Päikeseenergia on üks paljutõotavamaid ja kiiresti arenevaid alternatiivseid elektrienergiaallikaid. See on piiramatu ressurss, mida saab kasutada kõikjal maailmas keskkonda saastamata. Nõus, oleks tore, kui teil oleks oma alternatiivne elektrienergia allikas.
Selgub, et nüüd saab päikeseenergia kodus otse elektrienergiaks muundada. Mahukate ja habraste raamipaneelide asemel kasutatakse nüüd üha enam paindlikke päikesepaneele. Aga kuidas seda ellu viia?
Aitame käsitleda painduvate päikesepaneelide seadet ja nende töö põhimõtet. Kasulikud soovitused konstruktsioonide valimiseks ja paigaldamiseks on esitatud meie artiklis. Ja teabe hõlpsamaks tajumiseks sisaldab artikkel temaatilisi fotosid ja videoid.
Mis on päikesepaneelid?
Selleks, et mõista, kas elastsed paneelid sobivad elektrienergia tootmiseks, peate mõistma teooriat.
Mis on päikesepatarei, mille poolest erineb painduvate mudelite ülejäänutest ülesehitus? Ja väga oluline on ka enne selle ostmist teada saada seda tüüpi päikesepatareide eelised ja puudused.
Paindlike paneelide struktuur ja tööpõhimõtted
Päikesepatarei tööpõhimõte põhineb sellisel kontseptsioonil nagu fotogalvaanika. Valgust, nagu teate, võib pidada nii laineks kui ka osakeste vooguks - footoniteks. Fotogalvaaniline võime muundada footonienergiat elektrienergiaks.
Kaasaegsete päikesepatareide esimesed prototüübid leiutati 50ndatel. Pärast seda on nad oluliselt muutunud nii väliselt kui ka töö põhimõttel. Fotoelektriline efekt on võimalik tänu pooljuhtide kasutamisele
Pooljuht on materjal, millel on eriline aatomistruktuur. N-tüüpi pooljuhil on lisaelektrone ja p-tüüpi pooljuhtidel neid pole. Fotoelemendi kokkupanemiseks ühendatakse 2 tüüpi materjalid, moodustades kahekihilise struktuuri.
Pildigalerii
Foto:
Paindlike päikesepaneelide väljatöötamine ja juurutamine on märkimisväärselt laiendanud kasulike kodumasinate ulatust ja paigaldusvõimalusi
Fotoelektriliste omadustega räni kristallide sadestumine elastsele alusele kõrvaldas päikesepatareide peamise puuduse - hapruse
Fotoelektriline kiht pihustatakse õhukestele metallplaatidele, ribadele ja polümeerkilele. Sõltuvalt aluse jäikusest võib aku painduda 30º kuni 180º nurga all, rulli keerata
Paindlikku päikesepaneeli saab painutada nii, et see kogub võimalikult palju päikesevalgust
Painduva päikesepaneeli kleepimine polükarbonaadist valmistatud suvebasseini paviljoni võimaldab kõige mõistlikumal viisil säilitada mõnusat suplemistemperatuuri kunstlikus veehoidlas.
Painduva päikesepaneeli asukoht telgi, matkaauto või päikesevarikatuse katusel välistab vajaduse puhkuse ajal otsida panka paigutamise koht
Paindlike päikesepaneelide kasutamine on prioriteet, kui minielektrijaam peaks olema paigaldatud ebahariliku kujuga kujundusele. Arhitekti idee ei kannata
Katustele on soovitatav paigaldada elastsed päikesepaneelid, mille kandevõime ei olnud algselt ette nähtud täiendavate konstruktsioonide paigaldamiseks
Aku paigaldamine lamellkardinatele
Paindlik laadija koos elastse fotoelemendiga
Solar Bend raadius
Kõige efektiivsema pinna moodustamine
Polükarbonaadist päikesekleebis
Vaba ruumi tõhus kasutamine
Mõistlik suhtumine arhitektuurivormidesse
Oluline eelis on süsteemi kergus.
Eraldi fotoelemendid ühendatakse paneelis. Paneelid võivad olla jäigad, tugevas metallraamis. Nüüd on tendents hõlbustada fotopaneelide kujundamist. Painduvad ja kerged päikesepatareid koguvad populaarsust.
Päikesepatarei tööpõhimõtet saab kirjeldada järgmiselt:
- Päikesevalgus tabab fotoelemendi pinda n-kihi küljest.
