Flexibilní solární panely: přehled typických provedení, jejich charakteristik a připojovacích vlastností

Solární energie je jedním z nejperspektivnějších a nejrychleji se rozvíjejících alternativních zdrojů elektřiny.Jedná se o neomezený zdroj, který lze použít kdekoli na planetě, aniž by došlo ke znečištění životního prostředí. Souhlas, bylo by hezké mít vlastní alternativní zdroj elektřiny.

Ukázalo se, že solární energii nyní můžete přeměnit na elektřinu přímo doma. Místo objemných a křehkých rámových panelů se nyní stále více používají flexibilní solární panely. Ale jak to lze realizovat v praxi?

Pomůžeme vám pochopit strukturu flexibilních solárních panelů a princip jejich fungování. Užitečná doporučení pro výběr a instalaci konstrukcí jsou uvedeny v našem článku. A pro usnadnění vnímání informací článek obsahuje tematické fotografie a videa.

Co jsou solární panely?

Abyste pochopili, zda jsou flexibilní panely pro vás k výrobě elektřiny vhodné, musíte porozumět teorii.

Co je solární baterie, jak se struktura flexibilních modelů liší od ostatních? Před nákupem je také velmi důležité zjistit výhody a nevýhody tohoto konkrétního typu solárních článků.

Konstrukce a principy fungování flexibilních panelů

Princip fungování solární baterie je založen na konceptu fotovoltaiky.Světlo, jak známo, lze považovat jak za vlnění, tak za tok částic – fotonů. Schopnost přeměnit energii fotonů na elektřinu je fotovoltaika.

První prototypy moderních solárních panelů byly vynalezeny již v 50. letech. Od té doby se výrazně změnily jak ve vzhledu, tak v principu fungování. Fotovoltaický efekt je umožněn použitím polovodičů

Polovodič je materiál, který má zvláštní atomovou strukturu. Polovodič typu n má elektrony navíc, zatímco atomy v polovodiči typu p je postrádají. Pro sestavení fotobuňky se kombinují 2 typy materiálů do dvouvrstvé struktury.

Jednotlivé fotobuňky jsou spojeny do panelů. Panely mohou být tuhé, v odolném kovovém rámu. Nyní se objevuje tendence odlehčovat design fotopanelů. Flexibilní a lehké solární články získávají na popularitě.

Princip fungování solární baterie lze popsat následovně:

1. Sluneční světlo dopadá na povrch fotobuňky ze strany n-vrstvy.
2. Fotony se srazí s polovodičovými atomy a „vyrazí“ další elektrony.
3. Volné elektrony se pohybují směrem k p-vrstvě a končí v atomech s nedostatkem částic.
4. Výsledkem je, že horní vrstva funguje jako katoda a spodní vrstva funguje jako anoda.
5. Generuje se stejnosměrný proud, který může snadno nabíjet baterii.

Jako polovodiče se používá křemík, selen a mnoho dalších dražších materiálů.

Stejnosměrný proud přijímaný ze solárního panelu se musí přeměnit na střídavý, protože na něm běží většina elektrických spotřebičů

U solárních článků s flexibilní fólií se také používá polymerní povlak s hliníkovými vodiči.Díky této struktuře jsou panely překvapivě tenké a lehké.

Tato technologie se teprve začíná vyvíjet, ale není pochyb o tom, že má velké vyhlídky. My se ale podíváme na flexibilní panely v širokém smyslu této definice.

Více o principech fungování solárních panelů si můžete přečíst kliknutím na odkaz.

Výhody flexibilních solárních článků

Díky výhodám flexibilních solárních panelů je tento způsob výroby elektřiny jedním z nejslibnějších:

• hmotnost;
• velikost;
• pružnost;
• výkon;
• všestrannost;
• účinnost;
• šetrnost k životnímu prostředí;
• snadnost ovládání.

Geometrické a fyzikální parametry panelů, jako je velikost a hmotnost, jsou velmi důležité, protože pro dodávku elektřiny do celého obytného domu bude zapotřebí velké množství panelů; při použití těžkých modelů může být nutné zpevnit konstrukce budovy, což výrazně zvýší náklady na instalaci.

Lehké a kompaktní pružné prvky výrazně neovlivní rozložení zatížení na rám budovy. Nepředstavují žádné riziko pro střešní krytiny

Výkon silikonových baterií je poměrně vysoký. Účinnost je v tomto případě obtížné odhadnout, polovodičové panely jsou schopny přeměnit světlo na elektřinu v průměru o 20 %.

To znamená, že pokud je výkon slunečního záření 200 W, bude přijato asi 40 W elektřiny.

