L'energia solare è una delle fonti di elettricità alternative più promettenti e in rapido sviluppo. Questa è una risorsa senza limiti che può essere utilizzata in qualsiasi parte del mondo senza inquinare l'ambiente. D'accordo, sarebbe bello avere la tua fonte di energia alternativa.
Si scopre che ora l'energia solare può essere convertita in elettricità direttamente a casa. Invece di pannelli di telaio ingombranti e fragili, i pannelli solari flessibili vengono ora sempre più utilizzati. Ma come metterlo in pratica?
Contribuiremo a gestire il dispositivo di pannelli solari flessibili e il principio del loro lavoro. Consigli utili per la selezione e l'installazione delle strutture sono presentati nel nostro articolo. E per facilitare la percezione delle informazioni, l'articolo contiene fotografie e video tematici.
Cosa sono i pannelli solari?
Per capire se i pannelli flessibili sono adatti per generare elettricità, è necessario comprendere la teoria.
Cos'è una batteria solare, in che modo la struttura dei modelli flessibili è diversa dalle altre? Ed è anche molto importante scoprire i vantaggi e gli svantaggi di questo particolare tipo di celle solari anche prima dell'acquisto.
La struttura e i principi di funzionamento dei pannelli flessibili
Il principio di funzionamento della batteria solare si basa su un concetto come il fotovoltaico. La luce, come sapete, può essere considerata sia come un'onda che come un flusso di particelle: i fotoni. La capacità di convertire l'energia dei fotoni in elettricità è il fotovoltaico.
I primi prototipi di moderne celle solari furono inventati negli anni '50. Da allora, sono sostanzialmente cambiati sia esternamente sia secondo il principio del lavoro. Effetto fotovoltaico reso possibile dall'uso di semiconduttori
Un semiconduttore è un materiale che ha una speciale struttura atomica. Un semiconduttore di tipo n ha elettroni extra e gli atomi di semiconduttore di tipo p ne sono privi. Per assemblare la fotocellula, 2 tipi di materiali sono combinati per formare una struttura a due strati.
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Lo sviluppo e l'implementazione di pannelli solari flessibili ha notevolmente ampliato la portata e le opzioni di installazione di utili elettrodomestici
La deposizione di cristalli di silicio con proprietà fotoelettriche su una base flessibile ha eliminato il principale svantaggio delle celle solari: la fragilità
Lo strato fotoelettrico viene spruzzato su sottili lastre di metallo, strisce e un film polimerico. A seconda della rigidità della base, la batteria può piegarsi con un angolo da 30º a 180º, piegandosi in un rotolo
Il pannello solare flessibile può essere piegato in modo da raccogliere la massima quantità possibile di luce solare
Attaccare un pannello solare flessibile al padiglione di una piscina estiva in policarbonato consentirà il modo più razionale di mantenere una piacevole temperatura di balneazione in un bacino artificiale
La posizione del pannello solare flessibile sul tetto della tenda, camper, tenda da sole solare elimina la necessità di cercare un posto dove posizionare una banca durante una vacanza in campagna
L'uso di pannelli solari flessibili è una priorità se si suppone che la mini centrale elettrica sia installata su un design insolito. L'idea dell'architetto non soffrirà
Sono i pannelli solari flessibili che si consiglia di montare sui tetti, la cui capacità portante non è stata originariamente progettata per l'installazione di strutture aggiuntive
Montaggio della batteria sui tapparelle della lamella
Caricabatterie flessibile con fotocellula flessibile
Raggio di curvatura solare
La formazione della superficie più efficace
Adesivo solare in policarbonato
Uso efficiente dello spazio libero
Atteggiamento ragionevole verso le forme architettoniche
Un vantaggio importante è la leggerezza del sistema.
Le fotocellule separate sono combinate in un pannello. I pannelli possono essere rigidi, in una robusta struttura in metallo. Ora c'è la tendenza a facilitare la progettazione di pannelli fotografici. Le celle solari flessibili e leggere stanno guadagnando popolarità.
Il principio di funzionamento della batteria solare può essere descritto come segue:
- La luce solare colpisce la superficie della fotocellula dal lato dello strato n.
- I fotoni si scontrano con gli atomi del semiconduttore, "eliminando" gli elettroni extra.
