Гибкие солнечные батареи виды и свойства солнечных панелей

Гибкие солнечные панели: преимущества и отличия от жестких

Как реальная альтернатива традиционным жестким модулям, гибкие солнечные батареи начали появляться около 10 лет назад. Принцип их действия ничем не отличается от «классики», однако ряд конструктивных и физических особенностей открывает путь к блестящим перспективам. За минувшее десятилетие тонкопленочная фотовольтаика значительно повысила свой КПД и сегодня занимает около 20% рынка. По прогнозам специалистов, новые поколения «солнечных пленок» к 2040-2050 годам практически полностью вытеснят жесткие модификации.

Чем гибкие солнечные панели отличаются от жестких модулей

Первое отличие заключается в процессе производства. Базой «классики» служат выращенные по специальной технологии крупные кристаллы кремния. Далее они нарезаются на тонкие пластинки толщиной около 0,3 мм, которые становятся основой прямоугольных ячеек. Полученные элементы;

• укладываются рядами на стеклотекстолитовую подложку;
• соединяются в единую батарею, обычно в прочной алюминиевой раме;
• накрываются листом толстого каленого стекла;
• герметизируются.

Результатом становится тяжелый, неэластичный и сравнительно хрупкий модуль. Его невозможно смонтировать на криволинейную поверхность, он чувствителен к перегреву и направлению на солнце.

Гибкие солнечные панели конструктивно сильно отличаются от своих предшественников. Полупроводниковый слой – даже кремниевый – делают методом напыления на сверхтонкие стальные ленты. Таких слоев может быть несколько, причем не обязательно из одного материала. После подключения электродов основа ламинируется.

Полученная в итоге конструкция представляет собой тонкую пленку, способную изгибаться и даже перекручиваться под любыми углами. Наиболее современные модели печатаются на промышленных 3D-принтерах и легко сворачиваются в рулоны. Гибкие батареи могут:

• нарезаться произвольным образом;
• эффективно использоваться в портативных переносных устройствах;
• укладываться в чехлы или футляры;
• встраиваться в крыши, окна и т.д.

Они легче, долговечнее, менее чувствительные к неблагоприятным погодным условиям и дешевле в производстве. Исключение составляют только модификации на дорогостоящих редкоземельных металлах, которые используются аэрокосмической промышленностью.

Краткий обзор гибких солнечных панелей без применения кремния

Несмотря на то, что во многих тонкопленочных моделях по-прежнему используется кремний, большинство современных пленок изготавливаются по безкремниевой технологии.

1. Аморфный кремний A-Si.

С момента появления тонкопленочной технологии на базе аморфного кремния ожидалось, что именно эта модификация батарей второго поколения станет ведущей на мировом рынке. Однако к концу второго десятилетия 21 века, несмотря на повышение КПД A-Si до 14-16%, конкуренции с более производительными пленками CdTe та CIGS они не выдержали. Около 20% рынка фотоэлектрических элементов аморфный кремний сохранил. Но технологические наработки последних лет в основном «ушли» в сферу производства ЖК-дисплеев, микротранзисторов и рентгеновских пленок.

2. Теллурид-кадмиевые CdTe.

К 2020 году стали наиболее распространенной модификацией рынка гибких батарей, хотя сохранился выпуск и жестких вариантов. Пользуется популярностью благодаря низкой стоимости и высокой эффективности, в том числе в неидеальных условиях освещения. КПД серийных изделий достигает 20-22%. Температурный коэффициент в 2-3 раза ниже, чем у Mono-Si и Poli-Si, что способствует их массовому применению в жарком климате.

3. Сульфид индия/меди/галлия (CIGS).

Наиболее эффективный на сегодня вариант гибких панелей. Высокая себестоимость производства не позволяет массово использовать их «на земле», однако все космические аппараты оборудованы именно этим типом фотовольтаики. КПД лучших образцов достигает 35-40% и выше. Предельно надежны и минимально деградируют даже в экстремальных условиях чрезмерно низких и высоких температур.

4. Гибкие солнечные батареи на основе полимеров, органики и квантовых точек

Являются представителями третьего поколения тонких пленок. Массовому внедрению пока препятствует сравнительно низкий – менее года – срок эффективной службы, а также КПД в диапазоне 14-17%. Тем не менее, именно этот класс считается наиболее перспективным, ввиду достижения в самом ближайшем будущем:

• общедоступного и дешевого производства;
• максимальной функциональности;
• экологической безопасности;
• возможности делать пленки практически прозрачными.

Достоинства и недостатки в сравнении с жесткими модулями

Гибкие панели выигрывают у классических конкурентов практически по всем параметрам. Главными из них являются два наиболее важных достоинства

1. Среднегодовая производительность.

Практически в любых регионах с количеством солнечных дней в году менее 300, тонкопленочные варианты оказываются эффективнее. Их КПД резко не «проседает» при рассеянном и падающем под большими углами свете.

Они малочувствительны к температурам вплоть до 60-70°C, в то время как кремниевые модули при таком нагреве теряют около 20% генерации. Это сильно сокращает срок окупаемости СЭС на «пленочной» базе и делает вложения в покупку более выгодными.

2. Функциональность.