Flexibilní amorfní solární panely jsou mnohem tolerantnější k oblačnému počasí než konvenční tuhé konstrukce na bázi křemíku.

Pro srovnání, standardní solární panel může pracovat pouze na 10 % své kapacity za oblačného počasí, zatímco flexibilní panel může pracovat na přibližně 50 % svého jmenovitého výkonu.

Flexibilita solární baterie umožňuje její vybavení střechami s nerovným povrchem, taškovými střechami a krytinami složitých tvarů. Zároveň jsou poměrně univerzální, vhodné pro instalaci na střechu nebo fasádu budovy

Sluneční světlo je bezplatný a neomezený zdroj. To je jeho nepochybná výhoda, která odráží bezpodmínečnou účinnost solárních panelů.

Tento způsob výroby energie je navíc zcela ekologický a nijak neovlivňuje životní prostředí ani mu neškodí. Navíc tím, že lidstvo opouští oblíbenou alternativu solární energie – tepelné elektrárny, snižuje míru znečištění ovzduší.

Nevýhody flexibilních solárních panelů

Flexibilní solární panely mají také spoustu nevýhod. Za prvé, tato technologie se teprve vyvíjí a ještě nedosáhla vrcholu svých schopností. Z hlediska výkonu jsou flexibilní amorfní baterie horší než pevné poly- nebo monokrystalické baterie.

Struktura a princip fungování flexibilních panelů je poměrně složitý, ale může je používat každý. Stačí správně nainstalovat a připojit zařízení

Za druhé, tenká fólie a minimální povlaková vrstva selhávají poměrně rychle. Záruční doba na takové panely je cca 3 roky.

Poté se fotobuňky začnou postupně rozpadat a vyžadují výměnu.

Dobrou zprávou je, že toto odvětví se rychle rozvíjí a již se objevují odolnější a výkonnější příklady flexibilních solárních panelů na bázi amorfního křemíku.

Další nevýhody jsou vlastní všem typům solárních panelů:

• doba návratnosti;
• vysoká cena;
• velké množství drahého vybavení, kromě samotných baterií;
• závislost na povětrnostních podmínkách.

Flexibilní panel s výkonem asi 150 W stojí přibližně 40 tisíc rublů. nebo více, v závislosti na výrobci. 20 baterií, sada baterií a další vybavení bude stát pořádnou sumu. Vezmeme-li v úvahu náklady na 1 kWh elektřiny, budete muset za systém platit déle než jeden rok.

Kde a jak se využívá sluneční energie?

Flexibilní panely se používají v různých oblastech. Před vypracováním projektu pro napájení vašeho domova pomocí těchto solárních panelů si zjistěte, kde se používají a jaké jsou vlastnosti jejich použití v našem klimatu.

Oblast použití solárních panelů

Využití flexibilních solárních panelů je velmi široké. Úspěšně se používají v elektronice, elektrifikaci budov, výrobě automobilů a letadel a vesmírných zařízeních.

Ve stavebnictví se takové panely používají k zásobování obytných a průmyslových budov elektřinou.

Solární energie může být jediným zdrojem elektřiny, nebo může duplikovat tradiční schéma napájení, takže v případě nedostatečné účinnosti po určitou dobu nezůstane dům bez proudu.

Přenosné nabíječky založené na flexibilních solárních článcích jsou dostupné všem a prodávají se všude. Velké flexibilní turistické panely pro výrobu elektřiny v kterémkoli koutě zeměkoule jsou mezi cestovateli velmi oblíbené.

Velmi neobvyklým, ale praktickým nápadem je použití povrchu vozovky jako základ pro flexibilní baterie. Speciální prvky jsou chráněny před nárazy a nebojí se těžkých nákladů.

Flexibilní baterie jsou také dobré, protože je lze použít téměř v každé situaci. Lze je snadno umístit na střechu auta nebo korbu jachty.

Tato myšlenka již byla realizována. „Solární“ silnice dodává energii okolním vesnicím, aniž by zabírala jediný metr půdy navíc.

Vlastnosti použití flexibilních amorfních panelů

Ti, kteří plánují začít využívat flexibilní solární panely jako zdroj elektřiny pro svůj domov, by měli znát specifika jejich provozu.

Solární panely s pružnou kovovou základnou se používají tam, kde jsou kladeny zvýšené nároky na odolnost minielektráren proti opotřebení:

Za prvé, uživatelé si kladou otázku: co dělat v zimě, když je denní světlo málo a není dostatek elektřiny pro provoz všech zařízení?