- Gli elettroni liberi si muovono verso lo strato p e cadono in atomi con una mancanza di particelle.
- Di conseguenza, lo strato superiore funge da catodo e lo strato inferiore funge da anodo.
- Produce corrente continua che può caricare facilmente la batteria.
Il silicio, il selenio e molti altri materiali più costosi sono usati come semiconduttori.
La corrente continua ricevuta dal pannello solare deve essere convertita in alternata, poiché la maggior parte degli apparecchi elettrici vi lavorano
Per i pannelli solari a film flessibile, viene utilizzato anche spray polimerico con conduttori in alluminio. Questa struttura rende i pannelli sorprendentemente sottili e leggeri.
Questa tecnologia sta appena iniziando a svilupparsi, ma il fatto che abbia grandi prospettive è fuori dubbio. Ma esamineremo i pannelli flessibili nel senso ampio di questa definizione.
Puoi leggere di più sui principi di funzionamento dei pannelli solari facendo clic sul collegamento.
I vantaggi delle celle solari flessibili
I vantaggi dei pannelli solari flessibili rendono questo metodo di produzione di elettricità uno dei più promettenti:
- peso;
- la dimensione;
- elasticità;
- prestazione;
- universalità;
- redditività;
- rispetto dell'ambiente;
- facilità d'uso.
I parametri geometrici e fisici dei pannelli, come dimensioni e peso, sono di grande importanza, dal momento che ci vorrà un gran numero di pannelli per fornire elettricità a un intero edificio residenziale, quando si utilizzano modelli pesanti potrebbe essere necessario rafforzare la struttura dell'edificio, il che aumenterà significativamente i costi di installazione.
Gli elementi flessibili leggeri e compatti non possono influire in modo significativo sulla distribuzione del carico sul telaio dell'edificio. Non rappresentano alcun pericolo per il tetto.
Le prestazioni delle batterie al silicio sono piuttosto elevate. In questo caso è difficile valutare l'efficienza, i pannelli a semiconduttore sono in grado di convertire la luce in elettricità del 20% in media.
Cioè, se la potenza della radiazione solare è di 200 watt, verranno generati circa 40 watt di elettricità.
I pannelli solari amorfi flessibili sono molto più tolleranti al tempo nuvoloso rispetto alle convenzionali strutture rigide a base di silicio.
Per fare un confronto, una batteria solare standard con tempo nuvoloso è in grado di funzionare solo al 10% della sua capacità, mentre un pannello flessibile produce circa il 50% dei valori nominali.
La flessibilità della batteria solare consente di dotarla di tetti irregolari, tetti di tegole e rivestimenti di forma complessa. Inoltre, sono abbastanza versatili, adatti per l'installazione sul tetto o sulla facciata di un edificio
Sunlight è una risorsa gratuita e illimitata. Questo è il suo indubbio vantaggio, che esprime l'efficienza incondizionata dei pannelli solari.
Inoltre, questo metodo di produzione di energia è completamente rispettoso dell'ambiente, non influenza lo stato dell'ambiente e non lo danneggia. Inoltre, abbandonando la popolare alternativa all'energia solare - centrali termiche, l'umanità riduce il livello di inquinamento dell'aria.
Svantaggi dei pannelli solari flessibili
Gli svantaggi dei pannelli solari flessibili sono anche sufficienti. In primo luogo, questa tecnologia si sta solo sviluppando e non ha ancora raggiunto l'apice delle sue capacità. Le batterie amorfe flessibili hanno prestazioni inferiori a quelle rigide in poli o cristallo singolo.
La struttura e il principio di funzionamento dei pannelli flessibili sono piuttosto complessi, ma tutti possono usarli. È sufficiente installare e collegare correttamente l'apparecchiatura
In secondo luogo, una lamina sottile e uno strato di rivestimento minimo si guastano relativamente rapidamente. Il periodo di garanzia di funzionamento di tali pannelli è di circa 3 anni.
Successivamente, le fotocellule iniziano a rompersi gradualmente e richiedono la sostituzione.
È incoraggiante che questo settore stia sviluppando rapidamente e stiano già comparendo casi più durevoli e potenti di pannelli solari flessibili a base di silicio amorfo.