Благодаря эластичности и малому весу, гибкие батареи могут широко применяться там, где установка традиционных модулей невозможна. Ими можно покрывать изогнутые крыши теплиц, дугообразных остановок общественного и частного транспорта, дизайнерских зданий с нелинейной формой кровли.

Тонкие пленки уже сегодня можно вставлять даже в одежду и обувь, чем часто пользуются модные дизайнеры. Кроме того, быстро набирает популярность комплектация гибкими панелями некоторых видов автомобилей и общественного транспорта. В Китае электробусы, питающиеся от тонкопленочных солнечных батарей, в нескольких небольших городах полностью вытеснили классический вид автобусов.

Частично прозрачные модификации обладают еще более широкими возможностями. В перспективах самого ближайшего будущего – переход на энергосберегающие панорамные окна в офисах крупнейших компаний всех развитых стран мира.

Основных недостатков на сегодняшний день тоже два.

1. КПД при идеальной освещенности и цены.

Доступные по цене гибкие панели пока проигрывают в максимальной эффективности лучшим модулям на базе кремния. У первых – как правило, это теллурид-кадмиевые CdTe – КПД в яркий солнечный день достигает 21%. Для монокристаллических ячеек этот показатель на 3-4% выше. При ухудшении условий освещения ситуация начинает меняться, но в южных солнечных регионах крупные СЭС пока предпочитают использовать Mono-Si и Poli-Si.

Обратная ситуация складывается с гибкими батареями на редкоземельных элементах. КПД у CIGS выше, но стоимость настолько высока, что их использование пока целесообразно только в высокотехнологичных отраслях, где цена изделия не критична.

2. Проблема с утилизацией.

Все без исключения гибкие солнечные батареи являются экологически чистыми в процессе эксплуатации. Однако по завершении срока службы их утилизация обходится производителям в немалые суммы. Причина этого – в ядовитости теллура, галлия, кадмия, германия и прочих редкоземельных элементов, что требует применения дорогостоящих технологий при их захоронении.

Решить проблему кардинально поможет только переход на третье поколение панелей, созданных на основе безопасных природных минералов и органики.

Сферы применения

Помимо ситуаций, где тонкопленочные модификации могут использоваться наравне с классикой, существует несколько сфер, где применение традиционных модулей неудобно или невозможно вовсе:

• благодаря чрезвычайно малой массе, гибкие батареи часто устанавливаются на дроны, а также электрические и гибридные автомобили:
• использование солнечных пленок очень удобно в портативных СЭС небольшой мощности, что быстро оценили любители многодневных походов пешком или на лодках;
• начинается постепенное внедрение тонкопленочной фотовольтаики в традиционные предметы гардероба – одежду, обувь, а также рюкзаки и сумки;
• эластичность и небольшой вес незаменимы при снабжении энергией солнца теплиц и прочих конструкций с нелинейной формой кровли, не приспособленных к высокой нагрузке;
• во многих странах гибкие панели массово покрывают навесы над стоянками авто и остановками общественного транспорта;
• в самом ближайшем будущем тонкие пленки начнут интегрироваться не только в крыши, но и в окна.

Новая гелио технология быстро завоевывает мир, хотя и находится пока в стадии становления. Основным ее преимуществом перед классическими жесткими вариантами является мобильность и варианции использования.

Традиционные кремниевые модули практически не имеют возможностей дальнейшего усовершенствования. Пленочные батареи, напротив, способны в разы увеличить свой КПД, стать еще более функциональными, дешевыми и абсолютно безопасными для окружающей среды.

Гибкие солнечные панели: характеристики и особенности применения

Гибкие солнечные панели представляют собой перспективные устройства, с помощью которых можно обеспечить мобильное или стационарное электроснабжение каких-либо объектов, в том числе и вашего умного дома. Подобные приспособления относятся к возобновляемым источникам энергии, приобретающим особое значение сегодня.Обыкновенные солнечные батареи имеют высокую стоимость и жёсткую конструкцию, что ограничивает область их применения.

Что такое гибкие солнечные панели?

Стандартные виды монокристаллических или поликристаллических солнечных панелей состоят из кремниевых пластин. Они обычно имеют толщину до 200 микрометров, что немного толще человеческого волоса. Чтобы сделать «гибкую» солнечную панель, эти кремниевые пластины должны быть нарезаны шириной всего в несколько микрометров. Использование этих ультратонких кремниевых пластин дает солнечным панелям множество уникальных свойств, в том числе гибкость для некоторых моделей.

Гибкие солнечные панели из ультратонких кремниевых элементов существуют уже давно. Совсем недавно исследования в Массачусетском технологическом институте сменились достижениями в области органических солнечных батарей. Вместо использования кремния в качестве основы для солнечных элементов, исследователи нашли способ использовать органические материалы с электродами графена. До сих пор ограничивающим фактором гибкости панели была хрупкость типичных электродов, но из-за прозрачности и гибкости графена этот метод может привести к более тонким, более гибким и более стабильным солнечным панелям в будущем.

Отличительные характеристики гибких солнечных панелей

Гелиомодули гибкой разновидности обладают рядом особенностей, которые делают их популярными среди большого числа людей. Подобные приспособления характеризуются:

• Тонкой и податливой структурой, которая даёт возможность применять их для установки на нестандартных поверхностях.
• Повышенным уровнем продуктивности. Благодаря подобному свойству гибкие солнечные панели часто используются на крупных гелиокомплексах.
• Возможностью использования даже в облачную погоду. Таким образом, можно ощутимо увеличить производительность.