- Footonid põrkuvad pooljuhtide aatomitega kokku, "koputades välja" lisaelektrone.
- Vabad elektronid liiguvad p-kihi poole ja langevad osakeste puudumisega aatomiteks.
- Selle tulemusel toimib ülemine kiht katoodina ja alumine kiht anoodina.
- See tekitab alalisvoolu, mis võimaldab akut hõlpsalt laadida.
Pooljuhtidena kasutatakse räni, seleeni ja palju kallimaid materjale.
Päikesepaneelilt saadav alalisvool tuleb muuta vahelduvaks, kuna enamik elektriseadmeid töötab sellel
Paindlike kilega päikesepaneelide jaoks kasutatakse ka alumiiniumjuhtmetega pihustatud polümeere. See struktuur muudab paneelid üllatavalt õhukeseks ja kergeks.
See tehnoloogia alles hakkab arenema, kuid tõsiasi, et sellel on suured väljavaated, on väljaspool kahtlust. Kuid vaatame paindlikke paneele selle määratluse laiemas tähenduses.
Päikesepaneelide tööpõhimõtete kohta saate rohkem lugeda, klõpsates linki.
Paindlike päikesepatareide eelised
Paindlike päikesepaneelide eelised muudavad selle elektritootmise meetodi üheks paljulubavamaks:
- kaal;
- suurus;
- elastsus;
- etendus;
- universaalsus;
- kasumlikkus;
- keskkonnasõbralikkus;
- töö lihtsus.
Paneelide geomeetrilised ja füüsikalised parameetrid, näiteks suurus ja kaal, omavad suurt tähtsust, kuna kogu elamu elektrienergia saamiseks kulub palju paneele, raskete mudelite kasutamisel võib osutuda vajalikuks hoone konstruktsiooni tugevdada, mis suurendab märkimisväärselt paigalduskulusid.
Kerged ja kompaktsed elastsed elemendid ei saa hoone raami koormuse jaotust märkimisväärselt mõjutada. Need ei kujuta katusele mingit ohtu.
Ränipatareide jõudlus on üsna kõrge. Efektiivsust on sel juhul keeruline hinnata, pooljuhtpaneelid on võimelised teisendama valguse elektriks keskmiselt 20%.
See tähendab, et kui päikesekiirguse võimsus on 200 vatti, siis toodetakse umbes 40 vatti elektrit.
Paindlikud amorfsed päikesepaneelid on häguse ilma suhtes palju tolerantsemad kui tavalised jäigad ränipõhised konstruktsioonid.
Võrdluseks - tavaline päikesepatarei suudab pilves ilmaga töötada vaid 10% oma võimsusest, samas kui paindlik paneel annab umbes 50% nimiväärtustest.
Päikesepatarei paindlikkus võimaldab teil selle varustada ebaühtlaste katuste, plaatkatuste ja keeruka kujuga kattega. Samal ajal on need üsna mitmekülgsed, sobivad paigaldamiseks hoone katusele või fassaadile
Päikesevalgus on tasuta ja piiramatu ressurss. See on tema vaieldamatu eelis, mis väljendab päikesepaneelide tingimusteta tõhusust.
Lisaks on see energiatootmise meetod täiesti keskkonnasõbralik, ei mõjuta keskkonna seisundit ega kahjusta seda. Pealegi, kui loobuda päikeseenergia populaarsest alternatiivist - soojuselektrijaamadest, vähendab inimkond õhusaaste taset.
Paindlike päikesepaneelide puudused
Piisab ka painduvate päikesepaneelide puudustest. Esiteks, see tehnoloogia alles areneb ja pole veel oma võimete tippu jõudnud. Elastsed amorfsed patareid on madalama jõudlusega kui jäigad polü- või monokristallid.
Paindlike paneelide struktuur ja tööpõhimõte on üsna keeruline, kuid neid saavad kasutada kõik. Seadmete korrektseks paigaldamiseks ja ühendamiseks piisab
Teiseks ebaõnnestub õhuke kile ja minimaalne kattekiht suhteliselt kiiresti. Selliste paneelide garantiiaeg on umbes 3 aastat.
Pärast seda hakkavad fotoelemendid järk-järgult lagunema ja vajavad asendamist.
On julgustav, et see tööstusharu areneb kiiresti ning vastupidavamaid ja võimsamaid amorfse räni baasil valmistatud päikesepaneelide näiteid on juba ilmumas.