Altri svantaggi sono inerenti a tutti i tipi di pannelli solari:
- durata del rimborso;
- alto prezzo;
- un gran numero di apparecchiature costose, oltre alle batterie stesse;
- dipendente dal tempo.
Un pannello flessibile con una potenza di circa 150 watt costa circa 40 mila rubli. o più, a seconda del produttore. 20 batterie, un set di batterie e attrezzature aggiuntive costerà una somma rotonda. Dato il costo di 1 kWh di elettricità, dovrai ripristinare il sistema per più di un anno.
Dove e come viene utilizzata l'energia solare?
I pannelli flessibili sono utilizzati in vari campi. Prima di elaborare un progetto di approvvigionamento energetico a casa utilizzando questi pannelli solari, scopri dove vengono utilizzati e quali sono le caratteristiche del loro utilizzo nel nostro clima.
Portata dei pannelli solari
L'uso di pannelli solari flessibili è molto ampio. Sono utilizzati con successo nell'elettronica, nell'elettrificazione di edifici, nella costruzione di automobili e aeromobili e in oggetti spaziali.
Nella costruzione, tali pannelli vengono utilizzati per fornire elettricità agli edifici residenziali e industriali.
L'energia solare può essere l'unica fonte di elettricità e può duplicare il tradizionale schema di alimentazione, in modo che in caso di insufficiente efficienza durante un certo periodo la casa non rimanga diseccitata
Caricabatterie portatili a celle solari flessibili sono disponibili per tutti e venduti ovunque. I grandi pannelli turistici flessibili per la generazione di elettricità in ogni angolo del globo sono molto popolari tra i viaggiatori.
Un'idea molto insolita ma pratica è quella di utilizzare un fondo stradale come base per batterie flessibili. Gli elementi speciali sono protetti dagli urti e non temono i carichi pesanti.
Le batterie flessibili sono anche buone perché possono essere utilizzate in quasi tutte le situazioni. Possono essere facilmente posizionati sul tetto dell'auto o dello scafo
Questa idea è già stata implementata. La strada "solare" fornisce energia ai villaggi circostanti, senza occupare un solo metro in più di terra.
Caratteristiche dell'uso di pannelli amorfi flessibili
Coloro che intendono iniziare a utilizzare i pannelli solari flessibili come fonte di elettricità per la propria casa dovrebbero conoscere le caratteristiche del loro funzionamento.
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Inserto zaino ad alta efficienza energetica
Caricatore portatile
Ricarica efficace al cottage
La presenza di una batteria integrata
I pannelli solari con una base in metallo flessibile vengono utilizzati laddove vengono poste maggiori richieste sulla durata delle mini centrali elettriche:
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Ponte di una nave marittima o fluviale
Tenda da sole su un battello fluviale
Raggio di curvatura ridotto
Installazione su un corpo metallico
Innanzitutto, gli utenti sono preoccupati per la domanda: cosa fare in inverno, quando le ore diurne sono brevi e non c'è abbastanza elettricità per il funzionamento di tutti i dispositivi?
Sì, con tempo nuvoloso e brevi ore di luce diurna, le prestazioni del pannello sono ridotte. Va bene quando esiste un'alternativa sotto forma della possibilità di passare a un alimentatore centralizzato. In caso contrario, è necessario fare scorta di batterie e caricarle nei giorni in cui il tempo è favorevole.
Una caratteristica interessante dei pannelli solari è che quando la fotocellula viene riscaldata, la sua efficienza viene notevolmente ridotta.
Nella calura estiva, i pannelli si riscaldano, ma funzionano peggio. In inverno, in una giornata di sole, le celle solari possono catturare più luce e convertirla in energia
Il numero di giorni chiari all'anno varia in base alla regione. Certo, nel sud è più razionale usare batterie flessibili, poiché il sole splende lì più a lungo e più spesso.
Dato che la Terra cambia posizione rispetto al Sole durante il giorno, è meglio disporre i pannelli universalmente, cioè dal lato sud con un angolo di circa 35-40 gradi. Questa situazione sarà rilevante sia al mattino che alla sera ea mezzogiorno.