Если ваша крыша не выдерживает большой нагрузки традиционных солнечных панелей из-за конструктивных проблем, легкие гибкие панели, такие как тонкая пленка, могут стать отличным решением, которое не нарушит структурную целостность вашего дома.

Строение и принципы работы гибких панелей

При сборке солнечных панелей объединяются две разновидности полупроводников — полупроводник n-типа, полупроводник p-типа. Каждая панель состоит из множества объединённых между собой фотоэлементов. Специфическая конструкция определяет принцип функционирования, который основан на понятии фотовольтаики. Оно предполагает преобразование фотонной энергии в электрическую. Благодаря этому функционирование солнечных панелей заключается в следующем:

• Свет попадает на фотоэлемент с одной стороны.
• Фотоны сталкиваются с атомами проводника, высвобождая лишние электроны.
• Свободные (отрицательно заряженные) частицы перемещаются в сторону другого слоя с недостаточным числом частиц.
• В результате производится ток, заряжающий подсоединенные к солнечным панелям аккумуляторы.

Для создания полупроводников применяют такие материалы, как селен, кремний и т. д. Чаще всего панели имеют напыление из полимеров, проводники из алюминия, что позволяет добиться легкости конструкции.

Преимущества гибких солнечных элементов

Популярность солнечных панелей обусловлена следующими положительными сторонами:

• Надёжностью. Специализированная конструкция позволяет предохранить изделия от механического разрушения, а также воздействия влаги. Благодаря небольшому весу и большой площади панель остаётся невредимой даже при падении с высоты нескольких метров, более того, большинство конструкций оборудовано защитными чехлами.
• Легкостью. Она ощутимо облегчает монтаж солнечных батарей, а также их транспортировку и перемещение без использования какой-либо техники.
• Экологичностью. Для изготовления панелей применяются специализированные материалы, которые не способны нанести вред здоровью человека или окружающей среде.
• Простотой эксплуатации. Чтобы использовать солнечные батареи, не нужно обладать специальными знаниями, навыками.
• Поскольку гибкие панели могут иметь удобную форму их можно легко установить на менее традиционные конструкции, такие как навесы для автомобилей.
• В финансовом отношении гибкие панели уменьшат стоимость установки вашего солнечного блока. Гибкие / тонкопленочные панели требуют меньших трудозатрат при установке, и они намного более портативны и просты в обращении, чем обычные панели, которые могут быть громоздкими и тяжелыми и требовать мощных систем монтажа на крыше.

Недостатки гибких солнечных элементов

Помимо перечисленных выше положительных сторон, солнечные батареи имеют и недостатки, в число которых входит:

• Наиболее распространённым недостатком для тонкоплёночных или гибких солнечных панелей является их более низкая эффективность, чем у классических панелей. Сегодня показатели эффективности для средних монокристаллических или поликристаллических панелей колеблются между 15 и 20 процентами. Тонкопленочные солнечные панели, с другой стороны, обычно предлагают эффективность от 11 до 13 процентов. Этот показатель эффективности означает, что вам понадобится больше солнечных панелей для выработки того же количества энергии, что может стать препятствием для некоторых солнечных проектов с ограниченным пространством на крыше для установки.
• Падение производительности в слишком жаркую погоду. В такой ситуации панель сильно нагревается, что и провоцирует снижение всех рабочих показателей.
• Непродолжительный срок службы, который редко превышает 3–4 года.

Как правильно выбрать солнечную панель?

Чтобы правильно выбрать солнечные панели, необходимо обращать внимание на климатические условия, в которых предполагается их использовать. Приобретать подобные источники энергии лучше всего для использования в сухой и солнечной местности, так как это положительно будет влиять на производительность и рентабельность.

Ещё необходимо принимать во внимание процентный показатель потребностей в тепле. Отдавать предпочтение стоит тем панелям, которые способны покрыть от 40 до 80%. Если производительность будет ниже, то система солнечных панелей обойдется дорого и не оправдает себя во время использования.

1. Сколько энергии (мощности) вам нужно?
2. Как вы измеряете систему и рассчитываете фактическую мощность, которая вам нужна?
3. Какой у вас бюджет?
4. Нужно ли размещать панель в определённом месте?
5. Это постоянная или временная установка?

Не стоит забывать и про мощностные потребности объекта, который предполагается снабжать энергией посредством солнечных панелей. Если правильно подобрать их с учетом этого фактора, то появится возможность полностью покрыть мощностные затраты при внезапном отключении основного источника электроэнергии.

Особенности применения гибких аморфных панелей

Тем, кто впервые использует подобные панели, необходимо ознакомиться с особенностями их применения. Важным моментом является использование подобных приспособлений в холодное время года. В этот период имеет место короткий день, поэтому электричества, собранного панелями, не хватает для функционирования всех приборов. В такой ситуации остаётся пользоваться аккумуляторами, которые заряжаются в более благоприятные дни.

