Pannelli solari flessibili: panoramica dei design tipici, delle loro caratteristiche e delle caratteristiche di connessione

L’energia solare è una delle fonti alternative di elettricità più promettenti e in rapido sviluppo.Si tratta di una risorsa illimitata che può essere utilizzata ovunque sul pianeta senza inquinare l’ambiente. D'accordo, sarebbe bello avere la tua fonte alternativa di elettricità.

Si scopre che ora puoi convertire l'energia solare in elettricità direttamente a casa. Al posto dei pannelli con telaio ingombranti e fragili, oggi vengono sempre più utilizzati i pannelli solari flessibili. Ma come si può mettere in pratica tutto questo nella pratica?

Ti aiuteremo a comprendere la struttura dei pannelli solari flessibili e il principio del loro funzionamento. 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 a generare elettricità, è necessario comprendere la teoria.

Cos'è una batteria solare, in cosa differisce la struttura dei modelli flessibili dagli altri? È anche molto importante scoprire vantaggi e svantaggi di questo particolare tipo di celle solari prima dell'acquisto.

Struttura e principi di funzionamento dei pannelli flessibili

Il principio di funzionamento di una batteria solare si basa sul concetto del fotovoltaico.La luce, come è noto, 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 dei moderni pannelli solari furono inventati negli anni '50. Da allora, sono cambiati in modo significativo sia nell'aspetto che nel principio di funzionamento. L'effetto fotovoltaico è reso possibile dall'utilizzo di semiconduttori

Un semiconduttore è un materiale che ha una struttura atomica speciale. Un semiconduttore di tipo n ha elettroni extra, mentre gli atomi in un semiconduttore di tipo p ne sono privi. Per assemblare una fotocellula si combinano 2 tipi di materiali per formare una struttura a due strati.

Le singole fotocellule sono combinate in pannelli. I pannelli possono essere rigidi, in una struttura metallica resistente. Ora c'è la tendenza ad alleggerire il design dei pannelli fotografici. Le celle solari flessibili e leggere stanno guadagnando popolarità.

Il principio di funzionamento di una batteria solare può essere descritto come segue:

1. La luce solare colpisce la superficie della fotocellula dal lato dello strato n.
2. I fotoni si scontrano con gli atomi dei semiconduttori, "eliminando" gli elettroni in eccesso.
3. Gli elettroni liberi si muovono verso lo strato p e finiscono negli atomi privi di particelle.
4. Di conseguenza, lo strato superiore funge da catodo e lo strato inferiore funge da anodo.
5. Viene generata una corrente continua che può caricare facilmente la batteria.

Come semiconduttori vengono utilizzati silicio, selenio e molti altri materiali più costosi.

La corrente continua ricevuta dal pannello solare deve essere convertita in corrente alternata, poiché la maggior parte degli apparecchi elettrici funziona con essa

Per le celle solari a film flessibile viene utilizzato anche il rivestimento polimerico con conduttori in alluminio.Questa struttura rende i pannelli sorprendentemente sottili e leggeri.

Questa tecnologia sta appena iniziando a svilupparsi, ma non c'è dubbio che abbia grandi prospettive. Ma esamineremo i pannelli flessibili nel senso ampio di questa definizione.

Puoi leggere ulteriori informazioni sui principi di funzionamento dei pannelli solari facendo clic su collegamento.

Vantaggi delle celle solari flessibili

I vantaggi dei pannelli solari flessibili rendono questo metodo di generazione di elettricità uno dei più promettenti:

• peso;
• misurare;
• elasticità;
• prestazione;
• versatilità;
• efficienza;
• compatibilità ambientale;
• facilità d'uso

I parametri geometrici e fisici dei pannelli, come dimensione e peso, sono di grande importanza, poiché per fornire energia elettrica ad un intero edificio residenziale sarà necessario un gran numero di pannelli; quando si utilizzano modelli pesanti, potrebbe essere necessario rinforzarli la struttura dell’edificio, il che aumenterà significativamente i costi di installazione.

Gli elementi flessibili leggeri e compatti non influenzano in modo significativo la distribuzione del carico sulla struttura dell'edificio. Non rappresentano alcun pericolo per la copertura del tetto

Le prestazioni delle batterie al silicio sono piuttosto elevate. È difficile stimare l'efficienza in questo caso; i pannelli semiconduttori sono in grado di convertire la luce in elettricità in media del 20%.