Istruzioni per l'installazione dei pannelli solari sul tetto
Se decidi che i pannelli solari flessibili a base di silicio amorfo sono ciò di cui hai bisogno per fornire elettricità a una casa privata, inizia a pianificare i lavori.
Scegli l'attrezzatura giusta e stima il numero approssimativo di pannelli. Quindi leggere le regole per l'installazione e la successiva manutenzione delle celle solari.
Ma ricorda che l'uso dei tradizionali analoghi di silicio poli e monocristallino è molto più produttivo finora.
Passo 1. Calcolo del numero di pannelli
Qualsiasi lavoro inizia con il progetto. Per la progettazione è necessario effettuare i calcoli necessari, vale a dire:
- consumo giornaliero di elettricità;
- potenza totale richiesta delle fotocellule;
- capacità della batteria;
- numero di pannelli.
La cosa più semplice è calcolare il consumo di elettricità. Per fare ciò, prendere in considerazione assolutamente tutti gli apparecchi elettrici che si usano o che teoricamente si possono usare.
Un semplice esempio:
- frigorifero - 200 W;
- computer - 300 W;
- TV - 150 W;
- lampadine economiche - 5 pezzi da 20 watt ciascuno.
La potenza di ciascun dispositivo deve essere indicata nella sua documentazione o sulla custodia. Dopo aver aggiunto tutti i dati, otteniamo 750 watt. Sulla base di questo valore, viene selezionato un inverter: un dispositivo che converte la corrente continua in corrente alternata con la frequenza desiderata.
Assicurati di fare un piccolo margine e seleziona un inverter che è 0,5 kW più potente del valore calcolato. Cioè, per una potenza totale di 0,75 kW, è adatto un dispositivo non inferiore a 1,25 kW
Per una corretta connessione, i pannelli solari sono collegati alle batterie tramite il controller. Non confondere i contatti - più a più, meno a meno. Dalla batteria, la corrente viene indirizzata all'inverter e quindi agli apparecchi elettrici
Quindi è necessario raccogliere le batterie. La capacità della batteria (ad esempio, 200 A показывает h) indica quale corrente verrà emessa a una determinata tensione per un'ora.
La capacità richiesta può essere calcolata dividendo la potenza totale dei consumatori per la tensione di uscita della batteria solare. Nel nostro esempio, utilizziamo batterie da 12 volt. 750/12 = 62,5 A ∙ h.
Ma questa formula non è del tutto vera, poiché la maggior parte delle batterie non può essere scaricata a 0. Vi è una certa limitazione, ad esempio il 40%. Se il livello di carica scende al di sotto, ciò influirà in modo significativo sulla durata e sulla qualità della batteria.
Questo indicatore deve anche essere aggiunto alla formula:
750 W / (12V × 0.4) = 156.25 A ∙ h.
Per raggiungere tale capacità, è possibile combinare un gruppo di 2 batterie da 100 Ah ciascuna in un sistema.
Il numero di pannelli viene calcolato in base alla potenza del modello selezionato e alla regione in cui verranno installati. L'importanza della regione è difficile da sopravvalutare. Idealmente, è necessario trovare i valori del livello giornaliero di radiazione solare per la propria area. Per affidabilità, il valore minimo per l'anno viene preso, provvisoriamente, alla fine di dicembre.
Schematicamente, il livello di insolazione in diverse regioni può essere rappresentato come segue. I valori numerici possono essere trovati in directory specializzate o su Internet
Moltiplicando questo indicatore per il numero di giorni di calendario del mese, otteniamo il numero di kilowatt per 1 m2 di batteria solare flessibile a dicembre. Ad esempio, a Mosca questo è 0,33x31 = 10,23 kW / m2 e per Sochi - 1,25x31 = 38,75 kW / m2.Questo indicatore è chiamato il numero di ore.
Quindi dal massimo condizionale 0,75 kW consumato da tutti i dispositivi contemporaneamente, calcoliamo il consumo medio mensile - circa 25 kW. Per un mese, le nostre batterie flessibili devono generare almeno 25.000 watt, ed è meglio fare una piccola fornitura e arrotondare fino a 30 kW.
Pertanto, per 1 ora a Mosca dovrebbe essere 30 / 10.23 = 2.93 kW. Se i pannelli selezionati hanno una potenza di 150 W, non è difficile calcolare il loro numero: 2,93 / 0,15 = 20 pezzi.
