Flexibele zonnepanelen: overzicht van typische ontwerpen, hun kenmerken en aansluitmogelijkheden

Zonne-energie is een van de meest veelbelovende en zich snel ontwikkelende alternatieve elektriciteitsbronnen.Dit is een onbegrensde hulpbron die overal ter wereld kan worden gebruikt zonder het milieu te vervuilen. Mee eens, het zou leuk zijn om je eigen alternatieve elektriciteitsbron te hebben.

Het blijkt dat je zonne-energie nu gewoon thuis kunt omzetten in elektriciteit. In plaats van omvangrijke en kwetsbare framepanelen wordt tegenwoordig steeds vaker gebruik gemaakt van flexibele zonnepanelen. Maar hoe kan dit in de praktijk worden geïmplementeerd?

Wij helpen u de structuur van flexibele zonnepanelen en het principe van hun werking te begrijpen. Nuttige aanbevelingen voor de selectie en installatie van constructies worden in ons artikel gepresenteerd. En voor een gemakkelijke perceptie van informatie bevat het artikel thematische foto's en video's.

Wat zijn zonnepanelen?

Om te begrijpen of flexibele panelen geschikt zijn voor u om elektriciteit op te wekken, moet u de theorie begrijpen.

Wat is een zonnebatterij, hoe verschilt de structuur van flexibele modellen van die van andere? Ook is het erg belangrijk om vóór de aanschaf de voor- en nadelen van dit specifieke type zonnecellen te kennen.

Structuur en werkingsprincipes van flexibele panelen

Het werkingsprincipe van een zonnebatterij is gebaseerd op het concept van fotovoltaïsche zonne-energie.Licht kan, zoals bekend, zowel als een golf als als een stroom van deeltjes worden beschouwd - fotonen. Het vermogen om de energie van fotonen om te zetten in elektriciteit is fotovoltaïsche energie.

De eerste prototypes van moderne zonnepanelen werden al in de jaren vijftig uitgevonden. Sindsdien zijn ze aanzienlijk veranderd, zowel qua uiterlijk als qua werkingsprincipe. Het fotovoltaïsche effect wordt mogelijk gemaakt door het gebruik van halfgeleiders

Een halfgeleider is een materiaal met een speciale atomaire structuur. Een n-type halfgeleider heeft extra elektronen, terwijl atomen in een p-type halfgeleider deze missen. Om een ​​fotocel samen te stellen, worden 2 soorten materialen gecombineerd tot een tweelaagse structuur.

Individuele fotocellen worden gecombineerd tot panelen. De panelen kunnen stijf zijn, in een duurzaam metalen frame. Nu is er een tendens om het ontwerp van fotopanelen lichter te maken. Flexibele en lichtgewicht zonnecellen winnen aan populariteit.

Het werkingsprincipe van een zonnebatterij kan als volgt worden beschreven:

1. Zonlicht valt vanaf de n-laagzijde op het oppervlak van de fotocel.
2. Fotonen botsen met halfgeleideratomen, waardoor extra elektronen worden ‘uitgeschakeld’.
3. Vrije elektronen bewegen zich richting de p-laag en komen terecht in atomen met een tekort aan deeltjes.
4. Als gevolg hiervan fungeert de bovenste laag als kathode en de onderste laag als anode.
5. Er wordt een gelijkstroom gegenereerd waarmee de batterij gemakkelijk kan worden opgeladen.

Silicium, selenium en vele andere duurdere materialen worden gebruikt als halfgeleiders.

De gelijkstroom die het zonnepaneel ontvangt, moet worden omgezet in wisselstroom, aangezien de meeste elektrische apparaten erop werken

Voor flexibele filmzonnecellen wordt ook een polymeercoating met aluminium geleiders gebruikt.Deze structuur maakt de panelen verrassend dun en licht.

Deze technologie begint zich nog maar net te ontwikkelen, maar er bestaat geen twijfel over dat er grote perspectieven voor bestaan. Maar we zullen kijken naar flexibele panelen in de brede zin van deze definitie.

Meer over de werkingsprincipes van zonnepanelen leest u door op te klikken koppeling.

