Sončna energija je eden najbolj obetavnih in hitro razvijajočih se alternativnih virov električne energije. To je neomejen vir, ki ga je mogoče uporabiti kjer koli na svetu, ne da bi pri tem onesnažil okolje. Strinjam se, lepo bi bilo imeti svoj alternativni vir električne energije.
Izkazalo se je, da zdaj sončno energijo lahko doma pretvorimo v električno energijo. Namesto razsutih in krhkih okvirskih plošč se zdaj vse pogosteje uporabljajo fleksibilne sončne plošče. Toda kako to uresničiti?
Pomagali si bomo obravnavati napravo fleksibilnih sončnih panelov in načelo njihovega dela. Uporabna priporočila za izbiro in namestitev konstrukcij so predstavljena v našem članku. Za lažje zaznavanje informacij članek vsebuje tematske fotografije in video posnetke.
Kaj so sončni paneli?
Če želite razumeti, ali so prilagodljive plošče primerne za proizvodnjo električne energije, morate razumeti teorijo.
Kaj je sončna baterija, kako se struktura prilagodljivih modelov razlikuje od ostalih? Prav tako je zelo pomembno ugotoviti prednosti in slabosti te posebne vrste sončnih celic še pred nakupom.
Struktura in načela delovanja fleksibilnih plošč
Načelo delovanja sončne baterije temelji na takem konceptu, kot je fotovoltaika. Svetlobo, kot veste, lahko razumemo kot val in kot tok delcev - fotonov. Sposobnost pretvorbe energije fotona v električno energijo je fotovoltaika.
Prvi prototipi sodobnih sončnih celic so bili izumljeni že v 50. letih. Od takrat so se bistveno spremenili tako zunaj kot po načelu dela. Fotoelektrični učinek omogoča uporaba polprevodnikov
Polprevodnik je material, ki ima posebno atomsko strukturo. Polprevodnik n tipa ima dodatne elektrone, v polprevodniških atomih pa jih primanjkuje. Za sestavljanje fotocelice sta združeni 2 vrste materiala, ki tvorita dvoslojno strukturo.
Galerija slik
Fotografija s
Razvoj in izvedba fleksibilnih sončnih panelov je znatno razširila obseg in možnosti namestitve uporabnih gospodinjskih aparatov
Nalaganje silicijevih kristalov s fotoelektričnimi lastnostmi na prožni podlagi je odpravilo glavno pomanjkljivost sončnih celic - krhkost
Fotoelektrični sloj se razprši na tanke kovinske plošče, trakove in polimerni film. Glede na togost osnove se lahko baterija upogne pod kotom od 30 ° do 180 °, zloži v zvitek
Prilagodljiva sončna plošča se lahko upogne tako, da zbere največjo možno količino sončne svetlobe
Prilagodljiva sončna plošča na paviljon poletnega bazena iz polikarbonata bo omogočila najbolj racionalen način za vzdrževanje prijetne temperature za kopanje v umetnem rezervoarju
Lokacija prožne sončne plošče na strehi šotora, avtodom, sončna tenda odpravlja potrebo po iskanju kraja za namestitev banke med počitnicami v državi
Uporaba prožnih solarnih panelov je prednostna naloga, če naj bi mini elektrarne postavili nenavadno zasnovo. Ideja arhitekta ne bo trpela
Prilagodljive sončne panele je priporočljivo namestiti na strehe, katerih nosilnost prvotno ni bila zasnovana za vgradnjo dodatnih konstrukcij
Montaža akumulatorja na žaluzije
Fleksibilen polnilnik s prilagodljivo fotocelico
Sončni polmer upogiba
Oblikovanje najučinkovitejše površine
Polikarbonatna sončna nalepka
Učinkovita uporaba prostega prostora
Razumen odnos do arhitekturnih oblik
Pomembna prednost je lahkotnost sistema.
Ločene fotocelice so združene v plošči. Plošče so lahko toge, v močnem kovinskem okvirju. Zdaj obstaja težnja po lažji zasnovi foto panojev. Prožne in lahke sončne celice pridobivajo na priljubljenosti.
Načelo delovanja sončne baterije je mogoče opisati na naslednji način:
- Sončna svetloba zadene površino fotocelice s strani n-plasti.
