Saulės energija yra vienas iš perspektyviausių ir sparčiausiai besivystančių alternatyvių elektros energijos šaltinių. Tai yra beribis išteklius, kurį galima naudoti bet kurioje pasaulio vietoje neteršiant aplinkos. Sutikite, būtų puiku turėti savo alternatyvų elektros energijos šaltinį.
Pasirodo, kad dabar saulės energiją namuose galima paversti elektra. Vietoj didelių gabaritų ir trapių rėmo plokščių dabar vis dažniau naudojamos lanksčios saulės baterijos. Bet kaip tai pritaikyti praktikoje?
Mes padėsime susidoroti su lanksčių saulės baterijų įtaisu ir jų darbo principu. Naudingos rekomendacijos renkantis ir montuojant konstrukcijas pateikiamos mūsų straipsnyje. Kad būtų lengviau suvokti informaciją, straipsnyje yra teminių nuotraukų ir vaizdo įrašų.
Kas yra saulės baterijos?
Norėdami suprasti, ar lanksčios plokštės yra tinkamos elektros energijai gaminti, turite suprasti teoriją.
Kas yra saulės baterija, kuo lanksčių modelių struktūra skiriasi nuo kitų? Taip pat labai svarbu išsiaiškinti šio konkretaus tipo saulės elementų pranašumus ir trūkumus dar prieš įsigyjant.
Lanksčių plokščių struktūra ir veikimo principai
Saulės baterijos veikimo principas grindžiamas tokia koncepcija kaip fotoelektros. Šviesa, kaip žinote, gali būti laikoma ir banga, ir kaip dalelių - fotonų - srautu. Galimybė konvertuoti fotonų energiją į elektrą yra fotovoltinė energija.
Pirmieji šiuolaikinių saulės elementų prototipai buvo išrasti 50-aisiais. Nuo to laiko jie iš esmės pasikeitė tiek išorėje, tiek darbo principu. Fotoelektros efektas tapo įmanomas naudojant puslaidininkius
Puslaidininkis yra medžiaga, turinti ypatingą atominę struktūrą. N tipo puslaidininkis turi papildomų elektronų, o p tipo puslaidininkių atomų jų nėra. Norėdami surinkti fotoelementą, dviejų rūšių medžiagos sujungiamos, kad būtų sudaryta dviejų sluoksnių struktūra.
Vaizdo galerija
Nuotrauka iš
Kuriant ir diegiant lanksčias saulės baterijas, žymiai išsiplėtė naudingų buitinių prietaisų naudojimo ir montavimo galimybės
Silpnų fotoelektrinių savybių kristalų nusėdimas ant lankstaus pagrindo pašalino pagrindinį saulės elementų trūkumą - trapumą
Fotoelektrinis sluoksnis purškiamas ant plonų metalinių plokščių, juostelių ir polimerinės plėvelės. Atsižvelgiant į pagrindo standumą, akumuliatorius gali sulenkti nuo 30º iki 180º kampu, sulankstyti į ritinį
Lanksčią saulės baterijų plokštę galima sulenkti taip, kad ji surinktų maksimalų saulės spindulių kiekį
Jei lanksčią saulės bateriją priklijuosite prie vasaros baseino, pagaminto iš polikarbonato, paviljono, racionaliausias būdas palaikyti malonią maudymosi temperatūrą dirbtiniame rezervuare
Dėl lanksčios saulės baterijos, esančios ant palapinės, kemperio, saulės stoglangio stogo, atostogų metu šalyje nereikia ieškoti vietos, kur padėtų banką.
Lanksčių saulės baterijų naudojimas yra prioritetas, jei numatoma, kad mini elektrinė bus sumontuota neįprasto dizaino. Architekto idėja nenukentės
Būtent lanksčias saulės baterijas rekomenduojama montuoti ant stogų, kurių laikomoji galia iš pradžių nebuvo skirta montuoti papildomas konstrukcijas.