Voordelen van flexibele zonnecellen

De voordelen van flexibele zonnepanelen maken deze manier van elektriciteit opwekken een van de meest veelbelovende:

• gewicht;
• maat;
• elasticiteit;
• prestatie;
• veelzijdigheid;
• efficiëntie;
• milieu vriendelijkheid;
• bedieningsgemak.

De geometrische en fysieke parameters van de panelen, zoals grootte en gewicht, zijn van groot belang, omdat voor de elektriciteitsvoorziening van een heel woongebouw een groot aantal panelen nodig zal zijn; bij gebruik van zware modellen kan het nodig zijn om de panelen te versterken. de structuur van het gebouw, waardoor de installatiekosten aanzienlijk zullen stijgen.

Lichtgewicht en compacte flexibele elementen hebben geen significante invloed op de verdeling van de belasting op het bouwframe. Ze vormen geen enkel gevaar voor de dakbedekking

De prestaties van siliciumbatterijen zijn behoorlijk hoog. Het rendement is in dit geval moeilijk in te schatten; halfgeleiderpanelen zijn in staat licht gemiddeld met 20% om te zetten in elektriciteit.

Dat wil zeggen, als het zonnestralingsvermogen 200 W is, wordt er ongeveer 40 W elektriciteit ontvangen.

Flexibele amorfe zonnepanelen zijn veel toleranter ten opzichte van bewolkt weer dan conventionele, stijve, op silicium gebaseerde structuren.

Ter vergelijking: een standaard zonnepaneel kan bij bewolkt weer slechts op 10% van zijn capaciteit werken, terwijl een flexibel paneel op ongeveer 50% van zijn nominale vermogen kan werken.

Dankzij de flexibiliteit van de zonnebatterij kan deze worden uitgerust met daken met oneffen oppervlakken, pannendaken en bekledingen met complexe vormen. Tegelijkertijd zijn ze behoorlijk veelzijdig, geschikt voor installatie op het dak of de gevel van een gebouw

Zonlicht is een gratis en onbeperkte hulpbron. Dit is het onbetwiste voordeel, dat de onvoorwaardelijke efficiëntie van zonnepanelen weerspiegelt.

Bovendien is deze manier van energieproductie volledig milieuvriendelijk en heeft deze op geen enkele manier invloed op het milieu of schaadt deze. Bovendien vermindert de mensheid, door het populaire alternatief voor zonne-energie – thermische energiecentrales – op te geven, het niveau van de luchtvervuiling.

Nadelen van flexibele zonnepanelen

Flexibele zonnepanelen hebben ook veel nadelen. Ten eerste is deze technologie zich nog maar net aan het ontwikkelen en heeft ze nog niet het hoogtepunt van haar mogelijkheden bereikt. In termen van prestaties zijn flexibele amorfe batterijen inferieur aan stijve poly- of monokristallijne batterijen.

De structuur en het werkingsprincipe van flexibele panelen zijn behoorlijk complex, maar iedereen kan ze gebruiken. Het volstaat om de apparatuur correct te installeren en aan te sluiten

Ten tweede bezwijken dunne folie en een minimale coatinglaag relatief snel. De garantieperiode voor dergelijke panelen is ongeveer 3 jaar.

Hierna beginnen de fotocellen geleidelijk kapot te gaan en moeten ze worden vervangen.

Het goede nieuws is dat deze industrie zich snel en duurzamer ontwikkelt en er al krachtige voorbeelden verschijnen van flexibele zonnepanelen op basis van amorf silicium.

Andere nadelen zijn inherent aan alle soorten zonnepanelen:

• terugbetalingsperiode;
• hoge prijs;
• een groot aantal dure apparatuur, naast de batterijen zelf;
• afhankelijkheid van weersomstandigheden.

Een flexibel paneel met een vermogen van ongeveer 150 W kost ongeveer 40 duizend roebel. of meer, afhankelijk van de fabrikant. 20 batterijen, een set batterijen en extra apparatuur kosten een aardig bedrag. Rekening houdend met de kosten van 1 kW-uur elektriciteit, moet u ruim een ​​jaar voor het systeem betalen.

Waar en hoe wordt zonne-energie gebruikt?

Flexibele panelen worden op verschillende gebieden gebruikt. Voordat u een project opstelt om uw huis van stroom te voorzien met deze zonnepanelen, moet u weten waar ze worden gebruikt en wat de kenmerken zijn van hun gebruik in ons klimaat.