Muud puudused on omane igat tüüpi päikesepaneelidele:
- tasuvusaeg;
- kõrge hind;
- suur hulk kalleid seadmeid, lisaks patareidele endale;
- ilmast sõltuv.
Paindlik paneel võimsusega umbes 150 vatti maksab umbes 40 tuhat rubla. või rohkem, sõltuvalt tootjast. 20 akut, patareide komplekt ja lisaseadmed maksavad ümardatud summa. Arvestades 1 kWh elektrienergia maksumust, peate süsteemi taastama rohkem kui ühe aasta jooksul.
Kus ja kuidas päikeseenergiat kasutatakse?
Paindlikke paneele kasutatakse erinevates valdkondades. Enne nende päikesepaneelide abil kodus energiavarustuse projekti koostamist uurige välja, kus neid kasutatakse ja millised on nende kasutamise omadused meie kliimas.
Päikesepaneelide ulatus
Paindlike päikesepaneelide kasutamine on väga lai. Neid kasutatakse edukalt elektroonikas, hoonete elektrifitseerimisel, auto- ja õhusõidukite ehituses ning kosmoseobjektides.
Ehituses kasutatakse selliseid paneele elektri varustamiseks elamutele ja tööstushoonetele.
Päikeseenergia võib olla ainus elektrienergia allikas ja see võib dubleerida traditsioonilist toitesüsteemi, nii et ebapiisava kasuteguri korral ei jää maja teatud aja jooksul energiata
Paindlikud kaasaskantavad päikesepatareide laadijad on kõigile kättesaadavad ja neid müüakse kõikjal. Suured paindlikud turismipaneelid elektrienergia tootmiseks ükskõik millises maailmanurgas on reisijate seas väga populaarsed.
Väga ebatavaline, kuid praktiline idee on kasutada painduvate akude alusena teepeenart. Spetsiaalelemendid on kaitstud põrutuse eest ega karda suuri koormusi.
Paindlikud akud on head ka seetõttu, et neid saab kasutada peaaegu igas olukorras. Neid saab hõlpsasti asetada auto katusele või kerele
See idee on juba ellu viidud. "Päikese" tee annab energiat ümbritsevatele küladele, samal ajal ei võta see ainsatki lisamõõtjat maad.
Paindlike amorfsete paneelide kasutamise tunnused
Need, kes plaanivad hakata oma kodu elektrienergia allikana kasutama elastseid päikesepaneele, peaksid teadma nende töö iseärasusi.
Pildigalerii
Foto:
Energiasäästlik seljakoti vahetükk
Kaasaskantav laadija
Tõhus laadimine suvilas
Sisseehitatud aku olemasolu
Painduva metallist alusega päikesepaneele kasutatakse juhul, kui minielektrijaamade vastupidavuse osas on suurenenud nõudmised:
Pildigalerii
Foto:
Mere- või jõelaeva tekk
Varikatus lõbusõidulaeval
Kerge painderaadius
Paigaldamine metallkorpusele
Esiteks on kasutajad mures küsimuse pärast: mida teha talvel, kui päevavalgustund on lühike ja kõigi seadmete tööks pole piisavalt elektrit?
Jah, pilves ilmaga ja lühikese päevavalgustunni ajal on paneeli jõudlus vähenenud. On hea, kui on olemas alternatiiv tsentraliseeritud toiteallikale ülemineku näol. Kui seda pole, peate akud varuma ja laadima nendel päevadel, kui ilm on soodne.
Päikesepatareide huvitav omadus on see, et fotoelemendi kuumutamisel väheneb selle efektiivsus märkimisväärselt.
Suvises kuumuses paneelid soojenevad, kuid need töötavad halvemini. Talvel, päikesepaistelisel päeval, suudavad päikesepatareid koguda rohkem valgust ja muundada see energiaks
Selgete päevade arv aastas on piirkonniti erinev. Muidugi on lõunas ratsionaalsem kasutada elastseid akusid, kuna päike paistab seal kauem ja sagedamini.
Kuna Maa muudab päeva jooksul oma positsiooni Päikese suhtes, on parem paneele paigutada universaalselt - see tähendab lõunaküljest umbes 35–40 kraadi nurga all. See olukord on asjakohane nii hommiku- kui ka õhtutundidel ja keskpäeval.
Katusel asuvate päikesepaneelide paigaldusjuhend
Kui otsustate, et amorfsel räni baasil valmistatud elastsed päikesepaneelid on see, mida peate eramaja elektrienergiaga varustama, alustage töö kavandamist.