Akumuliatoriaus montavimas ant žaliuzių su lamelėmis
Lankstus įkroviklis su lanksčiu fotoelementu
Saulės lenkimo spindulys
Veiksmingiausio paviršiaus formavimas
Polikarbonato saulės lipdukas
Efektyvus laisvos vietos išnaudojimas
Pagrįstas požiūris į architektūrines formas
Svarbus pranašumas yra sistemos lengvumas.
Atskiri fotoelementai sujungiami skydelyje. Plokštės gali būti tvirtos, tvirto metalinio rėmo. Dabar pastebima tendencija palengvinti nuotraukų plokščių dizainą. Lankstūs ir lengvi saulės elementai populiarėja.
Saulės baterijos veikimo principą galima apibūdinti taip:
- Saulės šviesa į fotoelemento paviršių patenka iš n-sluoksnio pusės.
- Fotonai susiduria su puslaidininkio atomais, „išmušdami“ papildomus elektronus.
- Laisvieji elektronai juda link p-sluoksnio ir patenka į atomus, neturėdami dalelių.
- Dėl to viršutinis sluoksnis veikia kaip katodas, o apatinis - kaip anodas.
- Jis gamina nuolatinę srovę, kuri lengvai įkrauna akumuliatorių.
Kaip puslaidininkiai naudojami silicis, selenas ir daugelis kitų, brangesnių medžiagų.
Nuo saulės baterijos gaunama nuolatinė srovė turi būti keičiama į kintamąją, nes dauguma elektros prietaisų joje veikia
Lanksčioms saulės kolektorių plėvelėms taip pat naudojamas polimerų purškimas aliuminio laidininkais. Ši struktūra daro plokštes stebėtinai plonas ir lengvas.
Ši technologija tik pradeda vystytis, tačiau faktas, kad ji turi dideles perspektyvas, nekelia abejonių. Tačiau mes pažvelgsime į lanksčias plokštes plačiąja šio apibrėžimo prasme.
Norėdami sužinoti daugiau apie saulės baterijų veikimo principus, galite perskaityti spustelėję nuorodą.
Lanksčių saulės elementų pranašumai
Dėl lanksčių saulės baterijų pranašumų šis elektros energijos gamybos būdas yra vienas perspektyviausių:
- svoris;
- dydis;
- elastingumas;
- spektaklis;
- universalumas;
- pelningumas;
- ekologiškumas;
- operacijos paprastumas.
Didelę reikšmę turi geometriniai ir fiziniai plokščių parametrai, tokie kaip dydis ir svoris, nes reikės daug plokščių, kad aprūpintų elektrą visam gyvenamajam namui, kai naudojant sunkius modelius gali tekti sustiprinti pastato konstrukciją, o tai žymiai padidins įrengimo sąnaudas.
Lengvi ir kompaktiški lankstūs elementai neturi didelės įtakos apkrovos paskirstymui ant pastato rėmo. Jie nekelia jokio pavojaus stogui.
Silicio akumuliatorių našumas yra gana didelis. Šiuo atveju sunku įvertinti efektyvumą, puslaidininkių plokštės sugeba šviesą paversti elektra vidutiniškai 20%.
Tai yra, jei saulės spinduliuotės galia yra 200 vatų, bus pagaminta apie 40 vatų elektros energijos.
Lanksčios amorfinės saulės baterijos yra daug toleruojančios debesuotą orą nei įprastos kietos silicio konstrukcijos.
Palyginimui: standartinė saulės baterija debesuotu oru gali veikti tik 10% savo galios, o lanksti plokštė išleidžia apie 50% nominalių verčių.
Saulės baterijos lankstumas leidžia ją įrengti nelygiais stogais, čerpiniais stogais ir sudėtingos formos dangomis. Be to, jie yra gana universalūs, tinkami montuoti ant pastato stogo ar fasado
Saulės šviesa yra nemokamas ir neribotas šaltinis. Tai yra neabejotinas jo pranašumas, išreiškiantis besąlyginį saulės baterijų efektyvumą.