Рациональнее всего использовать подобные приспособления в южных районах, где солнце светит дольше и чаще. В любом случае устанавливать панели необходимо универсально. Это значит, что монтировать их требуется с южной стороны под углом от 35 до 40 градусов. Подобное расположение позволит обеспечить максимально эффективное функционирование в течение всего дня.

Благодаря своей долговечности и мобильности, гибкие солнечные панели лучше всего подходят для небольших солнечных проектов на поверхностях, таких как большие лодки, яхты, микроавтобусы для путешествий, где они могут испытывать физический износ, который не может возникнуть на стационарной крыше. Их долговечность в сочетании с уменьшенным весом гибких панелей делают их идеальными для этих небольших мобильных солнечных проектов, которые не требуют большого количества энергии.

Гибкие солнечные батареи: обзор типовых конструкций, их характеристик и особенностей подключения

Сегодня батареи солнечные тонкопленочные помимо классической установки на крышах, можно использовать вместо остекления. Модули такие отличаются разнообразным цветовым решением, что позволяет зданиям придавать неповторимый внешний вид.

Вырабатывая тонкопленочными батареями энергия может быть использована для бытовых нужд.

Стекло закаленное, покрывающее фотоэлементы, имеет большую механическую прочность, чем обычное, и более безопасно. Поэтому верхние этажи домов во многих странах, а также лоджии и балконы остекляются именно им.

Помимо этого, оно обеспечивает достаточно хорошую прозрачность, гарантирующую высокую эффективность даже при рассеянном свете, т.е. они не только выглядят эстетично, но и экономят бюджет.

Читайте также: Ограничения пускового тока с помощью активного или индуктивного сопротивления в статорной цепи асинхронного электродвигателя

За непрозрачную батарею заплатить придется порядка 9 тысяч рублей, за цветную прозрачную частично (20%) -16 тысяч.

Но, в наши дни тонкопленочные солнечные батареи не получили такого широкого распространения, как их кристаллические братья. Причины кроются в их больших габаритах и низком КПД.

Тем не менее, специалисты считают, что будущее гелиоэнергетики именно за ними.

Они ссылаются на такие достоинства тонкопленочных батарей:

• низкая себестоимость;
• небольшая разница в КПД;
• постоянное повышение стоимости кристаллических аналогов.

К тому же технология тонких пленок считается наиболее надежной. Уже сегодня разработано несколько видов батарей тонкопленочных, называемых также «гибкими», для создания которых применяют:

• кремний аморфный;
• кадмия теллурид/сульфид;
• диселениды медно-индиевые и медно-гелиевые.

Комментарии:

Читал, что выпустили солнечные батареи в виде конуса круглого, типа они вырабатывают на 20% больше обычных батарей. Кто-то знает об этой технологии?

Megavolt, давай посчитаем ))) КПД пленочных батарей (а именно их сворачивают в конус) = 10%. Прибавляем к ним 20% от 10% и получаем целых 12% при увеличении стоимости как минимум втрое! Прорыв в экономии!

Электрик, я тоже смотрел этот сюжет. Мне сразу показалось подозрительным, что весь научный прорыв заключался в том, что батареям придали какую-то форму. Как будто никто до этого не догадался, что солнце не на месте стоит… Как всегда — теории заговора и сговора.

Оставить комментарий Отменить ответ

Окупаются ли солнечные батареи для частного дома

Виды садовых светильников и фонарей на солнечных батареях, как и где использовать.

Подбираем аккумулятор для солнечной электростанции

Бестопливный генератор — способ заработать на безграмотности

Основные преимущества

Этот вид солнечных панелей тонкопленочных имеет много отличий от аналогов кристаллических:

• малая толщина, не превышающая 1 микрона;
• отличная гибкость, позволяющая монтаж панели производить на всевозможные криволинейные поверхности, включая цилиндрические;
• сохранение параметров в рассеянном свете, что позволят увеличить общую выработку электроэнергии, в сравнении с поли- и монокристаллическими панелями, на 10, а в отдельных случаях на 15 процентов;
• небольшая себестоимость производственного процесса, следовательно, и невысокая стоимость готового изделия;
• высокоэффективное функционирование в энергосистемах мощностью более 10 кВт и в условиях высоких температур;
• значительные показатели оптического поглощения солнечного спектра, превышающий кристаллический более, чем в 20 раз;
• стабильность мощности выходной продолжительное время- надежность;
• безвредность для окружающей среды, поскольку в них низкая доля использования кремния – 1/000 от применяемого в кристаллических аналогах;
• короткий период окупаемости за счет большой энергоотдачи;
• небольшой вес, упрощающий монтаж;
• ударопрочность. При монтаже нередки падения, но пленка остается работоспособной.

Сравнительная таблица российских, тайваньских и китайских солнечных батарей

Рекомендуем: Печные смеси для монтажа печей и каминов

* — без алюминиевой рамки

В конечном итоге потребителю самому решать, какие панели ему выбрать. В качестве рекомендации хочется отметить, что для автономного электроснабжения дома можно порекомендовать поликристаллические модели солнечных батарей. Да, монокристаллические панели более эффективны, но не стоит забывать, что это довольно условно.