Valige sobiv varustus ja hinnake paneelide ligikaudset arvu. Seejärel lugege läbi päikesepatareide paigaldamise ja järgneva hoolduse reeglid.
Kuid pidage meeles, et traditsiooniliste räni polü- ja ühekristallide analoogide kasutamine on siiani palju produktiivsem.
Samm 1. Paneelide arvu arvutamine
Igasugune töö algab projektiga. Kujunduse jaoks peate tegema vajalikud arvutused, nimelt:
- päevane elektritarbimine;
- fotoelementide kogu vajalik võimsus;
- aku maht;
- paneelide arv.
Kõige lihtsam on arvutada elektritarbimine. Selleks võtke arvesse absoluutselt kõiki elektriseadmeid, mida kasutate või mida teoreetiliselt saate kasutada.
Lihtne näide:
- külmik - 200 W;
- arvuti - 300 W;
- Teler - 150 W;
- ökonoomsed sibulad - 5 tükki, igaüks 20 vatti.
Iga seadme võimsus tuleb näidata selle dokumentatsioonis või korpusel. Pärast kõigi andmete lisamist saame 750 vatti. Selle väärtuse põhjal valitakse muundur - seade, mis muundab alalisvoolu soovitud sagedusega vahelduvvooluks.
Tehke kindlasti väike varu ja valige muundur, mis on arvutatud väärtusest 0,5 kW võimsam. See tähendab, et koguvõimsusel 0,75 kW sobib seade, mis pole nõrgem kui 1,25 kW
Nõuetekohaseks ühendamiseks ühendatakse päikesepaneelid kontrolleri kaudu akudega. Ärge segage kontakte - pluss plussid, miinus miinus. Aku pealt suunatakse vool inverterile ja seejärel elektriseadmetele
Siis peate akud kätte võtma. Aku maht (näiteks 200 A показывает h) näitab, millist voolu antud pingel tund väljutatakse.
Vajaliku võimsuse saate arvutada, jagades tarbijate koguvõimsuse päikesepatarei väljundpingega. Meie näites kasutame 12-voldiseid akusid. 750/12 = 62,5 A ∙ h.
Kuid see valem ei ole täiesti tõene, kuna enamikku akusid ei saa tühjaks laadida 0. On olemas teatud piirang, näiteks 40%. Kui laadimistase langeb allapoole, mõjutab see aku tööiga ja kvaliteeti märkimisväärselt.
See näitaja tuleb lisada ka valemisse:
750 W / (12 V × 0,4) = 156,25 A ∙ h.
Sellise mahutavuse saavutamiseks võite süsteemi ühendada 2 patarei rühma, mille igaüks on 100 Ah.
Paneelide arv arvutatakse valitud mudeli võimsuse ja piirkonna järgi, kuhu need paigaldatakse. Piirkonna tähtsust on raske üle hinnata. Ideaalis peate leidma oma piirkonna päikesekiirguse päevase taseme väärtused. Usaldusväärsuse huvides võetakse aasta miinimumväärtus esialgu - detsembri lõpus.
Skemaatiliselt saab erinevate piirkondade insolatsiooni taset kirjeldada järgmiselt. Numbrilisi väärtusi leiate spetsiaalsetest kataloogidest või Internetist
Korrutades seda indikaatorit kuu kalendripäevade arvuga, saame detsembris kilovattide arvu elastse päikesepatarei 1 m2 kohta. Näiteks Moskvas on see 0,33x31 = 10,23 kW / m2 ja Sotšis - 1,25x31 = 38,75 kW / m2.Seda indikaatorit nimetatakse tundide arvuks.
Seejärel arvutame kõigi seadmete samaaegse tarbitud tingimusliku maksimaalse 0,75 kW põhjal keskmise kuu tarbimise - umbes 25 kW. Kuu aja jooksul peavad meie elastsed akud tootma vähemalt 25 000 vatti ja parem on teha väike toide ja ümardada kuni 30 kW.
Seetõttu peaks Moskvas 1 tund olema 30 / 10,23 = 2,93 kW. Kui valitud paneelide võimsus on 150 W, pole nende arvu arvutamine keeruline: 2,93 / 0,15 = 20 tükki.
Pärast selliseid lihtsaid arvutusi saate ise valida sobiva muunduri, kontrolleri, aku ja elastsed fotogalvaanilised paneelid õiges koguses.