Be to, šis energijos gamybos būdas yra visiškai ekologiškas, nedaro įtakos aplinkos būklei ir nekenkia. Be to, atsisakydama populiarios saulės energijos alternatyvos - šiluminių elektrinių, žmonija sumažina oro taršos lygį.
Lanksčių saulės kolektorių elementų trūkumai
Pakanka ir lanksčių saulės baterijų trūkumų. Pirma, ši technologija tik tobulėja ir dar nepasiekė savo galimybių viršūnės. Lanksčių amorfinių baterijų našumas yra prastesnis nei standžiųjų polimerų ar monokristalų.
Lanksčių plokščių struktūra ir veikimo principas yra gana sudėtingas, tačiau jomis gali naudotis visi. Pakanka teisingai įdiegti ir prijungti įrangą
Antra, plona folija ir minimalus dangos sluoksnis gana greitai sugenda. Tokių plokščių garantinis veikimo laikas yra apie 3 metus.
Po to fotoelementai pradeda palaipsniui suirti ir juos reikia pakeisti.
Džiugu, kad ši pramonė sparčiai vystosi, ir jau atsiranda patvaresnių ir galingesnių lanksčių saulės baterijų, kurių pagrindą sudaro amorfinis silicis, pavyzdžių.
Kiti trūkumai būdingi visų tipų saulės baterijoms:
- atsipirkimo trukmė;
- auksta kaina;
- daugybė brangios įrangos, be pačių baterijų;
- priklauso nuo oro.
Lanksti plokštė, kurios galia yra apie 150 vatų, kainuoja apie 40 tūkstančių rublių. ar daugiau, priklausomai nuo gamintojo. 20 baterijų, baterijų komplektas ir papildoma įranga kainuos apvalią sumą. Turint omenyje 1 kWh elektros energijos kainą, turėsite atkurti sistemą ne vienerius metus.
Kur ir kaip naudojama saulės energija?
Lanksčios plokštės naudojamos įvairiose srityse. Prieš sudarydami energijos tiekimo namuose projektą, naudodami šias saulės baterijas, išsiaiškinkite, kur jie naudojami ir kokios yra jų naudojimo ypatybės mūsų klimatui.
Saulės baterijų taikymo sritis
Lanksčių saulės baterijų panaudojimas yra labai platus. Jie sėkmingai naudojami elektronikoje, pastatų elektrifikavime, automobilių ir orlaivių statyboje bei kosminiuose objektuose.
Statyboje tokios plokštės naudojamos tiekti elektrai gyvenamuosiuose ir pramoniniuose pastatuose.
Saulės energija gali būti vienintelis elektros energijos šaltinis ir gali dubliuoti tradicinę energijos tiekimo schemą, taigi, jei tam tikru laikotarpiu nepakankamas efektyvumas, namas nepalieka energijos.
Lankstūs nešiojamų saulės elementų įkrovikliai yra prieinami visiems ir parduodami visur. Tarp keliautojų labai populiarios didelės lanksčios turistinės plokštės elektrai gaminti bet kuriame pasaulio kampelyje.
Labai neįprasta, bet praktiška idėja yra naudoti kelio juostą kaip lanksčių baterijų pagrindą. Specialūs elementai yra apsaugoti nuo smūgio ir nebijo didelių apkrovų.
Lanksčios baterijos taip pat yra geros, nes jas galima naudoti beveik bet kurioje situacijoje. Juos galima lengvai pastatyti ant automobilio stogo ar korpuso
Ši idėja jau įgyvendinta. „Saulės kelias“ teikia energiją aplinkiniams kaimams, neužimdamas nė vieno papildomo žemės metro.
Lanksčių amorfinių plokščių naudojimo ypatybės
Tie, kurie planuoja pradėti naudoti lanksčias saulės baterijas kaip elektros energijos šaltinį savo namams, turėtų žinoti jų veikimo ypatybes.