Максимальная мощность монокристаллических элементов будет достигнута лишь в солнечный день с использованием систем поворота светочувствительных элементов. Поэтому данные панели в большей степени подойдут жителям южной полосы России, где количество солнечных дней максимально. В остальных же регионах при проектировании систем автономного электроснабжения имеет смысл обратить свое внимание на сравнительно новые панели, произведенные по микроморфной технологии, которые способны преобразовывать в электричество не только солнечный ультрафиолет, но и инфракрасное излучение. Это их достоинство может с лихвой покрыть недостаток низкого КПД.

Замечу напоследок, что лично я отдал предпочтение поликристаллической панели, поскольку предназначена она для временного электроснабжения дачного домика в летний период. Отсюда следует, что планируемая нагрузка — небольшая, световой день продолжительный и солнечный. Поэтому поликристаллическая солнечная батарея в моем случае наиболее оптимальна.

Устройство

Триплексы из закаленного стекла, в которые помещают тонкопленочные солнечные батареи, являются для последних надежной защитой. Фотопленка находится под высокопрочным стеклом, которое отличается высокой прозрачностью и одновременно прозрачностью. Такое же решение применяется в области автомобилестроения, производства триплексов светодиодных, архитектуре, где зарекомендовало себя с лучшей стороны.

Рекомендуем:

Читайте также: Сколько потребляет моноблок электроэнергии. Сколько потребляет компьютер электроэнергии в час, сутки, месяц

• Работа солнечных батарей ночью и в пасмурную погоду
• Монокристаллические солнечные панели: сравнение с аналогами, достоинства, цена — ТОП-6
• Goal Zero Nomad 14 Plus: обзор солнечной панели, внешний вид, устройство, достоинства и цена

Мифы и реальность

Пока технология изготовления пленочных солнечных батарей не составляет реальной конкуренции поли/монокристаллическим аналогам. Прежде всего из-за дороговизны используемых материалов. Тем не менее, на ТВ, в сети и среди розничных продавцов бытует несколько мифов о чудо свойствах этой технологии.

• Тонкопленочные солнечные батареи могут работать в пасмурную погоду. Отчасти это правда, но правда и в том, что любые солнечные панели работают в пасмурную погоду, выдавая при этом меньшую силу тока или вольтаж, в зависимости от модели. Пленочные так же точно снижают свою производительность.
• Пленочные батареи не снижают производительность при нагреве. Это откровенное вранье. Снижение производительности гораздо сильнее поли/монокристаллических аналогов. Поэтому при монтаже таких панелей следует обязательно предусмотреть возможность вентиляции их задних стенок.
• Дешевле. На самом деле дороже (см. недостаток 2)
• Могут принимать любую форму. Здесь правда, только вот толку, как показывает практика, от этого никакого. Панели располагаются в плоскости для достижения максимального эффекта.
• Можно свернуть в трубочку и тогда свет будет поступать на них почти весь день. Действительно такое «сенсационное» изобретение приносит прирост в производительности меньше, чем использование той же площади аналогичных батарей в плоском виде.
• Увеличенный срок службы. На самом деле нет. Срок службы пленочной панели – 10-12 лет, в то время как поликристаллические модели служат от 15 до 20 лет.
• Можно использовать вместо стекол в окнах. При этом улицы вы видеть практически не будете, а эффективность такой полупрозрачной панели позволит вам в течении дня от одного окна зарядить один мобильный телефон. Сомнительное преимущество.
• Экологичность. Т.к. в батареях применяются сплавы полупроводников из индия и кадмия, то кремния используется гораздо меньше. При этом продавцы уверяют, что кремний – это вещество по вредности между ураном и мышьяком, забывая, что 1/3 земной коры состоит из него.
• Время окупаемости. Реклама пленочных батарей говорит, что они окупаются на 2-3 год эксплуатации. На самом деле нет. Срок службы пленочных солнечных батарей (10-12 лет) и их стоимость, не позволяет им окупиться вообще при нынешних ценах на электроэнергию.

Советуем изучить — Эксплуатация шинопроводов и троллеев

О технологии

Для изготовления тонкопленочной солнечной конструкции напыляют на гибкую подложку (обычно полимерную) полупроводниковые соединения.

Вначале пользовались для этого исключительно аморфным кремнием. Но, не устраивал низкий КПД фотоэлементов был– порядка 4-5%.

После появления селениды и теллуриды — инновационных материалов, удалось добиться более высокого показателя КПД — до 12%.

КПД тонкопленочных панелей из аморфного кремния

Изначально, если сравнивать выходную мощность тонкопленочных панелей и панелей из кристаллического кремния, то цифра говорит не в пользу тонких пленок: 18-22% против примерно 7-8%. Такой низкий коэффициент полезного действия частично обусловлен эффектом Стаблера-Вронского (фотоиндуцированная деградация), который проявляется в первые часы, когда панели подвергаются воздействию солнечного света. Это явление приводит к уменьшению выхода энергии панели из аморфного кремния с 10 до примерно 7 процентов.

Однако с развитием технологий в последние годы эти показатели стремительно улучшаются. Сегодня ученые и инженеры, работающие над усовершенствованием панелей, постепенно довели в лабораторных условиях показатели эффективности аморфных панелей до 12,5%. Эффективность солнечных батарей на основе аморфного кремния, которые производятся в больших объемах, составляет от 6% до 9%.

Сейчас выделяют три поколения тонкопленочных панелей на основе аморфного кремния.