Toepassingsgebied van zonnepanelen

Het gebruik van flexibele zonnepanelen is zeer breed. Ze worden met succes gebruikt in de elektronica, de elektrificatie van gebouwen, de auto- en vliegtuigbouw en de ruimtevaartfaciliteiten.

In de bouw worden dergelijke panelen gebruikt om woon- en industriële gebouwen van elektriciteit te voorzien.

Zonne-energie kan de enige elektriciteitsbron zijn, of het kan het traditionele stroomvoorzieningsschema dupliceren, zodat het huis bij onvoldoende efficiëntie gedurende een bepaalde periode niet zonder stroom komt te zitten.

Draagbare opladers op basis van flexibele zonnecellen zijn voor iedereen verkrijgbaar en worden overal verkocht. Grote flexibele toeristenpanelen voor het opwekken van elektriciteit in alle uithoeken van de wereld zijn erg populair onder reizigers.

Een heel bijzonder maar praktisch idee is om het wegdek te gebruiken als basis voor flexibele batterijen. Speciale elementen zijn beschermd tegen schokken en zijn niet bang voor zware belastingen.

Flexibele batterijen zijn ook goed omdat ze in vrijwel elke situatie kunnen worden gebruikt. Ze kunnen eenvoudig op het dak van een auto of de romp van een jacht worden geplaatst.

Dit idee is al uitgevoerd. De ‘zonneweg’ levert energie aan de omliggende dorpen zonder ook maar één meter extra land in beslag te nemen.

Kenmerken van het gebruik van flexibele amorfe panelen

Degenen die van plan zijn flexibele zonnepanelen te gaan gebruiken als elektriciteitsbron voor hun huis, moeten de specifieke kenmerken van hun werking kennen.

Zonnepanelen met een flexibele metalen basis worden toegepast daar waar hogere eisen worden gesteld aan de slijtvastheid van mini-energiecentrales:

Allereerst houden gebruikers zich bezig met de vraag: wat te doen in de winter, wanneer de daglichturen kort zijn en er niet genoeg elektriciteit is om alle apparaten te bedienen?

Ja, bij bewolkt weer en korte daglichturen nemen de prestaties van de panelen af. Het is goed als er een alternatief is in de vorm van de mogelijkheid om over te stappen op een gecentraliseerde stroomvoorziening. Als je het niet hebt, moet je een voorraad aanleggen batterijen en laad ze op op dagen dat het weer gunstig is.

Een interessant kenmerk van zonnecellen is dat wanneer de zonnecel opwarmt, het rendement ervan aanzienlijk afneemt.

In de zomerhitte worden de panelen heet, maar ze werken slechter. In de winter, op een zonnige dag, kunnen fotocellen meer licht opvangen en omzetten in energie

Het aantal heldere dagen per jaar is afhankelijk van de regio. In het zuiden is het natuurlijk rationeler om flexibele batterijen te gebruiken, omdat de zon daar langer en vaker schijnt.

Omdat de aarde overdag van positie ten opzichte van de zon verandert, is het beter om de panelen universeel te plaatsen, dat wil zeggen aan de zuidkant in een hoek van ongeveer 35-40 graden.Deze situatie zal zowel in de ochtend- als de avonduren en 's middags relevant zijn.

Instructies voor het plaatsen van zonnepanelen op het dak

Als u besluit dat u flexibele zonnepanelen op basis van amorf silicium nodig heeft om een ​​privéwoning van elektriciteit te voorzien, begin dan met het plannen van de werkzaamheden.

Selecteer de juiste apparatuur en schat het geschatte aantal panelen. Lees dan de regels voor plaatsing en aansluitend onderhoud van zonnecellen.

Maar vergeet niet dat het gebruik van traditionele poly- en monokristallijne siliciumanalogen nog steeds veel productiever is.

Stap 1. Berekening van het aantal panelen

Elk werk begint met een project. Voor het ontwerp moet je de nodige berekeningen maken, namelijk:

• dagelijks elektriciteitsverbruik;
• totaal benodigd vermogen van fotocellen;
• batterij capaciteit;
• aantal panelen.

Het eenvoudigste is om het elektriciteitsverbruik te berekenen. Om dit te doen, moet u absoluut rekening houden met alle elektrische apparaten die u gebruikt of theoretisch kunt gebruiken.

