Гибкие солнечные батареи. Как работают гибкие солнечные батареи: особенности конструкции

Как работают гибкие солнечные батареи: особенности конструкции

Как работают гибкие батареи на солнечной энергии

Получение энергии от солнечных лучей уже давно знакомо человеку. Но если ещё лет 30 назад такой привилегией могла похвастаться лишь космонавтика, то теперь от Солнца работают многие бытовые предметы. Взять хотя бы обыкновенный калькулятор. Принцип довольно прост. Лучи нагревают полупроводник, чаще всего кремний, и заставляют его электроны двигаться в определённом направлении. Остаётся только припаять проводки к обеим сторонам элемента, собрать несколько штук в батарею и портативная солнечная электростанция готова.

Первые солнечные батареи имели низкий КПД, представляли собой громоздкие и тяжёлые конструкции. Сегодня эти изделия намного легче, для выработки электричества не требуется максимальная освещённость. Появление гибких солнечных батарей в корне меняет отношение к этому вечному источнику бесплатной электроэнергии.

Гибкая солнечная батарея

Конструкция гибкой батареи существенно отличается от своего кремниевого прототипа. В основе новых источников используются полимеры, представляющие мягкие панели, которые придают изделиям потрясающую гибкость. Активными элементами являются электроды из алюминия.

Если всю поверхность, заполненную активными элементами, покрыть защитной плёнкой, то солнечная батарея готова (о видах солнечных батарей вы можете узнать из этой статьи). Хотя, только идут исследования по этому виду альтернативного источника питания, гибкие солнечные батареи уже нашли себе большой простор для применения и отличились рядом достоинств:

гибкая основа;

лёгкая конструкция;

компактность;

низкая стоимость производства;

не подвержены влиянию окружающей среды;

экологичность.

Главным и существенным минусом солнечных батарей на полимерной основе является малый коэффициент полезного действия. Наилучшие варианты, полученные в США, достигли 6,5%. По последним данным, немецким специалистам удалось разработать источники, дающие до 10%. Это, конечно, мало, но всё же…

Большое будущее

После того, как полимерные солнечные батареи были поставлены на поток, они всё чаще появляются в самых разных областях жизнедеятельности человека.

Современные батареи не только легко изгибаются в любом направлении, их можно разделить на части при помощи обыкновенного ножа.
Первые варианты батарей быстро стали применяться в обшивке домов. Из гибких солнечных батарей можно получить конструкцию практически любой формы. Если раньше, для установки панелей требовалась идеально ровная крыша, то сейчас полимер можно изогнуть в любом порядке. Даже получить волну не хуже, чем у шифера.

Электроэнергия – это то, чего так недостаёт путешественнику. Для туризма разработано немало устройств, способных вырабатывать ценные вольты вдали от цивилизации. Гибкая батарея, в свёрнутом виде, не занимает много места в дорожном рюкзаке. Вес совершенно ничтожен. Для приведения в действие нужны секунды. А питания вполне достаточно, чтобы подключить приёмник или зарядить аккумулятор сотового телефона.

Планируется даже пошив одежды из гибких солнечных батарей. Такой фасон очень подойдёт северянам, которые смогут согреваться без толстых неуклюжих шуб.
Одной из самых интересных разработок являются прозрачные гибкие солнечные панели. Эти источники энергии будут использоваться вместо стёкол в домах, что позволит получать максимально эффективную площадь, освещаемую солнцем.

Powerfilm: на шаг впереди

Эта компания является одной из лучших производителей зарядных устройств, работающих от солнечной энергии. Именно в её продукции максимально эффективно используются гибкие солнечные батареи.

Сейчас компания выпускает целый спектр устройств, которые способны возродить к жизни не только обыкновенный фонарик, но и осветить небольшой частный домик или палаточный городок. Но основным назначением на этот момент остаются зарядки для мобильных устройств.

Если раньше таких зарядок хватало на несколько минут телефонного разговора, то сейчас зарядные устройства PowerFilm Solar в состоянии поддерживать работоспособность ноутбука.

Батареи PowerFilm уже способны вырабатывать энергию, мощностью до 3 кВт.

За солнечной энергией стоит большое будущее, смотрите видео об этом:

Отопление водоснабжение котельная

Монтаж отопления

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ > https://resant.ru/

Телефон: 8(495)744-67-74

Оказываем услуги по монтажу систем отопления, водоснабжения для частных загородных домов, дач, организаций. Осуществляем поставку оборудования для проведения работ со скидками.