- Fotoni trčijo z atomi polprevodnika, "iztrebljajo" dodatne elektrone.
- Prosti elektroni se premikajo proti p-plasti in padejo v atome s pomanjkanjem delcev.
- Kot rezultat, zgornja plast deluje kot koda, spodnja plast pa kot anoda.
- Proizvaja enosmerni tok, ki zlahka napolni baterijo.
Kot polprevodniki se uporabljajo silicij, selen in številni drugi, dražji materiali.
Neposredni tok, prejet s sončne plošče, se mora pretvoriti v izmenični tok, saj večina električnih naprav deluje na njem
Za fleksibilne filmske sončne panele se uporablja tudi polimerno brizganje z aluminijastimi vodniki. Ta struktura naredi plošče presenetljivo tanke in lahke.
Ta tehnologija se šele začenja razvijati, a dejstvo, da ima velike možnosti, je nedvomno. Vendar bomo pogledali prožne plošče v širšem pomenu te definicije.
Več o principih delovanja sončnih panelov si lahko preberete s klikom na povezavo.
Prednosti fleksibilnih sončnih celic
Prednosti fleksibilnih sončnih plošč naredijo ta način proizvodnje električne energije med najobetavnejšimi:
- utež;
- velikost;
- elastičnost;
- izvedba;
- univerzalnost;
- donosnost;
- prijaznost do okolja;
- enostavnost delovanja.
Geometrijski in fizikalni parametri plošč, kot sta velikost in teža, sta zelo pomembni, saj bo potrebno veliko število plošč za oskrbo z električno energijo celotni stanovanjski zgradbi, pri uporabi težkih modelov bo morda treba okrepiti zgradbo stavbe, kar bo znatno povečalo stroške namestitve.
Lahki in kompaktni fleksibilni elementi ne morejo bistveno vplivati na porazdelitev obremenitve na zgradbi. Ne predstavljajo nobene nevarnosti za streho.
Delovanje silikonskih baterij je precej visoko. V tem primeru je težko oceniti učinkovitost, polprevodniške plošče lahko v povprečju pretvorijo svetlobo v elektriko za 20%.
To pomeni, če je moč sončnega sevanja 200 vatov, se bo ustvarilo približno 40 vatov električne energije.
Prožne amorfne sončne plošče so veliko bolj tolerantne v oblačnem vremenu kot običajne trdne zasnove na osnovi silicija.
Za primerjavo, običajna sončna baterija v oblačnem vremenu lahko deluje le pri 10% svoje zmogljivosti, prožna plošča pa ustvari približno 50% nominalnih vrednosti.
Prilagodljivost sončne baterije vam omogoča, da jo opremite z neravnimi strehami, strešnimi strehami in složenimi prevlekami. Poleg tega so precej vsestranski, primerni za namestitev na streho ali fasado stavbe
Sončna svetloba je brezplačen in neomejen vir. To je njegova nedvomna prednost, ki izraža brezpogojno učinkovitost sončnih panelov.
Poleg tega je ta način pridobivanja energije popolnoma okolju prijazen, ne vpliva na okolje in ne škoduje. Poleg tega človeštvo z opuščanjem priljubljene alternative sončni energiji - termoelektrarn zmanjšuje raven onesnaženosti zraka.
Slabosti fleksibilnih sončnih panelov
Dovolj je tudi pomanjkljivosti fleksibilnih sončnih panelov. Prvič, ta tehnologija se šele razvija in še ni dosegla vrh svojih zmogljivosti. Fleksibilne amorfne baterije so slabše v primerjavi s trdnimi poli- ali enokristalnimi.
Struktura in načelo delovanja fleksibilnih plošč je precej zapleteno, vendar jih lahko uporablja vsakdo. Dovolj je, da pravilno namestite in priključite opremo
Drugič, tanka folija in minimalna prevlečna plast relativno hitro odpoveta. Garancijsko obdobje delovanja takšnih plošč je približno 3 leta.
Po tem se fotocelice začnejo postopoma razgrajevati in zahtevajo zamenjavo.
Spodbudno je, da se ta industrija hitro razvija, in že se pojavljajo trajnejši in močni primerki prožnih sončnih plošč, ki temeljijo na amorfnem siliciju.