Eenvoudig voorbeeld:

• koelkast – 200 W;
• computer - 300 W;
• Televisie – 150 W;
• zuinige gloeilampen - 5 stuks van elk 20 W.

Het vermogen van elk apparaat moet worden aangegeven in de documentatie of op de behuizing. Na het optellen van alle gegevens krijgen we 750 W. Op basis van deze waarde wordt deze geselecteerd omvormer - een apparaat dat gelijkstroom met de vereiste frequentie omzet in wisselstroom.

Zorg ervoor dat u een kleine marge maakt en kies een omvormer die 0,5 kW krachtiger is dan de berekende waarde. Dat wil zeggen, voor een totaal vermogen van 0,75 kW is een apparaat niet zwakker dan 1,25 kW geschikt

Voor een goede aansluiting worden zonnepanelen via een controller op de accu’s aangesloten.Verwissel de contacten niet - plus naar plus, minus naar min. Vanuit de batterij wordt stroom naar de omvormer gestuurd en vervolgens naar elektrische apparaten

Vervolgens moet u batterijen selecteren. De batterijcapaciteit (bijvoorbeeld 200 A∙h) geeft aan hoeveel stroom er gedurende een uur bij een bepaalde spanning wordt geproduceerd.

U kunt de benodigde capaciteit berekenen door het totale vermogen van de verbruikers te delen door de uitgangsspanning van de zonnebatterij. In ons voorbeeld gebruiken we 12 volt batterijen. 750 /12 = 62,5 Ah.

Maar deze formule klopt niet helemaal, aangezien de meeste batterijen niet tot 0 kunnen worden ontladen. Er is een bepaalde limiet, bijvoorbeeld 40%. Als het laadniveau hieronder daalt, heeft dit een aanzienlijke invloed op de levensduur en prestaties van de accu.

Deze indicator moet ook aan de formule worden toegevoegd:

750 W/(12Vx0,4)=156,25 A∙h.

Om een ​​dergelijke capaciteit te bereiken, kunt u een groep van 2 accu's van elk 100 Ah in het systeem combineren.

Het aantal panelen wordt berekend op basis van het vermogen van het geselecteerde model en de regio waarin ze zullen worden geïnstalleerd. Het belang van de regio kan moeilijk worden overschat. Idealiter moet u de dagelijkse zonnestralingsniveaus voor uw regio vinden. Voor de betrouwbaarheid wordt de minimumwaarde voor het jaar genomen, ongeveer eind december.

Schematisch kan het niveau van zonnestraling in verschillende regio's als volgt worden weergegeven. Numerieke waarden zijn te vinden in gespecialiseerde naslagwerken of op internet

Als we dit cijfer vermenigvuldigen met het aantal kalenderdagen van de maand, krijgen we het aantal kilowatt per 1 m2 flexibele zonnebatterij voor december. In Moskou is dit bijvoorbeeld 0,33x31=10,23 kW/m2, en voor Sotsji – 1,25x31=38,75 kW/m2. Dit cijfer wordt het aantal pico-uren genoemd.

Vervolgens berekenen we uit het voorwaardelijke maximum van 0,75 kW dat door alle apparaten tegelijkertijd wordt verbruikt, het gemiddelde maandelijkse verbruik - ongeveer 25 kW. Over een maand moeten onze flexibele batterijen minimaal 25.000 W produceren, maar het is beter om een ​​kleine reserve aan te leggen en af ​​te ronden naar 30 kW.

Daarom zou dit voor 1 pico-uur in Moskou 30/10,23 = 2,93 kW moeten zijn. Als de geselecteerde panelen een vermogen van 150 W hebben, is het niet moeilijk om hun aantal te berekenen: 2,93/0,15 = 20 stuks.

Na zulke eenvoudige berekeningen kunt u een geschikte omvormer kiezen, controleur, batterij en flexibele fotovoltaïsche panelen zelf in de benodigde hoeveelheid.

Stap 2. Installatieregels

Installatie van flexibele zonnecellen kunt u zelf doen.

Om dit te doen, moet u beslissen waar u uw panelen precies gaat plaatsen:

• op het dak van een gebouw;
• aan de gevel van het huis;
• op een vrijstaande structuur;
• gecombineerd schema.

