Aurinkoenergia on lupaavimpia ja nopeasti kehittyviä vaihtoehtoisia sähkönlähteitä. Tämä on rajaton resurssi, jota voidaan käyttää missä tahansa maailmassa saastuttamatta ympäristöä. Olen samaa mieltä, että olisi kiva saada oma vaihtoehtoinen sähkönlähde.
Osoittautuu, että aurinkoenergia voidaan nyt muuttaa sähköksi kotona. Suurten ja hauraiden kehyspaneelien sijasta joustavia aurinkopaneeleja käytetään nyt yhä enemmän. Mutta miten se toteutetaan käytännössä?
Autamme käsittelemään joustavien aurinkopaneelien laitetta ja niiden työn periaatetta. Hyödyllisiä suosituksia rakenteiden valitsemiseksi ja asentamiseksi esitetään artikkelissamme. Ja tiedon käsityksen helpottamiseksi artikkeli sisältää temaattisia valokuvia ja videoita.
Mitä aurinkopaneelit ovat?
Jotta ymmärrät, soveltuvatko joustavat paneelit sähkön tuottamiseen, sinun on ymmärrettävä teoria.
Mikä on aurinkoakku, miten joustavien mallien rakenne eroaa muista? Ja on myös erittäin tärkeää selvittää tämän tyyppisten aurinkokennojen edut ja haitat jo ennen ostoa.
Joustavien paneelien rakenne ja toimintaperiaatteet
Aurinkoakun toimintaperiaate perustuu sellaiseen käsitteeseen kuin aurinkosähkö. Valoa, kuten tiedät, voidaan pitää sekä aallona että hiukkasvirrana - fotoneina. Mahdollisuus muuttaa fotonienergiaa sähköksi on aurinkosähkö.
Ensimmäiset modernien aurinkokennojen prototyypit keksittiin jo 50-luvulla. Siitä lähtien ne ovat muuttuneet olennaisesti sekä ulkoisesti että työperiaatteella. Puolijohteiden avulla mahdollinen fotoelektrinen vaikutus
Puolijohde on materiaali, jolla on erityinen atomirakenne. N-tyyppisessä puolijohteessa on ylimääräisiä elektroneja, ja p-tyypin puolijohde-atomeista puuttuu niitä. Valokennon kokoamiseksi yhdistetään 2 tyyppisiä materiaaleja kaksikerroksisen rakenteen muodostamiseksi.
kuvagalleria
Kuva
Joustavien aurinkopaneelien kehittäminen ja käyttöönotto on merkittävästi laajentanut hyödyllisten kodinkoneiden laajuutta ja asennusvaihtoehtoja
Valosähköisillä ominaisuuksilla piikiteiden kerrostuminen joustavalle pohjalle poisti aurinkokennojen päähaitan - haurauden
Valosähköinen kerros suihkutetaan ohuille metallilevyille, liuskoille ja polymeerikalvolle. Alustan jäykkyydestä riippuen akku voi taipua 30º - 180º kulmassa, taittaa rullaan
Joustava aurinkopaneeli voidaan taivuttaa siten, että se kerää mahdollisimman suuren määrän auringonvaloa
Joustavan aurinkopaneelin kiinnittäminen polykarbonaatista valmistetun kesäaltaan paviljonkiin mahdollistaa järkevimmän tavan pitää miellyttävä uintilämpötila keinotekoisessa säiliössä
Joustavan aurinkopaneelin sijainti teltan, matkailuauton, aurinkokennon katolla eliminoi tarpeen etsiä paikkaa pankin sijoittamiseksi lomalle maassa
Joustavien aurinkopaneelien käyttö on etusijalla, jos minivoimalaitoksen on tarkoitus asentaa epätavalliseen malliin. Arkkitehdin idea ei kärsi
Kattoihin suositellaan asennettavia joustavia aurinkopaneeleja, joiden kantokykyä ei alun perin laskettu lisärakenteiden asentamiseksi
Akun asentaminen lamellikaihtimiin
Joustava laturi joustavalla valokennolla
Solar Bend-säde
Tehokkaimman pinnan muodostuminen
Polykarbonaatti aurinko tarra
Vapaan tilan tehokas käyttö
Kohtuullinen asenne arkkitehtuurimuotoihin
Tärkeä etu on järjestelmän keveys.