Druge pomanjkljivosti so značilne za vse vrste sončnih panelov:
- trajanje povračila;
- visoka cena;
- veliko število drage opreme, poleg samih baterij;
- odvisno od vremena.
Prilagodljiva plošča z močjo približno 150 vatov stane približno 40 tisoč rubljev. ali več, odvisno od proizvajalca. 20 baterij, komplet baterij in dodatna oprema bodo stali okrogle vsote. Glede na stroške 1 kWh električne energije boste morali sistem povrniti več kot eno leto.
Kje in kako se uporablja sončna energija?
Prožne plošče se uporabljajo na različnih področjih. Preden sestavite projekt oskrbe z energijo na domu s pomočjo teh sončnih panelov, ugotovite, kje se uporabljajo in katere so značilnosti njihove uporabe v našem podnebju.
Obseg sončnih panelov
Uporaba prilagodljivih sončnih panelov je zelo široka. Uspešno se uporabljajo v elektroniki, elektrifikaciji stavb, avtomobilski in letalski konstrukciji ter vesoljskih objektih.
V gradbeništvu se takšne plošče uporabljajo za oskrbo z električno energijo stanovanjskih in industrijskih stavb.
Sončna energija je lahko edini vir električne energije in lahko podvaja tradicionalni sistem oskrbe z električno energijo, tako da v primeru, ko v določenem obdobju premajhna učinkovitost hiše ne ostane brez elektrike
Fleksibilni prenosni polnilci na sončne celice so na voljo vsem in se prodajajo povsod. Velike prilagodljive turistične plošče za proizvodnjo električne energije v katerem koli koncu sveta so med potniki zelo priljubljene.
Zelo nenavadna, a praktična ideja je uporaba cestnega dna kot podlage za prilagodljive baterije. Posebni elementi so zaščiteni pred udarci in se ne bojijo velikih obremenitev.
Prožne baterije so dobre tudi zato, ker jih je mogoče uporabiti v skoraj vseh situacijah. Z lahkoto jih je mogoče postaviti na streho avtomobila ali na trup
Ta ideja je že uresničena. "Sončna" cesta zagotavlja energijo okoliškim vasicam, hkrati pa ne zavzame niti enega dodatnega metra zemlje.
Značilnosti uporabe fleksibilnih amorfnih plošč
Tisti, ki nameravajo uporabljati prožne sončne panele kot vir električne energije za svoj dom, bi morali poznati lastnosti svojega delovanja.
Galerija slik
Fotografija s
Energijsko učinkovit vložek nahrbtnika
Prenosni polnilec
Učinkovito polnjenje v koči
Prisotnost vgrajene baterije
Sončne plošče s prilagodljivo kovinsko podlago se uporabljajo, kadar se povečujejo zahteve glede trajnosti mini elektrarn:
Galerija slik
Fotografija s
Krov morske ali rečne ladje
Tenda na rečni čoln
Rahel polmer upogiba
Namestitev na kovinsko telo
Najprej uporabnike skrbi vprašanje: kaj storiti pozimi, ko je dnevna ura kratka in ni dovolj električne energije za delovanje vseh naprav?
Da, ob oblačnem vremenu in kratkih dnevnih urah se zmogljivost plošče zmanjša. Dobro je, če obstaja alternativa v obliki možnosti prehoda na centralizirano napajanje. Če ni, morate založiti baterije in jih napolniti v tistih dneh, ko je vreme naklonjeno.
Zanimiva značilnost sončnih celic je, da se pri segrevanju fotocelice njegova učinkovitost znatno zmanjša.
V poletni vročini se plošče segrejejo, vendar delujejo slabše. Pozimi, na sončen dan, sončne celice lahko zajamejo več svetlobe in jo pretvorijo v energijo
Število jasnih dni na leto se razlikuje glede na regijo. Seveda je na jugu bolj racionalno uporabljati prilagodljive baterije, saj tam sonce dlje in pogosteje sije.
Ker Zemlja podnevi spreminja svoj položaj glede na Sonce, je bolje plošče razporediti univerzalno - torej z južne strani pod kotom približno 35-40 stopinj. Ta položaj bo pomemben tako v dopoldanskih kot večernih urah in opoldne.