1-е поколение. Сюда относится родоначальник технологии – однопереходная солнечная батарея. Для нее характерны маленький срок эксплуатации (до 10 лет) и низкий уровень производительности (около 5%).

2-е поколение. Та же самая однопереходная солнечная батарея с увеличенным КПД (до 8%).

3-е поколение. Наиболее высокоэффективные на сегодня тонкопленочные аморфные панели со сроком эксплуатации выше 10 лет и уровнем производительности 12-12,5%.

Чаще всего тонкопленочные панели используют для гелиосистем, работающих в промышленных масштабах с зависимыми (ведомыми, grid-tie) инверторами и подающих электричество в общую сеть, поскольку наибольшую эффективность аморфные модули показывают при использовании их в мощных системах (от 10 кВт).

Метод вакуумирования

Способ предусматривает использование вакуумных камер или электронных пушек для осаждения из пара диселендов.

В принципе, использовать можно любые подходы, например, ионное распыление, но все методы имеют свои сложности, такие как образование пленки как на подложке, так и на внутренней поверхности камеры. Другая сложность связана с поставками индия, активно применяемого для изготовления плоскопанельных мониторов.

У таких устройств КПД может превышать отметку 20%.

Хотя активно развиваются панели этого типа, их востребованность невелика и не превышает 2%.

Большую популярность завоевали пленки, в изготовлении которых используется кадмия теллурид, Их КПД 16% (против 18%). Большой популярностью пользуются батареи аморфно-кремниевое. Их КПД удалось увеличить до 10%.

Способ суспензии

В производстве тонкопленочных солнечных батарей ведущими специалистами используется несколько способов для нанесения диселенидов. Наиболее распространенным является применении суспензированных оксидов металла.

Изменяя концентрацию и вязкость суспензии получают, так называемые, «чернила», которые корректируются под конкретную технологию (от трафаретного нанесения до струйного осаждения).

В качестве подложки также могут выступать разные материалы — фольга металлизированная, стекло, даже пластик. КПД применения материала при этом очень большой – 90%, а производство во много раз дешевле вакуумирования.

Достоинством метода является равномерный и однородный слой напыления, а недостатком – низкий, в сравнении с вакуумированием, КПД – 16% (против 18%).

Чем так хороши гибкие солнечные панели?

Возможность использования неиссякаемых источников энергии представляет собой стремительно развивающееся, перспективное направление, поэтому гибкие солнечные панели весьма востребованы как для обслуживания домов, так и в качестве транспортируемых и мобильных устройств. Помимо того, что они представляют собой экологически чистый вариант получения электричества, важно, что они не такие хрупкие, как обычное гелио-оборудование.

Устройство и принцип работы

Гибкие солнечные батареи функционируют благодаря такому явлению, как фотовольтаика. Здесь нужно понимать, что свет действует не только как волна, он также представляет собой поток частиц, именуемых фотонами. Непосредственно процесс получения электричества в результате трансформации энергии фотонов называется фотовольтаикой.

Примитивные прототипы солнечных модулей в современном понимании были разработаны еще в середине прошлого века, с тех пор они претерпели существенные внешние и функциональные изменения. Но в любом случае фотоэлектрический эффект является заслугой полупроводников. Ими называют особый сегмент материалов, отличающихся строением атома. Вариации n-типа обладают лишними электронами, в то время как полупроводники р-типа характеризуются нехваткой электронов в атомах. Фотоэлемент образуется в результате комбинирования двух типов исходных веществ, в тандеме эти материалы становятся базой двухслойного изделия.

Солнечные модули образуются из отдельных фотоэлементов, изначально конструкции имели жесткую форму с укрепленной металлической рамой. Со временем изделия стали облегчать, что и привело к разработке гибких солнечных батарей – они мягче и надежнее прототипов.

Панели функционируют по следующему принципу:

1. N-слой принимает солнечные лучи, контактирующие с поверхностью фотоэлемента.
2. В результате взаимодействия фотонов с атомами полупроводника у последних «выбиваются» избыточные электроны.
3. Частицы, получившие свободу, перемещаются к р-слою, присоединяются к атомам с недостатком электронов.
4. В итоге взаимодействия нижний слой становится анодом, а верхний катодом.
5. Продуцируется постоянный ток, он приспособлен для зарядки аккумулятора.

Полупроводники – это дорогие материалы, чаще всего для гибких солнечных модулей применяют селен, кремний. Постоянный ток преобразуется в переменный, который могут потреблять привычные электроприборы. Чтобы изделия получались легкими и тонкими, пленочные вариации оснащают полимерным напылением в тандеме с алюминиевыми проводниками.

Области применения

Технологии, основанные на гибких солнечных элементах, широко востребованы на космических объектах, при обустройстве зданий, в обслуживании портативной электроники, в авиа- и автомобилестроении. Панели могут быть задействованы для доставки электричества в промышленные и жилые объекты. Гелиосистема может служить основным источником энергии, также ее внедряют в качестве дублирующей, вспомогательной схемы.

Производители предлагают портативные зарядные устройства – компактные гибкие солнечные батареи, которые удобно носить с собой. Представляет интерес одно из их практичных воплощений – модуль с базой в виде дорожного полотна, защищенного от ударов. В персональных проектах изделия монтируют на корпусах яхт и катеров, крышах автомобилей.