Cioè, se la potenza della radiazione solare è di 200 W, verranno ricevuti circa 40 W di elettricità.

I pannelli solari amorfi flessibili sono molto più tolleranti al tempo nuvoloso rispetto alle tradizionali strutture rigide a base di silicio.

In confronto, un pannello solare standard può funzionare solo al 10% della sua capacità in condizioni di tempo nuvoloso, mentre un pannello flessibile può funzionare a circa il 50% della sua potenza nominale.

La flessibilità della batteria solare consente di equipaggiarla con tetti con superfici irregolari, tetti in tegole e coperture di forme complesse. Allo stesso tempo sono abbastanza versatili, adatti per l'installazione sul tetto o sulla facciata di un edificio

La luce solare è una risorsa gratuita e illimitata. Questo è il suo indubbio vantaggio, che riflette l'efficienza incondizionata dei pannelli solari.

Inoltre, questo metodo di produzione di energia è completamente rispettoso dell'ambiente e non influisce in alcun modo sull'ambiente né lo danneggia. Inoltre, abbandonando l'alternativa popolare all'energia solare: le centrali termiche, l'umanità sta riducendo il livello di inquinamento atmosferico.

Svantaggi dei pannelli solari flessibili

Anche i pannelli solari flessibili presentano molti svantaggi. In primo luogo, questa tecnologia si sta appena sviluppando e non ha ancora raggiunto l'apice delle sue capacità. In termini di prestazioni, le batterie amorfe flessibili sono inferiori a quelle rigide policristalline o monocristalline.

La struttura e il principio di funzionamento dei pannelli flessibili sono piuttosto complessi, ma tutti possono utilizzarli. È sufficiente installare e collegare correttamente l'apparecchiatura

In secondo luogo, la pellicola sottile e uno strato di rivestimento minimo si guastano in tempi relativamente brevi. Il periodo di garanzia per tali pannelli è di circa 3 anni.

Successivamente le fotocellule iniziano a guastarsi gradualmente e richiedono la sostituzione.

La buona notizia è che questo settore si sta sviluppando rapidamente e stanno già comparendo esempi più durevoli e potenti di pannelli solari flessibili basati su silicio amorfo

Altri svantaggi sono inerenti a tutti i tipi di pannelli solari:

• periodo di rimborso;
• alto prezzo;
• un gran numero di apparecchiature costose, oltre alle batterie stesse;
• dipendenza dalle condizioni meteorologiche.

Un pannello flessibile con una potenza di circa 150 W costa circa 40 mila rubli. o più, a seconda del produttore. 20 batterie, un set di batterie e apparecchiature aggiuntive costeranno una bella somma. Tenendo conto del costo di 1 kWh di elettricità, dovrai pagare il sistema per più di un anno.

Dove e come viene utilizzata l’energia solare?

I pannelli flessibili trovano impiego in diversi ambiti. Prima di elaborare un progetto per alimentare la tua casa utilizzando questi pannelli solari, scopri dove vengono utilizzati e quali sono le caratteristiche del loro utilizzo nel nostro clima.

Campo di applicazione dei pannelli solari

L’utilizzo dei pannelli solari flessibili è molto ampio. Sono utilizzati con successo nell'elettronica, nell'elettrificazione degli edifici, nella produzione di automobili e aerei e nelle strutture 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, oppure può duplicare il tradizionale schema di alimentazione elettrica, in modo che in caso di efficienza insufficiente per un certo periodo, la casa non rimanga senza elettricità.

I caricabatterie portatili basati su celle solari flessibili sono alla portata di tutti e vengono venduti ovunque. I grandi pannelli turistici flessibili per generare elettricità in ogni angolo del globo sono molto apprezzati dai viaggiatori.

Un'idea molto insolita ma pratica è quella di utilizzare il manto stradale come base per le batterie flessibili. Gli elementi speciali sono protetti dagli urti e non temono i carichi pesanti.

Anche le batterie flessibili sono utili perché possono essere utilizzate praticamente in ogni situazione. Possono essere facilmente posizionati sul tetto di un'auto o sullo scafo di uno yacht.

Questa idea è già stata implementata. La strada “solare” fornisce energia ai villaggi circostanti senza occupare un solo metro di terreno in più.

Caratteristiche dell'utilizzo 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 specifiche del loro funzionamento.