Ano, při zatažené obloze a krátkém denním světle výkon panelů klesá. Je dobré, když existuje alternativa v podobě možnosti přechodu na centralizované napájení. Pokud ho nemáte, musíte se zásobit baterie a nabíjet je ve dnech, kdy je příznivé počasí.

Zajímavostí solárních článků je, že když se solární článek zahřeje, jeho účinnost výrazně klesá.

V letních vedrech se panely zahřívají, ale hůře se s nimi pracuje. V zimě za slunečného dne jsou fotobuňky schopny zachytit více světla a přeměnit ho na energii

Počet jasných dnů za rok závisí na regionu. Samozřejmě, na jihu je racionálnější používat flexibilní baterie, protože tam slunce svítí déle a častěji.

Vzhledem k tomu, že Země během dne mění svou polohu vůči Slunci, je lepší umístit panely univerzálně - tedy na jižní stranu pod úhlem cca 35-40 stupňů.Tato situace bude relevantní jak v ranních a večerních hodinách, tak v poledne.

Návod k instalaci solárních panelů na střechu

Pokud se rozhodnete, že flexibilní solární panely na bázi amorfního křemíku jsou to, co potřebujete k zajištění elektřiny do soukromého domu, začněte plánovat práci.

Vyberte vhodné vybavení a odhadněte přibližný počet panelů. Poté si přečtěte pravidla pro instalaci a následnou údržbu solárních článků.

Pamatujte však, že použití tradičních křemíkových poly- a monokrystalických analogů je stále mnohem produktivnější.

Krok 1. Výpočet počtu panelů

Jakákoli práce začíná projektem. Pro návrh je třeba provést potřebné výpočty, konkrétně:

• denní spotřeba elektřiny;
• celkový požadovaný výkon fotočlánků;
• kapacita baterie;
• počet panelů.

Nejjednodušší je spočítat spotřebu elektřiny. K tomu je třeba vzít v úvahu naprosto všechny elektrické spotřebiče, které používáte nebo teoreticky můžete používat.

Jednoduchý příklad:

• chladnička – 200 W;
• počítač - 300 W;
• TV – 150 W;
• úsporné žárovky - 5 kusů po 20 W.

Výkon každého zařízení musí být uveden v jeho dokumentaci nebo na krytu. Po sečtení všech dat dostaneme 750 W. Na základě této hodnoty se vybere střídač - zařízení, které přeměňuje stejnosměrný proud na střídavý proud o požadované frekvenci.

Určitě si udělejte malou rezervu a zvolte měnič o 0,5 kW výkonnější, než je vypočtená hodnota. To znamená, že pro celkový výkon 0,75 kW je vhodné zařízení ne slabší než 1,25 kW

Pro správné připojení jsou solární panely připojeny k bateriím přes ovladač.Nezaměňujte kontakty - plus do plus, mínus do mínus. Z baterie je proud posílán do střídače a poté do elektrických spotřebičů

Poté je třeba vybrat baterie. Kapacita baterie (například 200 A∙h) ukazuje, kolik proudu bude produkováno při daném napětí za hodinu.

Požadovanou kapacitu můžete vypočítat vydělením celkového výkonu spotřebičů výstupním napětím solární baterie. V našem příkladu používáme 12voltové baterie. 750 /12 = 62,5 A∙h.

Tento vzorec ale není úplně správný, protože většinu baterií nelze vybít na 0. Existuje určitá hranice, například 40 %. Pokud úroveň nabití klesne pod tuto hodnotu, výrazně to ovlivní životnost a výkon baterie.

Tento ukazatel je také třeba přidat do vzorce:

750 W/(12Vx0,4)=156,25 A∙h.

Pro dosažení takové kapacity můžete do systému zkombinovat skupinu 2 baterií po 100 Ah.

Počet panelů se vypočítá na základě výkonu vybraného modelu a regionu, ve kterém budou instalovány. Význam regionu je těžké přeceňovat. V ideálním případě musíte zjistit denní úrovně slunečního záření pro vaši oblast. Pro spolehlivost se bere minimální hodnota pro rok, přibližně na konci prosince.

Schematicky lze úroveň slunečního záření v různých oblastech znázornit následovně. Číselné hodnoty lze nalézt ve specializovaných referenčních knihách nebo na internetu

Vynásobením tohoto čísla počtem kalendářních dnů v měsíci získáme počet kilowattů na 1 m2 flexibilní solární baterie za prosinec. Například v Moskvě je to 0,33x31=10,23 kW/m2 a pro Soči – 1,25x31=38,75 kW/m2. Tento údaj se nazývá počet pikohodin.