Vaizdo galerija
Nuotrauka iš
Energiškai efektyvus kuprinės įdėklas
Nešiojamas įkroviklis
Efektyvus įkrovimas name
Integruotos baterijos buvimas
Saulės plokštės su lanksčia metaline baze naudojamos ten, kur keliami didesni reikalavimai dėl mini elektrinių patvarumo:
Vaizdo galerija
Nuotrauka iš
Jūros ar upės laivo denis
Markizė ant pramoginio upės laivo
Nedidelis lenkimo spindulys
Montavimas ant metalinio korpuso
Visų pirma, vartotojams rūpi klausimas: ką daryti žiemą, kai dienos šviesos valandos trumpos, o visų prietaisų darbui nepakanka elektros?
Taip, debesuotu oru ir trumpomis dienos valandomis skydelio našumas sumažėja. Gerai, kai yra alternatyva galimybei pereiti prie centralizuoto maitinimo. Jei taip nėra, akumuliatorius reikia sandėliuoti ir įkrauti tomis dienomis, kai oras yra palankus.
Įdomi saulės elementų savybė yra tai, kad kaitinant fotoelementą, jo efektyvumas žymiai sumažėja.
Vasaros karštyje plokštės įkaista, tačiau jos veikia blogiau. Žiemą, saulėtą dieną, saulės elementai gali sugauti daugiau šviesos ir paversti ją energija
Neišvalytų dienų skaičius per metus skiriasi priklausomai nuo regiono. Žinoma, pietuose racionaliau naudoti lanksčias baterijas, nes saulė ten šviečia ilgiau ir dažniau.
Kadangi žemė dienos metu keičia savo padėtį Saulės atžvilgiu, plokštes geriau išdėstyti visuotinai - tai yra iš pietų pusės maždaug 35–40 laipsnių kampu. Ši situacija bus aktuali tiek ryto, tiek vakaro valandomis, tiek vidurdienį.
Saulės baterijų ant stogo montavimo instrukcijos
Jei nuspręsite, kad amorfinio silicio pagrindu pagamintos lanksčios saulės baterijos yra tai, ko jums reikia norint tiekti elektrą privačiam namui, pradėkite planuoti darbus.
Pasirinkite tinkamą įrangą ir įvertinkite apytikslį skydų skaičių. Tada perskaitykite saulės elementų įrengimo ir vėlesnės priežiūros taisykles.
Tačiau atminkite, kad tradicinių silicio poli- ir monokristalų analogų naudojimas kol kas yra daug produktyvesnis.
1 žingsnis. Skydelių skaičiaus apskaičiavimas
Bet koks darbas prasideda nuo projekto. Projektuodami turite atlikti reikiamus skaičiavimus, būtent:
- dienos elektros energijos suvartojimas;
- visa reikalinga fotoelementų galia;
- akumuliatoriaus talpa;
- plokščių skaičius.
Paprasčiausias dalykas yra apskaičiuoti elektros energijos suvartojimą. Norėdami tai padaryti, atsižvelkite į absoliučiai visus elektros prietaisus, kuriuos naudojate arba kuriuos teoriškai galite naudoti.
Paprastas pavyzdys:
- šaldytuvas - 200 W;
- kompiuteris - 300 W;
- Televizorius - 150 W;
- ekonomiškos lemputės - 5 vienetai po 20 vatų kiekvienos.
Kiekvieno prietaiso galia turi būti nurodyta jo dokumentuose arba ant korpuso. Sudėjus visus duomenis, gauname 750 vatų. Remiantis šia verte, pasirenkamas keitiklis - prietaisas, kuris norimą dažnį paverčia nuolatinę srovę kintama srove.