Наши услуги:

Отопление: > https://resant.ru/otoplenie-doma.html

Монтаж, проектирование, сервисное обслуживание ремонт. Отопление по типу: автономное, водяное, частное, дровяное, индивидуальное, газовое, естественное.

Водоснабжение: > https://resant.ru/vodosnabzhenie-doma.html

Котельная: > https://resant.ru/kotelnaya-doma.html

Для частного дома и промышленного предприятия. Проведем установку котла, рапределительных модулей контуров отопления, установим элементы автоматизации для контроля температурой.

Все работы выполняем под ключ. +7(495)744-67-74 ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ

Гибкие солнечные панели: конструктивные особенности, преимущества и недостатки

Дата публикации: 29 апреля 2019

Популярность альтернативных источников электроэнергии постоянно растет, и одновременно с ней появляется новое оборудование. Если еще несколько лет назад производители предлагали потребителям исключительно жесткие солнечные модули, то сегодня на рынке представлены гибкие солнечные панели. По техническим характеристикам они ни в чем не уступают жестким батареям.

Устройство гибких панелей

Гибкие солнечные батареи изготавливаются следующим образом: на основание напыляется несколько слоев кремния, затем к нему крепятся электроды. Завершающий этап – ламинирование конструкции. В качестве основания чаще всего используется стеклолист или стальная лента. Готовые панели можно сгибать и скручивать в рулоны, на их технических характеристиках это никак не отобразится.

Читать еще: Самодельные бумажные жидкие обои

Для производства батарей также применяется полимерное напыление с алюминиевыми проводниками. Благодаря этому они получаются легкими и тонкими.

Панели имеют простую конструкцию. Но для подачи электрического тока в сеть понадобятся дополнительные элементы:

аккумуляторы для накопления энергии;
инвертор, который будет преобразовывать постоянный ток в переменный;
система корректировки заряда аккумулятора.

Особенности эксплуатации гибких модулей

Зная особенности использования гибких солнечных панелей, вы сможете определить эффективные варианты их установки:

гелиопанели этого типа рационально использовать в регионах с жарким климатом, где много солнечного света;
максимальной продуктивности устройств удается достичь, если монтировать их на крупных гелиокомплексах;
в условиях пасмурной погоды производительность устройств снижается, поэтому владелец дома должен заблаговременно позаботиться о возможности подключения к централизованному источнику электроэнергии;
при нагревании фотоэлемента падает производительность гелиопанелей;
во время монтажа батареи рекомендуется располагать с южной стороны дома под углом 35-40°.

Благодаря небольшому весу гибкие солнечные модули рационально применять в таких случаях:

для установки на электромобилях и электросамолетах;
во время пеших походов (панели можно нашить на куртки и рюкзаки, тогда подзарядка аккумуляторов будет происходить во время движения);
на крышах палаток, охотничьих домиков;
на крышах яхт.

Гибкие модули применяют как достойную альтернативу кровельному материалу. Для этого их надо закрепить на крыше из шифера, черепицы или металлопрофиля. Такая конструкция не только придает дому оригинальный вид, но и служит для выработки энергии. Свернутые в трубку гибкие панели можно брать с собой в поход в качестве основного источника получения электричества. Небольшой вес позволяет переносить их на большие расстояния.

Преимущества и недостатки

Если вы решили использовать солнечное излучение в качестве источника электроэнергии, обязательно изучите преимущества и недостатки гибких солнечных батарей.

Преимущества

устойчивость к воздействию влаги и механическим повреждениям;
высокий уровень оптического поглощения фотонов;
легкость;
мобильность;
более высокий КПД по сравнению с жесткими батареями;
тонкая податливая структура;
возможность установки на неровную поверхность и покрытия сложной формы;
способность работать даже в облачную погоду;
небольшие расходы на установку;
различные варианты применения.

Недостатки

более высокая цена по сравнению с солнечными батареями других типов;
небольшой срок службы – около 3 лет, после этого потребуется замена модулей;
помимо батарей потребуется установка другого дорогостоящего оборудования;
длительный период окупаемости конструкции.

Что надо учитывать при выборе модулей

При выборе и покупке гибких солнечных панелей следует обращать внимание на такие параметры:

Мощность. Зависит от количества электроэнергии, которую будут потреблять подключенные к сети приборы. К примеру, для полноценной работы ноутбука мощность панелей должна составлять не менее 15 Вт.
Вес. Если солнечный модуль покупается для туристических походов, его вес должен быть минимальным. Для установки на крыши домов можно покупать более тяжелые панели.
Напряжение. Этот показатель также зависит от того, какие электрически приборы будут подключаться к батареям. К примеру, для ноутбука будет достаточно 12 В. Панели должны иметь встроенный или дополнительный стабилизатор напряжения, так как на выходное напряжение оказывает сильное влияние яркость солнечного света.
Материал. Для местности, расположенной в северных регионах РФ, рекомендуется покупать гелиопанели из текстурированного стекла. Жителям районов с коротким световым днем следует остановить свой выбор на модулях из микроморфного кремния.