Navodila za namestitev sončnih plošč na strehi
Če se odločite, da so prilagodljivi sončni paneli, ki temeljijo na amorfnem siliciju, tisto, kar morate zagotoviti zasebnemu domu, začnite načrtovati dela.
Izberite pravo opremo in ocenite približno število plošč. Nato preberite pravila za namestitev in kasnejše vzdrževanje sončnih celic.
Ne pozabite pa, da je uporaba tradicionalnih silicijevih poli- in monokristalnih analogov doslej veliko bolj produktivna.
Korak 1. Izračun števila plošč
Vsako delo se začne s projektom. Za načrtovanje morate narediti potrebne izračune, in sicer:
- dnevna poraba električne energije;
- skupna potrebna moč fotocelic;
- zmogljivost baterije;
- število plošč.
Najenostavneje je izračunati porabo električne energije. Če želite to narediti, upoštevajte absolutno vse električne naprave, ki jih uporabljate ali teoretično lahko uporabljate.
Preprost primer:
- hladilnik - 200 W;
- računalnik - 300 W;
- TV - 150 W;
- varčne žarnice - 5 kosov po 20 vatov.
Moč vsake naprave mora biti navedena v njeni dokumentaciji ali na ohišju. Po dodajanju vseh podatkov dobimo 750 vatov. Na podlagi te vrednosti je izbran pretvornik - naprava, ki pretvarja enosmerni tok v izmenični tok z želeno frekvenco.
Bodite prepričani, da naredite majhen rob in izberite pretvornik, ki je 0,5 kW močnejši od izračunane vrednosti. To pomeni, da je za skupno moč 0,75 kW primerna naprava, ki ni manjša od 1,25 kW
Za pravilno povezavo so solarni paneli preko krmilnika priključeni na baterije. Ne mešajte stikov - plus v pluse, minus na minus. Iz baterije se tok usmeri v razsmernik, nato pa v električne naprave
Nato morate pobrati baterije. Zmogljivost baterije (na primer, 200 A kaže h) kaže, kakšen tok bo pri določeni napetosti eno uro.
Potrebno zmogljivost lahko izračunate tako, da celotno moč potrošnikov delite z izhodno napetostjo sončne baterije. V našem primeru uporabljamo 12-voltne baterije. 750/12 = 62,5 A ∙ h.
Vendar ta formula ni povsem resnična, saj večine baterij ni mogoče izprazniti na 0. Obstaja določena omejitev, na primer 40%. Če se raven napolnjenosti spusti pod to, bo to znatno vplivalo na življenjsko dobo in kakovost baterije.
Temu kazalcu je treba dodati tudi formulo:
750 W / (12V × 0,4) = 156,25 A ∙ h.
Če želite doseči takšno zmogljivost, lahko v sistem združite skupino dveh baterij po 100 Ah.
Število plošč se izračuna na podlagi moči izbranega modela in regije, v kateri bodo nameščeni. Pomembnost regije je težko preceniti. V idealnem primeru morate poiskati vrednosti dnevne ravni sončnega sevanja za vaše območje. Za zanesljivost se upošteva najmanjša vrednost za leto, okvirno - konec decembra.
Shematično je mogoče stopnjo insolacije v različnih regijah prikazati na naslednji način. Številčne vrednosti najdemo v specializiranih imenikih ali na internetu
Če ta kazalnik pomnožimo s številom koledarskih dni v mesecu, dobimo število kilovatov na 1 m2 prožne sončne baterije v decembru. Na primer, v Moskvi je to 0,33x31 = 10,23 kW / m2, za Soči pa 1,25x31 = 38,75 kW / m2.Ta indikator se imenuje število ur.
Nato iz pogojno največje 0,75 kW, ki jo porabijo vse naprave hkrati, izračunamo povprečno mesečno porabo - približno 25 kW. V mesecu dni morajo naše prilagodljive baterije ustvariti vsaj 25.000 vatov, zato je bolje, da naredite majhno zalogo in zaokrožite do 30 kW.
Zato bi morala biti za eno uro v Moskvi 30 / 10,23 = 2,93 kW. Če imajo izbrane plošče moč 150 W, potem ni težko izračunati njihovega števila: 2,93 / 0,15 = 20 kosov.