Dopo tali semplici calcoli, puoi scegliere un inverter, un controller, una batteria e pannelli fotovoltaici flessibili adeguati nella giusta quantità.
Passo 2. Regole di installazione
L'installazione di celle solari flessibili può essere eseguita dall'utente.
Per fare ciò, vale la pena decidere dove posizionare esattamente i pannelli:
- sul tetto dell'edificio;
- sulla facciata della casa;
- su una struttura separata;
- circuito combinato.
L'opzione più popolare è sul tetto. Se la forma o la configurazione del tetto non lo consentono, è meglio costruire un telaio aggiuntivo su cui posizionare le batterie. Questo è più costoso, ma se il tetto è ombreggiato o difficile da raggiungere, questa opzione diventa razionale.
La posizione sulla facciata viene utilizzata quando non c'è abbastanza spazio sul tetto. I pannelli possono diventare parte di un'idea di design e svolgere il ruolo di decorazione domestica
Le celle fotovoltaiche solari flessibili sul lato inferiore hanno uno strato resinoso appiccicoso.
È sufficiente rimuovere la pellicola protettiva e incollare il pannello nella posizione selezionata. Naturalmente, prima di montare la superficie deve essere pulita e lavata.
Non sono necessari strumenti di installazione specializzati. La cosa principale è prendersi cura della propria sicurezza mentre si lavora sul tetto. È anche molto importante osservare lo schema elettrico dell'apparecchiatura e non interrompere la sequenza
Da un lato, il modulo solare ha 2 cavi di uscita. Ciascun pannello è posizionato in modo tale che questi fili possano successivamente essere combinati con un bus per la connessione seriale.
Raccomandiamo inoltre di leggere il nostro altro materiale, che descrive in dettaglio gli schemi e i metodi di installazione per il collegamento dei pannelli solari. Leggi di più qui.
Passaggio n. 3. Cura del sistema dopo l'installazione
Dopo aver installato le celle solari flessibili, dovranno essere costantemente assistiti e monitorati, altrimenti la loro efficacia potrebbe ridursi notevolmente. L'importante è mantenere puliti i pannelli. Polvere, sporco, escrementi di uccelli: tutti questi fattori riducono le prestazioni del sistema, poiché limitano l'assorbimento della luce solare da parte delle fotocellule.
I pannelli solari devono essere puliti quando si sporcano. Ecco perché non è consigliabile posizionarli in punti difficili da raggiungere su un tetto complesso.
Se il tuo sistema non può essere riparato da te stesso, puoi sempre trovare un artista con i macchinari e le attrezzature appropriate. Certo, sarà più costoso.
I pannelli solari a base di silicio amorfo, come analoghi duri, possono essere lavati con una normale spugna bagnata o un panno in microfibra. Il pannello non ha paura dell'acqua (dopo tutto, questa apparecchiatura è installata all'aperto), se li lavi regolarmente, dureranno più a lungo
Un altro problema rilevante per le nostre regioni è la neve. In inverno, le batterie si addormentano nella neve e smettono di funzionare. Le precipitazioni devono essere costantemente pulite, ma non troppo grossolane, altrimenti l'apparecchiatura stessa potrebbe essere danneggiata.
I video e le recensioni che esaminano i pannelli flessibili di produttori famosi ti aiuteranno a fare la scelta giusta. Sarai in grado di vedere come sarà la tua casa dopo l'installazione delle apparecchiature, gli esperti ti aiuteranno a scegliere il giusto numero di batterie e prendere in considerazione le regole di installazione.
Come sono disposti i pannelli solari flessibili e di cosa sono fatti:
Puoi installare una batteria flessibile in un appartamento sulla facciata di un grattacielo, perché no:
Un po 'di più sulla produzione e sui vantaggi degli elementi flessibili:
I pannelli solari consentono di diventare non volatili, non di monitorare i prezzi e le utenze del gas. Se investi un determinato importo una volta, puoi consumare energia senza limiti per l'utilizzo di elettrodomestici, il riscaldamento della tua casa e la ricarica della batteria di un veicolo elettrico. Sempre più persone stanno passando all'energia alternativa, perché il futuro è alle spalle.
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