Būtinai padarykite nedidelę paraštę ir pasirinkite keitiklį, kuris yra 0,5 kW galingesnis nei apskaičiuota vertė. Tai yra, jei bendra galia yra 0,75 kW, tinka ne silpnesnis kaip 1,25 kW įtaisas
Norint tinkamai prijungti, saulės baterijos prie baterijų prijungiamos per valdiklį. Nemaišykite kontaktų - nuo pliusų iki minusų. Iš akumuliatoriaus srovė nukreipiama į keitiklį, o po to į elektros prietaisus
Tuomet reikia pasiimti baterijas. Akumuliatoriaus talpa (pvz., 200 A показывает h) rodo, kokia srovė bus išleista esant tam tikrai įtampai valandą.
Reikalingą talpą galima apskaičiuoti padalijant bendrą vartotojų galią iš saulės baterijos išėjimo įtampos. Mūsų pavyzdyje mes naudojame 12 voltų baterijas. 750/12 = 62,5 A ∙ h.
Tačiau ši formulė nėra visiškai teisinga, nes daugumos baterijų negalima išsikrauti iki 0. Yra tam tikras apribojimas, pavyzdžiui, 40%. Jei įkrovimo lygis nukris žemiau, tai turės didelę įtaką akumuliatoriaus tarnavimo laikui ir kokybei.
Šį rodiklį taip pat reikia įtraukti į formulę:
750 W / (12 V × 0,4) = 156,25 ∙ h.
Norėdami pasiekti tokią talpą, sistemoje galite sujungti 2 baterijų, kurių kiekviena yra po 100 Ah, grupę.
Skydelių skaičius apskaičiuojamas atsižvelgiant į pasirinkto modelio galią ir regioną, kuriame jos bus sumontuotos. Šio regiono svarbą sunku pervertinti. Idealiu atveju jums reikia surasti saulės spinduliuotės dienos normą jūsų rajone. Patikimumui imama mažiausia metų vertė, preliminariai - gruodžio mėn. Pabaigoje.
Schematiškai insoliacijos lygį skirtinguose regionuose galima apibūdinti taip. Skaitines reikšmes galite rasti specializuotuose kataloguose arba internete
Padauginę šį rodiklį iš mėnesio kalendorinių dienų skaičiaus, gauname kilovatų skaičių 1 m2 lanksčios saulės baterijos gruodį. Pavyzdžiui, Maskvoje tai yra 0,33x31 = 10,23 kW / m2, o Sočyje - 1,25x31 = 38,75 kW / m2.Šis rodiklis vadinamas valandų skaičiumi.
Tada iš sąlyginio didžiausio 0,75 kW, kurį visi prietaisai sunaudoja vienu metu, skaičiuojame vidutinę mėnesio suvartojimą - apie 25 kW. Per mėnesį mūsų lanksčios baterijos turi generuoti mažiausiai 25 000 vatų, o geriau aprūpinti mažu tiekimu ir suapvalinti iki 30 kW.
Todėl 1 valandą Maskvoje turėtų būti 30 / 10,23 = 2,93 kW. Jei pasirinktų plokščių galia yra 150 W, tada nėra sunku apskaičiuoti jų skaičių: 2,93 / 0,15 = 20 vienetų.
Atlikę tokius paprastus skaičiavimus, patys galėsite išsirinkti reikiamą kiekį keitiklio, valdiklio, akumuliatoriaus ir lanksčių fotovoltinių elementų.
2 žingsnis. Montavimo taisyklės
Įrengti lanksčius saulės elementus galite patys.
Norėdami tai padaryti, verta nuspręsti, kur tiksliai įdėsite savo skydus:
- ant pastato stogo;
- namo fasade;
- ant atskiros konstrukcijos;
- kombinuota grandinė.
Populiariausias variantas yra ant stogo. Jei stogo forma ar konfigūracija to neleidžia, geriau pastatyti papildomą rėmą, ant kurio galima dėti baterijas. Tai kainuoja brangiau, tačiau jei stogas yra pavėsyje arba sunkiai prieinamas, ši parinktis tampa racionali.