Плюсы и минусы

Мягкое исполнение выигрывает у аналогов по следующим пунктам:

• небольшой собственный вес;
• эластичность;
• универсальность;
• экологичность;
• компактные размеры;
• высокая производительность;
• экономичность;
• комфортность эксплуатации.

Важность физических параметров и габаритов обуславливается тем, что при доставке электроэнергии в полноценный жилой или производственный объект используется много панелей. Если каждая из них будет толстой, тяжелой, крупной, возникнут сложности при установке, придется дополнительно усилить каркас сооружения. В итоге это повлечет дополнительные расходы. Компактные, легкие гибкие солнечные батареи не представляют собой опасность для кровельного настила, они не оказывают влияния на распределение несущей нагрузки.

Кремниевые вариации характеризуются высокой производительностью, они перерабатывают в электричество, в среднем, 20% солнечного излучения. Аморфные экземпляры не так остро реагируют на пасмурную погоду, по сравнению с жесткими конструкциями: последние в не солнечные дни выдают только 10% потенциальной мощности, эластичные модули работают на 50% от номинальной производительности.

Гнущиеся изделия позволяют полноценно использовать площадь кровли, имеющей неровный рельеф, например, черепичной. Универсальную продукцию с одинаковым удобством можно монтировать на фасад или крышу объекта. При этом она сохраняет достоинства жестких каркасных панелей – возможность использования неограниченного ресурса солнечного света, экологическую чистоту решения.

Нельзя забывать о недостатках технологии, в частности, о необходимости ее дальнейшего совершенствования. Моно- и поликристаллические жесткие решения все еще опережают ее по производительности.

Считаются уязвимостью следующие факторы:

• долгий срок окупаемости;
• при монтаже приходится докупать дорогостоящее вспомогательное оборудование;
• высокая стоимость продукции;
• беззащитность перед атмосферными проявлениями.

Существенным минусом является небольшой эксплуатационный ресурс мягкого решения: быстро изнашиваются тонкое напыление и фольга, гарантийный срок, в среднем, составляет 3 года.

Критерии выбора

Определяющим фактором служат климатические условия: длина солнечных дней, их количество. Жителям регионов с малой освещенностью подойдут панели из микроморфного кремния – они не нуждаются в точном ориентировании, по суммарной годовой мощности опережают прочие тонкопленочные вариации. В северных районах востребовано текстурированное стекло.

Критерием выбора гибких солнечных панелей является длина солнечных дней

Важно, чтобы мощность модуля соответствовала потребностям используемых электроприборов. Необходимо найти не только оптимальный участок для размещения изделий, но и резервную площадку, позволяющую впоследствии нарастить мощность.

Качество и длительность эксплуатации, а также стоимость продукции зависят от базового материала, номинальной производительности, типа конструкции и параметров фотоэлемента. На профильном рынке востребованы как иностранные, так и заслужившие доверие отечественные бренды – последние оптимально приспособлены к климатическим условиям региона.

Заслуживают внимания гибридные панели, генерирующие электрическую и тепловую энергию.

Инструкция по монтажу гибких солнечных батарей

Первым шагом становится масштабное планирование, включающее в себя проектирование системы на основе расчета необходимой мощности.

Расчет количества панелей

В основу проектирования закладывают следующие данные:

• суточную интенсивность использования энергии;
• емкость задействованных аккумуляторов;
• общую номинальную производительность фотоэлементов;
• количество модулей.

Легче всего определиться с потреблением электроэнергии: достаточно посчитать запросы всех эксплуатируемых электроприборов, необходимые данные указываются на их маркировке. В соответствии с полученным значением приобретают инвертор – устройство, добывающее из постоянного тока переменный с заданным параметром частоты. Прибор подбирают с запасом минимум 0,5 кВт.

Следующий шаг – расчет аккумуляторных батарей исходя из того, какая получилась суммарная мощность потребителей с учетом 40% минимального их заряда. Количество солнечных панелей определяют, ориентируясь на регион и приоритетные модели оборудования.

Особенности размещения

При проектировании следует помнить, что гелиосистемы при нагревании рабочих компонентов функционируют менее эффективно. В частности, летом, когда панели раскаляются, они продуцируют меньше энергии, чем зимой – в холодные месяцы в солнечные дни фотоэлементы улавливают больше света для дальнейшей его переработки.

Размещение гибких солнечных панелей

С учетом того, что положение солнца в течение дня меняется, модули монтируют универсально – с южной стороны, наклонив не более чем на 40 градусов.

Последовательность монтажа

Гибкие солнечные панели в рулоне доступны для самостоятельного монтажа. В зависимости от климатических особенностей региона их размещают поверх кровельного пирога, на отдельно стоящих вспомогательных сооружениях, на фасаде объекта, притом решения можно комбинировать.

Чаще всего монтаж гелиосистемы производится на крыше. В тех случаях, когда конфигурация и габариты кровли не способствуют надежному размещению модулей, возводят вспомогательный каркас и на него крепят панели. Подобные проекты увеличиваются по стоимости, но они оптимальны, если крыша труднодоступна, имеет сложный рельеф. Фасад в качестве локации для модулей рационален в тех случаях, когда крыша имеет недостаточную площадь. Модули становятся элементом дизайнерской схемы, выполняют роль дополнительного украшения объекта.