De meest populaire optie is op het dak. Als de vorm of configuratie van het dak dit niet toestaat, is het beter om een ​​extra frame te bouwen waarop de batterijen kunnen worden geplaatst. Dit is duurder, maar als het dak in de schaduw ligt of moeilijk toegankelijk is, wordt deze optie rationeel.

De locatie op de gevel wordt gebruikt wanneer er niet voldoende ruimte op het dak is. Panelen kunnen onderdeel worden van het ontwerpidee en de rol spelen van huisdecoratie

Flexibele fotovoltaïsche zonnecellen hebben een kleverige harsachtige laag aan de onderkant.

Het volstaat om de beschermfolie te verwijderen en het paneel op de gekozen plaats te lijmen. Uiteraard moet het oppervlak vóór installatie worden gereinigd en gewassen.

Voor de installatie zijn geen speciale gereedschappen nodig. Het belangrijkste is om voor uw veiligheid te zorgen tijdens het werken op het dak.Het is ook erg belangrijk om het aansluitschema van de apparatuur te volgen en de volgorde niet te onderbreken

Aan één kant heeft de zonnebatterijmodule 2 kabels. Elk paneel is zo geplaatst dat deze draden later kunnen worden gecombineerd tot één bus voor seriële verbinding.

We raden u ook aan ons andere materiaal te lezen, waarin gedetailleerde installatieschema's en methoden voor het aansluiten van zonnepanelen worden beschreven. Meer details - Hier.

Stap 3. Systeemonderhoud na installatie

Zodra flexibele zonnecellen zijn geïnstalleerd, moeten ze voortdurend worden onderhouden en gemonitord, anders kan hun efficiëntie dramatisch dalen. Het belangrijkste is om de panelen schoon te houden. Stof, vuil, vogelpoep: al deze factoren verminderen de prestaties van het systeem omdat ze de absorptie van zonlicht door de zonnecellen beperken.

Zonnepanelen moeten worden afgeveegd als ze vuil worden. Daarom wordt het afgeraden om ze op moeilijk bereikbare plaatsen op een complex dak te plaatsen.

Als uw systeem niet door u zelf kan worden onderhouden, kunt u altijd een aannemer vinden met de juiste technologie en apparatuur. Natuurlijk zal het meer kosten.

Zonnepanelen op basis van amorf silicium kun je, net als hun harde tegenhangers, wassen met een gewone vochtige spons of microvezeldoek. Het paneel is niet bang voor water (deze apparatuur wordt immers buiten geïnstalleerd); als je ze regelmatig wast, gaan ze langer mee

Een ander probleem dat relevant is voor onze regio's is sneeuw. In de winter zijn de batterijen bedekt met sneeuw en werken ze niet meer. Sediment moet voortdurend worden verwijderd, maar niet te ruw, anders kan de apparatuur zelf beschadigd raken.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video's en recensies waarin flexibele panelen van populaire fabrikanten worden besproken, helpen u bij het maken van de juiste keuze. Na het installeren van de apparatuur kunt u zien hoe uw huis eruit zal zien, specialisten helpen u bij het kiezen van het juiste aantal batterijen en het doornemen van de installatieregels.

Hoe flexibele zonnepanelen werken en waar ze van gemaakt zijn:

Je kunt een flexibele batterij in een appartement aan de gevel van een hoogbouw installeren, waarom niet:

Iets meer over de productie en voordelen van flexibele elementen:

Zonnepanelen maken het mogelijk om energie-onafhankelijk te worden en geen toezicht te hoeven houden op de prijzen voor benzine en nutsvoorzieningen. Als u eenmalig een bepaald bedrag investeert, kunt u onbeperkt energie verbruiken voor het gebruik van huishoudelijke elektrische apparaten, verwarming van huis en het opladen van de batterij van een elektrisch voertuig. Steeds meer mensen stappen over op alternatieve energie omdat dit de toekomst is.

Als u over de nodige kennis of ervaring beschikt over het onderwerp van ons artikel, deel deze dan met onze lezers. Of misschien heeft u zelf zonnepanelen moeten plaatsen? Vertel ons hoe je het hebt gedaan. U kunt uw opmerkingen aanvullen met foto's.