Vieta ant fasado naudojama tada, kai ant stogo nėra pakankamai vietos. Plokštės gali tapti dizaino idėjos dalimi ir atlikti namų dekoravimo vaidmenį
Lanksčios saulės fotoelektros elementai, esantys apačioje, turi lipnų dervingą sluoksnį.
Pakanka nuimti apsauginę plėvelę ir klijuoti skydą pasirinktoje vietoje. Žinoma, prieš montuodami paviršių reikia nuvalyti ir nuplauti.
Nereikia specializuoto diegimo įrankio. Svarbiausia yra rūpintis savo saugumu dirbant ant stogo. Taip pat labai svarbu laikytis įrangos laidų schemos ir nenutraukti sekos
Vienoje saulės modulio pusėje yra 2 išvestiniai kabeliai. Kiekvienas skydas yra išdėstytas taip, kad šiuos laidus vėliau būtų galima sujungti su viena magistrale, kad būtų galima jungti nuosekliai.
Mes taip pat rekomenduojame perskaityti mūsų kitą medžiagą, kurioje išsamiai aprašomos saulės baterijų prijungimo schemos ir metodai. Daugiau skaitykite čia.
3 žingsnis. Sistemos priežiūra įdiegus
Įdiegę lanksčius saulės elementus, juos reikės nuolat prižiūrėti ir stebėti, kitaip jų efektyvumas gali smarkiai sumažėti. Svarbiausia, kad plokštės būtų švarios. Dulkės, nešvarumai, paukščių išmatos - visi šie veiksniai sumažina sistemos veikimą, nes jie riboja fotoelementų saulės spindulių absorbciją.
Saulės skydelius reikia nušluostyti, nes jie nešvarūs. Štai kodėl nerekomenduojama jų dėti į sunkiai pasiekiamas vietas ant sudėtingo stogo.
Jei patys negalite aptarnauti jūsų sistemos, visada galite susirasti menininką su tinkama technika ir įranga. Žinoma, ji bus brangesnė.
Amorfines silicio pagrindu pagamintas saulės baterijas, kaip ir kietus analogus, galima plauti įprasta drėgna kempine ar mikropluošto šluoste. Skydas nebijo vandens (galų gale, ši įranga yra sumontuota lauke), jei reguliariai plaunate, jie tarnaus ilgiau
Kita problema, aktuali mūsų regionams, yra sniegas. Žiemą akumuliatoriai užmiega sniege ir nustoja veikti. Krituliai turi būti nuolat valomi, bet ne per daug šiurkštūs, kitaip gali būti pažeista pati įranga.
Vaizdo įrašai ir apžvalgos, kuriose apžvelgiamos populiarių gamintojų lanksčios plokštės, padės tinkamai pasirinkti. Galėsite pamatyti, kaip jūsų namas atrodys įrengus įrangą, ekspertai padės išsirinkti reikiamą baterijų skaičių ir apsvarstys įrengimo taisykles.
Kaip išdėstytos lanksčios saulės baterijos ir iš ko jos pagamintos:
Galite įrengti lanksčią bateriją bute ant aukštybinio namo fasado, kodėl gi ne:
Šiek tiek daugiau apie lanksčių elementų gamybą ir pranašumus:
Saulės skydai suteikia galimybę tapti nestabiliais, neprižiūrėti dujų kainų ir komunalinių paslaugų. Jei vieną kartą investuosite tam tikrą sumą, galėsite neribotai sunaudoti energijos naudodami buitinius elektros prietaisus, šildydami namus ir įkraudami elektromobilio akumuliatorių. Vis daugiau žmonių pereina prie alternatyvios energijos, nes už jos slypi ateitis.
Jei turite reikiamų žinių ar patirties mūsų straipsnio tema, prašome pasidalinti ja su mūsų skaitytojais. O gal jums reikėjo patiems įrengti saulės baterijas? Papasakok, kaip tu tai padarei. Savo komentarus galite papildyti nuotraukomis.