Erilliset valokennot yhdistetään paneeliin. Paneelit voivat olla jäykkiä, vahvassa metallikehyksessä. Nyt on taipumus helpottaa valokuvapaneelien suunnittelua. Joustavat ja kevyet aurinkokennot ovat kasvussa.
Aurinkoakun toimintaperiaate voidaan kuvata seuraavasti:
- Auringonvalo osuu valokennon pintaan n-kerroksen sivulta.
- Fotonit törmäävät puolijohteen atomien kanssa "koputtaen" ylimääräisiä elektroneja.
- Vapaat elektronit liikkuvat kohti p-kerrosta ja putoavat atomiin hiukkasten puuttuessa.
- Seurauksena on, että ylempi kerros toimii katodina ja alempi kerros toimii anodina.
- Se tuottaa tasavirtaa, joka voi helposti ladata akun.
Puolijohteina käytetään piitä, seleeniä ja monia muita, kalliimpia materiaaleja.
Aurinkopaneelista vastaanotettu tasavirta on muutettava vaihtovirtaksi, koska suurin osa sähkölaitteista toimii sillä
Joustavissa kalvojen aurinkopaneeleissa käytetään myös polymeerisumutusta alumiinijohtimilla. Tämä rakenne tekee paneelista yllättävän ohut ja kevyt.
Tämä tekniikka on vasta alkamassa kehittyä, mutta siitä, että sillä on hyvät näkymät, ei ole epäilystäkään. Mutta tarkastelemme joustavia paneeleja tämän määritelmän laajassa merkityksessä.
Voit lukea lisää aurinkopaneelien toimintaperiaatteista napsauttamalla linkkiä.
Joustavien aurinkokennojen edut
Joustavien aurinkopaneelien edut tekevät tästä sähköntuotantomenetelmästä yhden lupaavimmista:
- paino;
- koko;
- elastisuus;
- esitys;
- universaalisuus;
- kannattavuus;
- ympäristöystävällisyys;
- helppokäyttöisyys.
Paneelien geometrisillä ja fysikaalisilla parametreilla, kuten koko ja paino, on suuri merkitys, koska koko asuinrakennuksen sähkön toimittamiseen tarvitaan suuri määrä paneeleja; raskaita malleja käytettäessä voi olla tarpeen vahvistaa rakennuksen rakennetta, mikä lisää merkittävästi asennuskustannuksia.
Kevyt ja kompakti joustava elementti ei voi vaikuttaa merkittävästi rakennuskehyksen kuorman jakautumiseen. Ne eivät aiheuta vaaraa katolle.
Piiparistojen suorituskyky on melko korkea. Tehokkuutta on vaikea arvioida tässä tapauksessa, puolijohdepaneelit kykenevät muuntamaan valon sähköksi keskimäärin 20%.
Eli jos auringonsäteilyn teho on 200 wattia, syntyy noin 40 wattia sähköä.
Joustavat amorfiset aurinkopaneelit sietävät paljon pilvisempää säätä kuin perinteiset jäykät piipohjaiset rakenteet.
Vertailun vuoksi: tavallinen aurinkoakku pilvisellä säällä pystyy toimimaan vain 10 prosentilla kapasiteetistaan, kun taas joustava paneeli tuottaa noin 50 prosenttia nimellisarvoista.
Aurinkopaneelin joustavuus mahdollistaa sen varustamisen epätasaisilla kattoilla, kaakeleilla ja monimutkaisilla pinnoitteilla. Samanaikaisesti ne ovat varsin monipuolisia, sopivia asennettaviksi rakennuksen katolle tai julkisivulle
Auringonvalo on ilmainen ja rajoittamaton resurssi. Tämä on hänen kiistaton etu, joka ilmaisee aurinkopaneelien ehdottoman tehokkuuden.