Большинство покупателей отдает предпочтение солнечным батареям иностранного производства. Однако модули российского производства также хорошо проявили себя в использовании, и они ориентированы на наши климатические условия.

Известные производители гибких солнечных панелей:

Sun Power,
Sharp Solar,
First Solar,
Trina Solar,
Suntech,
eArche,
Solar Frontier.

«Квант»;
«Телеком ˗ СТВ»;
«Сатурн»;
Рязанский завод металлокерамических изделий;
«Авелар Солар Технолоджи».

Гибкие солнечные элементы имеют некоторые конструктивные недоработки. Но очевидно, что их ожидают большие перспективы.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Особенности и сфера применения гибких солнечных панелей

Люди давно задумываются об экологически чистых и дешевых энергетических ресурсах. Поэтому альтернативой энергетики, основанной на применении углеводородов, становятся ветряки и солнечные батареи. Тяжеловесные конструкции со временем трансформировались в изящные панели. Их используют в быту, автомобилестроении, освоении космоса.

Устройство и работа модулей

Гибкая солнечная панель устроена следующим образом: тонкая подложка покрыта кремниевым полупроводником. Толщина панели с напылением составляет не более 1 мкм. Полупроводник нагревается солнцем, в результате чего электроны перемещаются в заданном направлении. К элементам монтируют выводы и формируют батарею. Для работы такой мобильной электростанции используют солнечную энергию.

Крупногабаритные, с маленьким КПД, солнечные батареи ушли в прошлое. Современным моделям не требуется максимальное количество солнечного света, а сами конструкции стали легкими, гибкими, мобильными, их можно свернуть в трубку и взять с собой в поход.

В настоящее время аморфный кремний заменяют сульфиды и теллуриды кадмия, медно-галлиевые и индиевые диселениды, полимерные соединения.

Читать еще: Как самостоятельно утеплить балкон изнутри своими руками. Пошаговая инструкция

Для повышения КПД современные технологии позволяют выпускать многослойные полупроводниковые конструкции. Каскадное строение панели дает возможность преобразовывать отраженный свет несколько раз, что доводит их работоспособность почти до кристаллических вариантов.

Несмотря на то что устройство выглядит довольно просто, для подачи тока в сеть необходимы дополнительные составляющие:

Аккумулятор, накапливающей энергию. Он нужен при перепадах напряжения.
Инвертор, переводящий постоянный ток в переменный.
Система для корректировки заряда аккумулятора.

Отличительные характеристики

Гибкие гелиомодули имеют свои особенности:

Тонкая податливая структура батарей дает возможность использовать их на нестандартных типах поверхности.
Имеют высокий уровень оптического поглощения фотонов, это увеличивают их КПД.
Гибкие батареи способны работать даже в облачную погоду, что говорит о высокой производительной выработке.
Наиболее актуален такой вид энергии в жарком климате, там, где гелиомодули получают максимальное количество солнечных лучей.
Особо высокую продуктивность солнечные панели показывают на крупных гелиокомплексах.

Преимущества и недостатки

Гибкая солнечная панель, благодаря своей мобильности, имеет преимущества над другими видами батарей.

К ее достоинствам относится:

Надежность изделия обеспечена мерами, предохраняющими от механического разрушения, воздействия влаги. Легкий вес и большая площадь позволяет панели оставаться невредимой при падении с многометровой высоты. Большинство конструкций оснащены чехлами.
Ультратонкая панель имеет небольшую массу, 6-ваттная батарея весит менее 300 грамм, тогда как кристаллическая таких же параметров – на 100 г больше.
Эффективность работы пленочных моделей составляет 15%, кристаллических – 20%. Но в пересчете КПД на массу тела, солнечная панель имеет преимущества.

К недостаткам можно отнести цену, которая превышает стоимость жесткой батареи. Пока еще не слишком большой спрос удерживает ценовую политику. Постепенно ситуация в этом отношении будет улучшаться.

Применение

Устройства, преобразующие свет в электрический ток, давно нашли свое применение. Гибкие солнечные панели облегчают жизнь людей во многих сферах деятельности, от бытового уровня до космических разработок.