2. samm. Paigaldusreeglid
Paindlike päikesepatareide paigaldamise saab ise teha.
Selleks tasub otsustada, kuhu täpselt paneelid paigutate:
- hoone katusel;
- maja fassaadil;
- eraldi struktuuril;
- kombineeritud vooluring.
Kõige populaarsem variant on katusel. Kui katuse kuju või konfiguratsioon seda ei võimalda, on parem ehitada lisaraam, millele patareid asetada. See on kallim, kuid kui katus on varjutatud või raskesti ligipääsetav, muutub see valik ratsionaalseks.
Asukohta fassaadil kasutatakse siis, kui katusel pole piisavalt ruumi. Paneelid võivad saada osa disaini ideest ja mängida kodukaunistamise rolli
Painduvatel päikesepaneelidel päikesepaneelidel on kleepuv vaigukiht.
Piisab kaitsekile eemaldamisest ja paneeli kleepimisest valitud kohale. Muidugi, enne paigaldamist tuleb pind puhastada ja pesta.
Spetsiaalset paigaldustööriista pole vaja. Peaasi, et katusel töötades hoolitseks oma turvalisuse eest. Samuti on väga oluline jälgida seadme juhtmestiku skeemi ja mitte rikkuda järjestust
Ühel pool on päikesemoodulil 2 väljalaskekaablit. Kõik paneelid on paigutatud nii, et neid juhtmeid saab seejärel järjestikühenduseks ühendada ühe siiniga.
Samuti soovitame lugeda meie muud materjali, milles kirjeldatakse üksikasjalikult paigaldusskeeme ja päikesepaneelide ühendamise meetodeid. Loe lähemalt siit.
3. samm. Süsteemi hooldus pärast paigaldamist
Pärast elastsete päikesepatareide paigaldamist tuleb neid pidevalt hooldada ja jälgida, vastasel juhul võib nende efektiivsus dramaatiliselt langeda. Peaasi on hoida paneelid puhtad. Tolm, mustus, lindude väljaheited - kõik need tegurid vähendavad süsteemi jõudlust, kuna need piiravad fotoelementide päikesevalguse neeldumist.
Päikesepaneelid tuleb pühkida, kuna need määrduvad. Sellepärast ei ole soovitatav neid paigutada keerukale katusele raskesti ligipääsetavatesse kohtadesse.
Kui te ei saa ise süsteemi hooldada, võite alati leida kunstniku, kellel on sobivad masinad ja seadmed. Muidugi läheb kallimaks.
Amorfseid ränil põhinevaid päikesepaneele, nagu kõvasid analooge, saab pesta tavalise märja käsna või mikrokiudlapiga. Paneel ei karda vett (lõppude lõpuks on see seade paigaldatud välistingimustes), kui te neid regulaarselt pesete, kestavad need kauem
Teine probleem, mis on meie piirkondade jaoks asjakohane, on lumi. Talvel jäävad akud lume sisse magama ja lakkavad töötamast. Sademeid tuleb pidevalt puhastada, kuid mitte liiga jämedalt, vastasel juhul võib seade ise kahjustada saada.
Videod ja ülevaated, mis vaatavad populaarsete tootjate paindlikke paneele, aitavad teil teha õige valiku. Näete, kuidas teie maja hoolitseb pärast seadmete paigaldamist, eksperdid aitavad teil valida õige hulga akusid ja kaaluda paigaldusreegleid.
Kuidas elastsed päikesepaneelid on paigutatud ja millest need on valmistatud:
Kõrghoone fassaadile saab korterisse paigaldada elastse aku, miks mitte:
Veidi lähemalt painduvate elementide tootmisest ja eelistest:
Päikesepaneelid võimaldavad muutuda mittelenduvaks, mitte jälgida gaasi hindu ja kommunaalkulusid. Kui investeerite teatud summa üks kord, saate tarbida energiat piiramatult majapidamises kasutatavate elektriseadmete kasutamiseks, kodu kütmiseks ja elektrisõiduki aku laadimiseks. Üha rohkem inimesi on üleminekul alternatiivsele energiale, sest tulevik peitub selle taga.
Kui teil on meie artikli teema kohta vajalikke teadmisi või kogemusi, siis palun jagage seda meie lugejatega. Või äkki pidid päikesepaneelid ise paigaldama? Räägi meile, kuidas sa seda tegid. Saate oma kommentaare fotodega täiendada.