Lisäksi tämä energiantuotantomenetelmä on täysin ympäristöystävällinen, se ei vaikuta ympäristön tilaan eikä vahingoita sitä. Lisäksi luopuminen suositusta aurinkoenergian vaihtoehdosta - lämpövoimalaitoksista - vähentää ilman pilaantumisen tasoa.
Joustavien aurinkopaneelien haitat
Joustavien aurinkopaneelien haitat ovat myös tarpeeksi. Ensinnäkin tämä tekniikka on vain kehittymässä eikä ole vielä saavuttanut kykyjään huippua. Joustavat amorfiset akut ovat suorituskykyä heikompia kuin jäykät poly- tai yksikristalliparistot.
Joustavien paneelien rakenne ja toimintaperiaate on melko monimutkainen, mutta kaikki voivat käyttää niitä. Laitteiden oikein asennus ja kytkeminen riittää
Toiseksi ohut folio ja minimaalinen päällystekerros epäonnistuvat suhteellisen nopeasti. Tällaisten paneelien takuuaika on noin 3 vuotta.
Tämän jälkeen valokennot alkavat vähitellen hajoa ja vaativat vaihtamisen.
On rohkaisevaa, että tämä ala kehittyy nopeasti ja kestävämpiä ja tehokkaita esimerkkejä joustavista aurinkopaneeleista, jotka perustuvat amorfiseen piipohjaan, ilmenee jo.
Kaikentyyppisille aurinkopaneeleille on ominaisia muut haitat:
- takaisinmaksuaika;
- korkea hinta;
- suuri määrä kalliita laitteita itse paristojen lisäksi;
- säästä riippuvainen.
Joustava paneeli, jonka teho on noin 150 wattia, maksaa noin 40 tuhatta ruplaa. tai enemmän valmistajasta riippuen. 20 paristoa, parisarja ja lisälaitteet maksavat pyöreän summan. Kun otetaan huomioon 1 kWh sähkön hinta, joudut palauttamaan järjestelmän yli yhden vuoden ajan.
Missä ja miten aurinkoenergiaa käytetään?
Joustavia paneeleja käytetään eri aloilla. Ennen kuin suunnittelet energiahuollon hanketta kotona näiden aurinkopaneelien avulla, selvitä missä niitä käytetään ja mitkä ovat niiden käytön piirteet ilmastollemme.
Aurinkopaneelien laajuus
Joustavien aurinkopaneelien käyttö on erittäin laajaa. Niitä käytetään menestyksekkäästi elektroniikassa, rakennusten sähköistyksessä, auto- ja lentokoneiden rakentamisessa sekä avaruuskohteissa.
Rakennuksessa tällaisia paneeleja käytetään sähkön toimittamiseen asuin- ja teollisuusrakennuksiin.
Aurinkoenergia voi olla ainoa sähkön lähde, ja se voi kopioida perinteistä virransyöttöjärjestelmää, joten jos tietyn ajanjakson tehottomuus on riittämätöntä, talossa ei jää virtaa.
Joustavat kannettavat aurinkokennojen laturit ovat kaikkien saatavilla ja myydään kaikkialla. Suuret joustavat turistipaneelit sähkön tuottamiseksi missä tahansa maapallon nurkassa ovat erittäin suosittuja matkailijoiden keskuudessa.
Hyvin epätavallinen, mutta käytännöllinen idea on käyttää tienvaunua joustavien paristojen perustana. Erikoisosat ovat suojattu iskuilta eivätkä pelkää raskaita kuormia.
Joustavat akut ovat myös hyviä, koska niitä voidaan käyttää melkein missä tahansa tilanteessa. Ne voidaan helposti sijoittaa auton tai rungon katolle
Tämä ajatus on jo toteutettu. "Aurinko" tie tarjoaa energiaa ympäröiville kyliin, mutta ei vie yhtään ylimääräistä maata.