Poté z podmíněného maxima 0,75 kW spotřebovaného všemi zařízeními současně vypočítáme průměrnou měsíční spotřebu - asi 25 kW. Za měsíc by naše flexibilní baterie měly vyprodukovat minimálně 25 000 W, ale je lepší udělat si malou rezervu a zaokrouhlit na 30 kW.

Proto by na 1 pikohodinu v Moskvě mělo být 30/10,23 = 2,93 kW. Pokud mají vybrané panely výkon 150 W, pak není těžké spočítat jejich počet: 2,93/0,15 = 20 kusů.

Po těchto jednoduchých výpočtech si můžete vybrat vhodný měnič, ovladač, baterie a samotné flexibilní fotovoltaické panely v požadovaném množství.

Krok 2. Pravidla instalace

Instalaci flexibilních solárních článků můžete provést svépomocí.

Chcete-li to provést, musíte se rozhodnout, kam přesně panely umístíte:

• na střeše budovy;
• na fasádě domu;
• na volně stojící konstrukci;
• kombinované schéma.

Nejoblíbenější možností je na střeše. Pokud to tvar nebo konfigurace střechy neumožňuje, je lepší postavit přídavný rám, na který baterie umístíte. To je dražší, ale pokud je střecha zastíněná nebo obtížně přístupná, stává se tato možnost racionální.

Umístění na fasádě se využívá při nedostatku místa na střeše. Panely se mohou stát součástí designového nápadu a hrát roli domácí dekorace

Flexibilní solární fotovoltaické články mají na spodní straně lepkavou pryskyřičnou vrstvu.

Stačí odstranit ochrannou fólii a panel nalepit na zvolené místo. Před instalací je samozřejmě nutné povrch očistit a omýt.

K instalaci nejsou potřeba žádné speciální nástroje. Hlavní je dbát na svou bezpečnost při práci na střeše.Je také velmi důležité dodržovat schéma zapojení zařízení a neporušit pořadí

Na jedné straně má modul solární baterie 2 kabely. Každý panel je umístěn tak, že tyto vodiče lze později spojit do jedné sběrnice pro sériové připojení.

Doporučujeme také přečíst si náš další materiál, který podrobně popisuje instalační schémata a způsoby připojení solárních panelů. Více informací - Tady.

Krok č. 3. Péče o systém po instalaci

Jakmile jsou flexibilní solární články instalovány, bude nutné je neustále udržovat a monitorovat, jinak může jejich účinnost dramaticky klesnout. Hlavní věcí je udržovat panely čisté. Prach, špína, ptačí trus – všechny tyto faktory snižují výkon systému, protože omezují absorpci slunečního světla solárními články.

Solární panely je třeba otřít, když se zašpiní. Proto se nedoporučuje umisťovat je na těžko dostupná místa na složité střeše.

Pokud váš systém nedokážete opravit sami, můžete vždy najít dodavatele s vhodnou technologií a vybavením. Samozřejmě to bude stát víc.

Solární panely na bázi amorfního křemíku můžete stejně jako jejich tvrdé protějšky umýt běžnou vlhkou houbou nebo hadříkem z mikrovlákna. Panel se nebojí vody (ostatně toto zařízení je instalováno venku), pokud je budete pravidelně mýt, vydrží déle

Dalším problémem, který je aktuální pro naše regiony, je sníh. V zimě jsou baterie pokryté sněhem a přestávají fungovat. Usazeniny je nutné neustále čistit, ale ne příliš hrubě, jinak může dojít k poškození samotného zařízení.

Závěry a užitečné video k tématu

Videa a recenze, které pojednávají o flexibilních panelech od oblíbených výrobců, vám pomohou se správným výběrem. Po instalaci zařízení uvidíte, jak bude váš domov vypadat, specialisté vám pomohou vybrat správný počet baterií a prostudují pravidla instalace.

Jak flexibilní solární panely fungují a z čeho jsou vyrobeny:

Flexibilní baterii můžete nainstalovat do bytu na fasádu výškové budovy, proč ne:

Něco více o výrobě a výhodách flexibilních prvků:

Solární panely umožňují stát se energeticky nezávislými a nemuset sledovat ceny benzínu a energií. Pokud jednorázově investujete určitou částku, budete moci neomezeně spotřebovávat energii na používání domácích elektrospotřebičů, vytápění domu a dobíjení baterie elektromobilu. Stále více lidí přechází na alternativní energie, protože to je budoucnost.

Pokud máte potřebné znalosti nebo zkušenosti k tématu našeho článku, podělte se o ně s našimi čtenáři. Nebo jste možná museli instalovat solární panely sami? Řekněte nám, jak jste to udělali. Své komentáře můžete doplnit fotografiemi.