I pannelli solari con base metallica flessibile vengono utilizzati laddove vengono poste maggiori esigenze in termini di resistenza all'usura delle minicentrali elettriche:

Innanzitutto gli utenti si chiedono: cosa fare in inverno, quando le ore diurne sono poche e non c'è abbastanza elettricità per far funzionare tutti i dispositivi?

Sì, con tempo nuvoloso e con brevi ore di luce diurna, le prestazioni dei pannelli diminuiscono. È positivo quando esiste un’alternativa sotto forma di possibilità di passare a un’alimentazione elettrica centralizzata. Se non ce l'hai, devi fare scorta batterie e caricarli nei giorni in cui il tempo è favorevole.

Una caratteristica interessante delle celle solari è che quando la cella solare si riscalda, la sua efficienza diminuisce in modo significativo.

Nella calura estiva i pannelli si surriscaldano, ma funzionano peggio. In inverno, in una giornata soleggiata, le fotocellule sono in grado di catturare più luce e convertirla in energia

Il numero di giorni sereni all'anno dipende dalla regione. Naturalmente, al sud è più razionale utilizzare batterie flessibili, poiché lì il sole splende più a lungo e più spesso.

Poiché durante il giorno la Terra cambia posizione rispetto al Sole, è meglio posizionare i pannelli universalmente, cioè sul lato sud con un angolo di circa 35-40 gradi.Questa situazione sarà rilevante sia al mattino che alla sera e a 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 il lavoro.

Selezionare l'attrezzatura adeguata e stimare 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 policristallini e monocristallini del silicio è ancora molto più produttivo.

Passo 1. Calcolo del numero di pannelli

Qualsiasi lavoro inizia con un progetto. Per la progettazione è necessario effettuare i calcoli necessari, vale a dire:

• consumo giornaliero di energia elettrica;
• potenza totale richiesta delle fotocellule;
• capacità della batteria;
• numero di pannelli.

La cosa più semplice è calcolare il consumo di elettricità. Per fare ciò, devi prendere in considerazione assolutamente tutti gli apparecchi elettrici che usi o teoricamente puoi usare.

Esempio semplice:

• frigorifero – 200 W;
• computer: 300 W;
• televisore – 150 W;
• lampadine economiche - 5 pezzi da 20 W ciascuna.

La potenza di ciascun dispositivo deve essere indicata nella sua documentazione o sulla custodia. Dopo aver aggiunto tutti i dati otteniamo 750 W. In base a questo valore, viene selezionato inverter - un dispositivo che converte la corrente continua in corrente alternata alla frequenza richiesta.

Assicurati di fare un piccolo margine e scegli un inverter 0,5 kW più potente del valore calcolato. Cioè, per una potenza totale di 0,75 kW, è adatto un dispositivo non più debole di 1,25 kW

Per una corretta connessione, i pannelli solari sono collegati alle batterie tramite un controller.Non confondere i contatti: più con più, meno con meno. Dalla batteria, la corrente viene inviata all'inverter e quindi agli apparecchi elettrici

Quindi è necessario selezionare le batterie. La capacità della batteria (ad esempio, 200 A∙h) mostra quanta corrente verrà prodotta con una determinata tensione per un'ora.

È possibile calcolare la capacità richiesta 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 corretta, poiché la maggior parte delle batterie non può essere scaricata fino a 0. Esiste un certo limite, ad esempio il 40%. Se il livello di carica scende al di sotto di questo, ciò influisce notevolmente sulla durata e sulle prestazioni della batteria.

Anche questo indicatore deve essere aggiunto alla formula:

750 W/(12Vx0,4)=156,25 A∙h.

Per ottenere tale capacità è possibile combinare nel sistema un gruppo di 2 batterie da 100 Ah ciascuna.

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, dovresti trovare i livelli di radiazione solare giornalieri per la tua zona. Per affidabilità, viene preso il valore minimo dell'anno, approssimativamente alla fine di dicembre.

Schematicamente, il livello di insolazione nelle diverse regioni può essere rappresentato come segue. I valori numerici possono essere trovati in libri di consultazione specializzati o su Internet

Moltiplicando questa cifra per il numero di giorni di calendario del mese, otteniamo il numero di kilowatt per 1 m2 di batteria solare flessibile per dicembre. Ad esempio, a Mosca è 0,33x31=10,23 kW/m2, e a Sochi – 1,25x31=38,75 kW/m2. Questa cifra è chiamata numero di pico-ore.