Joustavien amorfisten paneelien käytön ominaisuudet
Niiden, jotka aikovat aloittaa joustavien aurinkopaneelien käytön kodin sähkönlähteenä, tulisi tietää niiden toiminnan ominaisuudet.
kuvagalleria
Kuva
Energiatehokas reppu
Kannettava laturi
Tehokas lataus mökillä
Sisäänrakennettu akku
Joustavalla metallialustalla olevia aurinkopaneeleja käytetään, kun minivoimalaitosten kestävyydelle asetetaan lisää vaatimuksia:
kuvagalleria
Kuva
Meri- tai jokilaivan kansi
Markiisi huviveneveneellä
Lievä taivutussäde
Asennus metallirunkoon
Ensinnäkin käyttäjiä huolestuttaa kysymys: mitä tehdä talvella, kun päivänvaloajat ovat lyhyitä ja että kaikkien laitteiden toimintaan ei riitä sähköä?
Kyllä, pilvisellä säällä ja lyhyillä päivänvaloilla paneelien suorituskyky heikkenee. On hyvä, kun on olemassa vaihtoehto vaihtoehdolle siirtyä keskitettyyn virtalähteeseen. Jos ei, akut on varastossa ja ladattava sinä päivänä, jolloin sää on suotuisa.
Mielenkiintoinen aurinkokennojen ominaisuus on, että kun valokenno lämmitetään, sen hyötysuhde vähenee merkittävästi.
Kesällä paneelit kuumenevat, mutta ne toimivat huonommin. Talvella aurinkoisena päivänä aurinkokennot voivat ottaa enemmän valoa ja muuttaa sen energiaksi
Selkeiden päivien lukumäärä vuodessa vaihtelee alueittain. Tietysti etelässä on järkevämpää käyttää joustavia akkuja, koska aurinko paistaa siellä pidempään ja useammin.
Koska maa muuttaa asemaansa suhteessa aurinkoon päivän aikana, on parempi järjestää paneelit yleisesti - toisin sanoen eteläpuolelta noin 35 - 40 asteen kulmaan. Tilanne on merkityksellinen sekä aamu- että iltatunteilla ja keskipäivällä.
Katon aurinkopaneelien asennusohjeet
Jos päätät, että joustavat amorfiseen piipohjaiset aurinkopaneelit ovat mitä tarvitset sähkön toimittamiseen yksityiskodille, aloita työn suunnittelu.
Valitse oikea laite ja arvio paneelien arvioitu lukumäärä. Lue sitten aurinkokennojen asennusta ja myöhempää huoltoa koskevat säännöt.
Mutta muista, että perinteisten piipoly- ja yksikristalogien käyttö on toistaiseksi paljon tuottavampaa.
Vaihe 1. Paneelien lukumäärän laskeminen
Kaikki työt alkavat projektista. Suunnittelua varten sinun on tehtävä tarvittavat laskelmat, nimittäin:
- päivittäinen sähkönkulutus;
- valokennojen tarvittava kokonaisteho;
- akun kapasiteetti;
- paneelien lukumäärä.
Yksinkertaisin asia on laskea sähkönkulutus. Ota tämä huomioon ehdottomasti kaikki käyttämäsi tai teoriassa käytettävät sähkölaitteet.
Yksinkertainen esimerkki:
- jääkaappi - 200 W;
- tietokone - 300 W;
- TV - 150 W;
- taloudelliset sipulit - 5 kappaletta 20 wattia kutakin.
Kunkin laitteen teho on ilmoitettava sen asiakirjoissa tai kotelossa. Kun olet lisännyt kaikki tiedot, saamme 750 wattia. Tämän arvon perusteella valitaan invertteri - laite, joka muuntaa tasavirran vaihtovirtaksi halutulla taajuudella.
