определиться, где собственно вы разместите собственные панели:

  • на крыше строения;
  • на фасаде дома;
  • на отдельно стоящей конструкции;
  • комбинированная схема.

Наиболее распространенный вариант – на крыше. Если форма или кровельная форма не дает возможность этого сделать, лучше соорудить добавочный каркас, на котором расположить батареи. Это более расходно, однако, если крыша затенена или труднодоступна, данный вариант становится здравым.

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

Размещение на фасаде применяют тогда, когда места на крыше не хватает. Панели способны стать частью концепции дизайнера и играть роль оформления дома

Эластичные солнечные фотоэлектрические детали снизу имеют липкий смолянистый слой. Достаточно снять пленку для защиты и наклеить панель в подобранном месте. Конечно, перед монтажными работами поверхность необходимо почистить и промыть.

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

Никакого специального инструмента для установки не надо. Основное, побеспокоится о собственной безопасности в ходе работы на крыше. Также принципиально важно исполнять схему включения оборудования и не нарушать очередность

С одной стороны модуль фотоэлектрической панели имеет 2 выведенных кабеля. Каждая панель размещается таким образом, чтобы эти провода можно было в последствии соединить одной шиной для последовательного подсоединения.

Уход за системой после того как произошла установка

После того как произошла установка эластичных солнечных компонентов за ними придется каждый раз заботиться и смотреть, иначе их результативность может резко снизиться. Основное – содержать панели в чистоте. Пыль, грязь, помет птиц – все такие факторы уменьшают продуктивность системы, потому как ограничивают поглощение солнца фотоэлементами.

Фотоэлектрические панели необходимо вытирать по мере загрязнения. Собственно поэтому разместить их в местах куда сложно добраться на трудной кровле не советуют. Если ваша система не может обслуживаться вами собственными силами, всегда найдутся исполнителя с соответствующей техникой и оборудованием. Конечно, это будет обойдется намного дороже.

гибкий, батарея, подключение, гибких солнечных, солнечных батарей

Мыть фотоэлектрические панели на основе аморфного кремния, как и жёсткие аналоги, можно обыкновенной мокрой ветошью или тряпочкой из микрофибры. Панель воды не боится (все же это оборудование ставится на улице), если мыть их постоянно, они будут служить очень долго

Еще одна проблема, важная для наших регионов – снег. В зимнее время батареи засыпаются снегом и перестают работать. Осадки необходимо регулярно счищать, но не очень грубо, иначе можно повредить само оборудование.

Нужное видео по теме

Видеоролики и обзоры, в которых рассматриваются эластичные панели распространенных изготовителей, помогут не ошибиться с выбором. Вы увидите, как будет смотреться ваш дом после монтажных работ оборудования, профессионалы помогут выбрать необходимое кол-во батарей и рассмотрят правила установки.

Как устроены эластичные фотоэлектрические панели и из чего их делают:

Ставить эластичную батарею можно и в квартире на фасаде высотки, почему бы и нет:

Еще немножко о производстве и преимуществах эластичных компонентов:

Фотоэлектрические панели позволяют стать энергонезависимым, не мониторить расценки на бензин и услуги ЖКХ. Если инвестировать конкретную сумму 1 раз, вы сумеете неограниченно употреблять энергию для пользования бытовыми электрическими приборами и подзарядки аккумулятора электромобиля. Очень много людей переходят на альтернативную энергию, так как за ней – грядущее.

Оставить комментарий

Яндекс.Метрика