Quindi, dal massimo condizionale di 0,75 kW consumati da tutti i dispositivi contemporaneamente, calcoliamo il consumo medio mensile - circa 25 kW. In un mese le nostre batterie flessibili dovrebbero produrre almeno 25.000 W, ma è meglio fare una piccola riserva e arrotondare a 30 kW.

Pertanto, per 1 pico-ora a Mosca dovrebbe essere 30/10,23 = 2,93 kW. Se i pannelli selezionati hanno una potenza di 150 W, non è difficile calcolarne il numero: 2,93/0,15 = 20 pezzi.

Dopo calcoli così semplici, puoi scegliere un inverter adatto, controllore, batteria e pannelli fotovoltaici flessibili stessi nella quantità richiesta.

Passo 2. Regole di installazione

L'installazione di celle solari flessibili può essere eseguita da soli.

Per fare ciò, devi decidere dove posizionerai esattamente i tuoi pannelli:

• sul tetto di un edificio;
• sulla facciata della casa;
• su struttura autoportante;
• schema combinato.

L'opzione più popolare è sul tetto. Se la forma o la configurazione del tetto non lo consente, è meglio costruire un telaio aggiuntivo su cui posizionare le batterie. Questo è più costoso, ma se il tetto è ombreggiato o di difficile accesso, questa opzione diventa razionale.

La posizione sulla facciata viene utilizzata quando non c'è abbastanza spazio sul tetto. I pannelli possono diventare parte dell'idea progettuale e svolgere il ruolo di decorazione domestica

Le celle solari fotovoltaiche flessibili hanno uno strato resinoso appiccicoso sul lato inferiore.

È sufficiente rimuovere la pellicola protettiva e incollare il pannello nel punto prescelto. Naturalmente la superficie deve essere pulita e lavata prima dell'installazione.

Non sono necessari strumenti specializzati per l'installazione. La cosa principale è prendersi cura della propria sicurezza mentre si lavora sul tetto.È inoltre molto importante seguire lo schema di collegamento delle apparecchiature e non interrompere la sequenza

Da un lato il modulo batteria solare ha 2 cavi. Ciascun pannello è posizionato in modo che questi cavi possano successivamente essere combinati in un unico bus per la connessione seriale.

Ti consigliamo anche di leggere il nostro altro materiale, che descrive in dettaglio gli schemi di installazione e i metodi per collegare i pannelli solari. Più dettagli - Qui.

Passaggio n.3. Cura del sistema dopo l'installazione

Una volta installate, le celle solari flessibili dovranno essere costantemente manutenute e monitorate, altrimenti la loro efficienza potrebbe diminuire drasticamente. La cosa principale è mantenere puliti i pannelli. Polvere, sporco, escrementi di uccelli: tutti questi fattori riducono le prestazioni del sistema perché limitano l'assorbimento della luce solare da parte delle celle solari.

I pannelli solari devono essere puliti quando si sporcano. Ecco perché non è consigliabile posizionarli in luoghi difficili da raggiungere su un tetto complesso.

Se il tuo sistema non può essere riparato da solo, puoi sempre trovare un appaltatore con la tecnologia e l'attrezzatura adeguate. Naturalmente costerà di più.

Puoi lavare i pannelli solari a base di silicio amorfo, come le loro controparti dure, con una normale spugna umida o un panno in microfibra. Il pannello non teme l'acqua (dopotutto questi apparecchi sono installati 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 sono coperte di neve e smettono di funzionare. I sedimenti devono essere costantemente puliti, ma non troppo grossolanamente, altrimenti si rischia di danneggiare l'attrezzatura stessa.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Video e recensioni che parlano di pannelli flessibili di produttori famosi ti aiuteranno a fare la scelta giusta. Potrai vedere come sarà la tua casa dopo aver installato l'apparecchiatura; gli specialisti ti aiuteranno a scegliere il giusto numero di batterie e rivedere le regole di installazione.

Come funzionano i pannelli solari flessibili e di cosa sono fatti:

Puoi installare una batteria flessibile in un appartamento sulla facciata di un grattacielo, perché no:

Qualcosa in più sulla produzione e sui vantaggi degli elementi flessibili:

I pannelli solari consentono di diventare indipendenti dal punto di vista energetico e di non dover monitorare i prezzi della benzina e dei servizi pubblici. Se investi una certa somma una volta, potrai consumare energia illimitata per utilizzare elettrodomestici, riscaldamento domestico e ricaricare la batteria di un veicolo elettrico. Sempre più persone passano all’energia alternativa perché è il futuro.

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