Muista tehdä pieni marginaali ja valita taajuusmuuttaja, joka on 0,5 kW tehokkaampi kuin laskettu arvo. Toisin sanoen 0,75 kW: n kokonaisteholle laite, joka ei ole heikompi kuin 1,25 kW, on sopiva
Oikean liitännän varmistamiseksi aurinkopaneelit on kytketty paristoihin ohjaimen kautta. Älä sekoita kontakteja - plus pluseihin, miinus miinuksiin. Akusta virta johdetaan invertteriin ja sitten sähkölaitteisiin
Sitten sinun on poistettava paristot. Akun kapasiteetti (esimerkiksi 200 A показывает h) ilmaisee, mikä virta tulee tietyn jännitteen kautta tunniksi.
Voit laskea tarvittavan kapasiteetin jakamalla kuluttajien kokonaistehon aurinkoakun lähtöjännitteellä. Esimerkissämme käytämme 12 voltin akkuja. 750/12 = 62,5 A ∙ h.
Mutta tämä kaava ei ole täysin totta, koska useimpia akkuja ei voida tyhjentää nollaan. On olemassa tietty rajoitus, esimerkiksi 40%. Jos lataustaso laskee alle, tämä vaikuttaa merkittävästi akun käyttöikään ja laatuun.
Tämä indikaattori on myös lisättävä kaavaan:
750 W / (12 V × 0,4) = 156,25 A ∙ h.
Tällaisen kapasiteetin saavuttamiseksi voit yhdistää järjestelmään 2 akun ryhmän, joiden molemmat ovat 100 Ah.
Paneelien lukumäärä lasketaan valitun mallin tehon ja alueen mukaan, johon ne asennetaan. Alueen merkitystä on vaikea yliarvioida. Ihannetapauksessa sinun on löydettävä alueesi auringon säteilytason päivittäisen arvon arvot. Luotettavuuden vuoksi vuoden minimiarvo otetaan alustavasti - joulukuun lopussa.
Kaaviokohtaisesti insolaation taso eri alueilla voidaan esittää seuraavasti. Numeeriset arvot löytyvät erikoistuneista hakemistoista tai Internetistä
Kertomalla tämä indikaattori kuukauden kalenteripäivien lukumäärällä saadaan kilowattimäärä lukumäärään joustavaa aurinkoakkua kohti 1 m2: n joulukuussa. Esimerkiksi Moskovassa tämä on 0,33x31 = 10,23 kW / m2 ja Sotšissa - 1,25x31 = 38,75 kW / m2.Tätä indikaattoria kutsutaan tuntimääräksi.
Sitten kaikkien laitteiden samanaikaisesti kuluttamasta ehdollisesta enimmäisarvosta 0,75 kW lasketaan keskimääräinen kuukausikulutus - noin 25 kW. Kuukauden ajan joustavien akkujemme on tuotettava vähintään 25 000 wattia, ja on parempi tehdä pieni syöttö ja pyöristää jopa 30 kW: iin.
Siksi yhden tunnin Moskovassa pitäisi olla 30 / 10,23 = 2,93 kW. Jos valittujen paneelien teho on 150 W, niin niiden lukumäärää ei ole vaikea laskea: 2,93 / 0,15 = 20 kappaletta.
Tällaisten yksinkertaisten laskelmien jälkeen voit itse valita sopivan vaihtosuuntaajan, ohjaimen, akun ja joustavat aurinkosähköpaneelit oikeassa määrässä.
Vaihe 2. Asennussäännöt
Joustavien aurinkokennojen asennuksen voi tehdä itse.
Tätä varten on syytä päättää, mihin paneelit tarkalleen sijoitetaan:
- rakennuksen katolla;
- talon julkisivussa;
- erillisessä rakenteessa;
- yhdistetty piiri.
Suosituin vaihtoehto on katolla. Jos katon muoto tai kokoonpano ei salli tätä, on parempi rakentaa lisäkehys paristojen asettamista varten. Tämä on kalliimpaa, mutta jos katto on varjostettu tai vaikea päästä, tästä vaihtoehdosta tulee järkevä.