Po tako preprostih izračunih lahko sami izberete primeren pretvornik, krmilnik, baterijo in prožne fotovoltaične plošče v pravi količini.
2. korak. Pravila za namestitev
Namestitev prožnih sončnih celic lahko izvedete sami.
Če želite to narediti, se je vredno odločiti, kam natančno boste postavili plošče:
- na strehi stavbe;
- na fasadi hiše;
- na ločeni strukturi;
- kombinirano vezje.
Najbolj priljubljena možnost je na strehi. Če oblika ali konfiguracija strehe tega ne omogočata, je bolje sestaviti dodaten okvir, na katerega bi postavili baterije. To je dražje, če pa je streha zasenčena ali težko dostopna, postane ta možnost racionalna.
Lokacija na fasadi se uporablja, kadar na strehi ni dovolj prostora. Plošče lahko postanejo del oblikovalske ideje in igrajo vlogo dekoracije doma
Prožne sončne fotovoltaične celice na spodnji strani imajo lepljivo smolnato plast.
Dovolj je, da odstranite zaščitno folijo in nalepite ploščo na izbrano mesto. Seveda je pred montažo potrebno površino očistiti in oprati.
Nobeno specializirano orodje za namestitev ni potrebno. Glavna stvar je skrbeti za svojo varnost med delom na strehi. Prav tako je zelo pomembno upoštevati shemo ožičenja opreme in ne prekinjati zaporedja
Na eni strani ima solarni modul 2 vodila. Vsaka plošča je nameščena tako, da se lahko te žice naknadno kombinirajo z enimi vodili za serijsko povezavo.
Priporočamo tudi branje našega drugega gradiva, ki podrobno opisuje namestitvene sheme in načine priključitve sončnih panelov. Več si preberite tukaj.
3. korak. Nega sistema po namestitvi
Po namestitvi fleksibilnih sončnih celic jih bo treba nenehno skrbeti in nadzorovati, sicer lahko njihova učinkovitost močno pade. Glavna stvar je ohraniti plošče čiste. Prah, umazanija, ptičji iztrebki - vsi ti dejavniki zmanjšujejo delovanje sistema, saj omejujejo absorpcijo sončne svetlobe s pomočjo fotocelic.
Sončne plošče je treba obrisati, ko se umazajo. Zato jih ni priporočljivo postavljati na težko dostopna mesta na zapleteni strehi.
Če vašega sistema ne morete sami servisirati, lahko vedno najdete izvajalca z ustreznimi stroji in opremo. Seveda bo dražje.
Sončne plošče na osnovi amorfnih silicij, kot trdi analogi, lahko operete z navadno mokro gobo ali krpo iz mikrovlaken. Plošča se ne boji vode (navsezadnje je ta oprema nameščena na prostem), če jih redno perete, bo trajala dlje
Druga težava, ki je pomembna za naše regije, je sneg. Pozimi baterije zaspijo v snegu in prenehajo delovati. Padavine je treba nenehno čistiti, vendar ne preveč grobe, sicer se lahko poškoduje sama oprema.
Videoposnetki in pregledi, ki si ogledujejo prožne plošče priljubljenih proizvajalcev, vam bodo pomagali pravilno izbrati. Boste lahko videli, kako bo videti vaša hiša po namestitvi opreme, strokovnjaki vam bodo pomagali izbrati pravo število baterij in upoštevati pravila namestitve.
Kako so razporejene fleksibilne sončne plošče in iz česa so izdelane:
Fleksibilno baterijo lahko namestite v stanovanje na fasadi stolpnice, zakaj pa ne:
Še malo o izdelavi in prednostih fleksibilnih elementov:
Sončni paneli omogočajo, da postanejo nestanovitni, ne da bi spremljali cene plina in komunalnih storitev. Če enkrat vložite določeno količino, lahko neomejeno porabite energijo za uporabo gospodinjskih električnih aparatov, ogrevanje doma in napolnitev baterije električnega vozila. Vse več ljudi prehaja na alternativno energijo, saj za njo stoji prihodnost.
Če imate potrebno znanje ali izkušnje o temi našega članka, jih prosimo delite z našimi bralci. Ali pa ste morda morali sami namestiti sončne panele? Povejte nam, kako ste to storili. Komentarje lahko dopolnite s fotografijami.