При архитектурной отделке домов гибкие панели монтируют на крышах и в окнах зданий. Стекло «триплекс» с функционалом солнечной генерации собирает энергию света, не нарушая прозрачность окон и создает приятный микроклимат в помещении. В комнатах, где установлены окна с триплексом, можно обходиться без кондиционера.

Подобные стекла устанавливают в учебных заведениях, торговых павильонах, на остановках общественного транспорта, его используют для уличных бассейнов и в теплицах.

Небольшой вес панелей делает их востребованными в самолетостроении, ими оснащают электрические автомобили, лодки, аэростаты. Нашли свое применение гибкие конструкции в военном деле, судостроении, кинематографе, их применяют работники полиции и МЧС.

Панели монтируются на любой поверхности, поэтому их с успехом используют в быту.

Пленочную батарею можно встретить на часах, калькуляторах, в качестве нашивок на одежде, на чехлах. Некоторые модули созданы для ношения на сумках и рюкзаках. Power bank с солнечными фотоэлементами позволяет в экспедициях и походах заряжать телефоны, планшеты, фонарики, фотоаппараты.

Фотопанели на основе аморфного кремния нашли свое применение на космических станциях, с учетом малого веса, их легко доставить на околоземную орбиту, а энергоемкость подобных конструкций в пять раз превышает кристаллические варианты. Удобно использовать солнечные панели на объемных гелиостанциях, где достаточно места для их размещения.

Выбор

Одним из важных критериев выбора являются климатические условия местности, в которой будут установлены гелиопанели. Учитывается количество солнечных дней в году и длина самого дня. Исходя из этих данных, определяется мощность электроэнергии, которую должна вырабатывать батарея в час или сутки. Для северных районов подойдет текстурированное стекло, оно эффективно справляется с работой даже в пасмурные дни. Модули из микроморфного кремния не требуют точной ориентации на солнце, их суммарная годовая мощность превосходит другие тонкопленочные батареи. На них часто останавливают свой выбор жители районов с малой освещенностью.

Выбирая модуль для дома, необходимо продумать, какие электроприборы будут востребованы, хватит ли для них мощности предполагаемой покупки.

Нужно заранее определиться с местом для солнечных панелей и предусмотреть резервную территорию, если понадобится нарастить мощность.

При покупке учитывается тип конструкции, материал, толщина фотоэлемента, производитель модуля – все это влияет на цену, качество и длительность работы. Не обязательно переплачивать за иностранные бренды, хорошо себя зарекомендовали модули российского производства, ориентированные на наши климатические условия.

Для расчета количества модулей, следует учитывать, что семья из 4 человек, в среднем, потребляет 200–300 кВт электроэнергии в месяц. Солнечные панели вырабатывают с одного квадратного метра примерно от 25 Вт до 100 Вт в сутки. Для полного удовлетворения дома в потребностях электричества, понадобится 30–40 секций. Оснащение солнечными батареями обойдется семье около 10 тысяч долларов. Устанавливать панели следует на южную сторону крыши, куда попадает максимальное количество солнечных лучей.

Чтобы определиться с выбором, следует понять, какой тип модуля больше подходит покупателю:

Монокристаллические фотоэлементы стоят 1,5 доллара за Вт. Они имеют меньшие размеры и более эффективны, чем другие виды подобных батарей. Их общее покрытие занимает меньше места. Учитывая мощность и качество, лучше сделать выбор в их пользу. Единственным минусом является высокая стоимость.
Поликристаллические батареи стоят 1,3 доллар за Вт. По мощности они уступают монокристаллическим, но и оцениваются дешевле. Бюджетные возможности привлекают покупателей, к тому же последние разработки подобных батарей сильно приблизили их КПД к монокристаллическим аналогам.

Читать еще: Пылесосы samsung без мешка: десятка лучших моделей на что смотреть перед покупкой - Электромонтаж

Как работают гибкие солнечные батареи: особенности конструкции

Бесплатная электрическая энергия, или хотя бы дешёвая – вот мечта чуть ли не каждого человека на нашей планете. Как бы не дешевела нефть, какие запасы газа ни использовались и насколько страны ни гордились своими мощными АЭС, обыкновенному обывателю о дешёвом электричестве остаётся только грезить. Альтернативные источники постепенно начинают отстранять государственные службы от монополии на энергетику.

Уже никого не удивляет ветряк, расположенный в соседнем дворе, крыши домов начинают покрываться панелями солнечных батарей. Как считают учёные, именно на использование солнечных лучей сейчас делается наибольшая ставка. С каждым днём источники солнечной энергии находят всё новое применение. И также быстро они меняют свой вид. Теперь в моде гибкие солнечные батареи, о которых и пойдет речь в нашей статье.