Sijaintia julkisivulla käytetään, kun katolla ei ole tarpeeksi tilaa. Paneeleista voi tulla osa suunnitteluideaa ja olla kodin sisustuksen rooli
Joustavilla aurinkokennoilla alapuolella on tahmea hartsikerros.
Riittää, kun suojakalvo poistetaan ja paneeli kiinnitetään valittuun paikkaan. Tietysti pinta on puhdistettava ja pestävä ennen asennusta.
Erityistä asennustyökalua ei tarvita. Tärkeintä on huolehtia turvallisuudestasi työskennellessään katolla. On myös erittäin tärkeää noudattaa laitteen kytkentäkaaviota ja katkaista sekvenssi
Toisella puolella aurinkomoduulissa on 2 läpivientikaapelia. Jokainen paneeli on sijoitettu siten, että nämä johdot voidaan myöhemmin yhdistää yhteen väylään sarjakytkentää varten.
Suosittelemme, että luet myös muun materiaalimme, joka kuvaa yksityiskohtaisesti asennuskaavioita ja menetelmiä aurinkopaneelien kytkemiseksi. Lue lisää täältä.
Vaihe 3. Järjestelmän hoito asennuksen jälkeen
Joustavien aurinkokennojen asentamisen jälkeen niitä on jatkuvasti huollettava ja valvottava, muuten niiden tehokkuus voi laskea dramaattisesti. Tärkeintä on pitää paneelit puhtaina. Pöly, lika, lintujen tippaukset - kaikki nämä tekijät heikentävät järjestelmän suorituskykyä, koska ne rajoittavat aurinkokennojen absorboitumista valokennoihin.
Aurinkopaneelit on pyyhittävä, koska ne likaantuvat. Siksi niitä ei suositella sijoittamaan vaikeasti tavoitettaviin paikkoihin monimutkaiselle katolle.
Jos et itse voi huoltaa järjestelmääsi, voit aina löytää taiteilijan, jolla on sopivat koneet ja laitteet. Tietysti se tulee kalliimmaksi.
Amorfiset piipohjaiset aurinkopaneelit, kuten kovat analogit, voidaan pestä tavallisella märällä sienellä tai mikrokuituliinalla. Paneeli ei pelkää vettä (tämä laite onkin asennettu ulkona). Jos peset niitä säännöllisesti, ne kestävät pidempään
Toinen alueillemme tärkeä ongelma on lumi. Talvella paristot nukahtavat lumessa ja lakkaavat toimimasta. Sateet on puhdistettava jatkuvasti, mutta ei liian karkeasti, muuten itse laite voi vaurioitua.
Videot ja arvostelut, joissa tarkastellaan suosittujen valmistajien joustavia paneeleja, auttavat sinua tekemään oikean valinnan. Voit nähdä, kuinka talosi näyttää laitteiden asennuksen jälkeen. Asiantuntijat auttavat sinua valitsemaan oikean määrän paristoja ja pohtimaan asennussääntöjä.
Kuinka joustavat aurinkopaneelit on järjestetty ja mistä ne ovat tehty:
Voit asentaa joustavan akun asuntoon kerrostalon julkisivulle, miksi ei:
Hieman enemmän joustavien elementtien tuotannosta ja eduista:
Aurinkopaneelien avulla on mahdollista tulla haihtumattomia, ei seurata kaasun hintoja ja apuohjelmia. Jos sijoitat tietyn määrän kerran, voit kuluttaa rajattomasti energiaa kodinkoneiden käyttämiseen, kodin lämmittämiseen ja sähköajoneuvon akun lataamiseen. Yhä useammat ihmiset siirtyvät vaihtoehtoiseen energiaan, koska tulevaisuus on sen takana.
Jos sinulla on tarvittavaa tietoa tai kokemusta artikkelisi aiheesta, kerro niistä lukijoillemme. Tai ehkä jouduit asentamaan aurinkopaneelit itse? Kerro meille kuinka teit sen. Voit täydentää kommentteja valokuvilla.