Фотоэлектрические элементы покрываются с изнаночной стороны слоем липкой субстанции смолянистого происхождения. Для монтажа необходимо удалить с панели защитную пленку, чтобы можно было ее приклеить на выбранном участке. Площадку предварительно качественно зачищают и промывают. В процессе установки изделий не нужны специализированные элементы, обязательным требованием является лишь соблюдение мер безопасности. Следует придерживаться предлагаемой производителем схемы подключения компонентов, чтобы была соблюдена их последовательность.

Гелиомодуль оснащается с одного края парой выведенных проводов, поэтому каждое изделие нужно размещать таким образом, чтобы данные кабели в дальнейшем было проще соединить одной шиной, тем самым обеспечив последовательное подключение.

Особенности эксплуатации

В руководстве от производителя, инструкции по эксплуатации гибкой солнечной батареи прописываются не только технические аспекты монтажа комплекса оборудования, также указываются правила дальнейшего обслуживания гелиосистемы. Вне зависимости от типа мягких панелей можно привести общие рекомендации:

• важно поддерживать чистоту поверхности модулей. Грязь, следы жизнедеятельности птиц, листья, снег, пыль негативно скажутся на производительности схемы в целом. Любой налет и инородные тела становятся препятствием для работы фотоэлементов, они улавливают меньше солнечных лучей, что приводит к снижению эффективности решения;
• солнечная станция должна быть изолирована от высоких насаждений, деревьев, неустойчивых сооружений. Отделившиеся при сильном ветре ветки или фрагменты, отлетев, способны повредить модули, снизится работоспособность последних, их эксплуатационный ресурс;
• в периоды сильных снегопадов необходимо использовать защитные стенды, важно вовремя предотвращать образование наледи.

Чтобы производительность и эффективность функционирования панелей держалась на заявленном разработчиком уровне, необходимо создать условия с оптимальным углом наклона. Во время очищения поверхности от грязи и снега следует действовать аккуратно, чтобы исключить риск повреждения тонкого верхнего слоя рабочих элементов.

Гибкие солнечные панели. Выбор из 6 лучших вариантов

Среди альтернативных источников энергии для частного использования одним из наиболее перспективных вариантов признаны солнечные панели. Это обусловлено разнообразием предложений на рынке, практичностью, простотой построения автономных систем электроснабжения для частных и даже многоквартирных домов.

При построении собственных гелиостанций многие пользователи выбирают гибкие солнечные панели – весьма перспективное решение, которое уже на текущий момент отличается эффективностью, удобством и экономичностью.

Гибкие солнечные батареи и жесткие конструкции – разница в технологиях и характеристиках

В сфере солнечных панелей наметилась жесткая конкуренция между:

• С одной стороны – традиционными поликристаллическими и монокристаллическими батареями в исполнении на жесткой раме;
• С другой – гибкими панелями на базе аморфного кремния, полиморфными и полимерными солнечными элементами.

У каждой из групп есть собственные достоинства и недостатки.

Жесткие моно- и поликристаллические кремниевые батареи с 30% и 53% рынка соответственно, пока, безусловно, лидируют. Для такого положения дел есть веские основания:

Многие производители выпускают действительно достаточно солидные объемы одиночных элементов, а также и готовых панелей, которые способны полноценно удовлетворить множество запросов предприятий-сборщиков, кроме того удовлетворить львиную долю потребностей конечного пользователя.

Эти модули остаются лидерами по эффективности преобразования среди изделий массового производства. Речь идет, прежде всего, о монокристаллических панелях с КПД серийных образцов на уровне 24% и некоторых поликристаллических, достигающих 18%-ной эффективности.

Используемые технологии сборки и защиты панелей гарантируют их высокую надежность, устойчивость к различным атмосферным воздействиям и длительный срок службы.

Именно по этой причине спрос на моно-/поликристаллические солнечные батареи продолжает расти, заинтересованность в них частных покупателей уже практически достигла уровня покупок предприятиями.

Взрывной рост этого спроса сдерживают несколько факторов:

Некоторые специфические свойства солнечных элементов, например, ускоренная деградация при воздействии температур. Последний фактор имеет важное значение, поскольку максимальный прогрев панелей приходится на моменты максимума солнечного излучения.

Свои особенности есть и у каждой из разновидностей гибких панелей.

Виды и свойства гибких солнечных панелей

Сегодня разрабатываются и выпускаются несколько принципиально разных видов гибких солнечных батарей. Они отличаются используемыми материалами и технологиями, что, в свою очередь определяет как характеристики, так и особенности монтажа и эксплуатации.

Аморфные панели (элементы из аморфного кремния)

Аморфные гибкие солнечные панели создаются на базе элементов из аморфного кремния (a-Si). Такое название получил гидрид кремния, образующийся в результате распада силана или кремневодорода (SiH4) под воздействием электрического разряда.

Соединение превосходит кристаллический кремний по коэффициенту поглощения – для полного поглощения солнечного излучения достаточно слоя толщиной 0.5-1 мкм по сравнению со 100-300 мкм для кремниевых кристаллов.

Кроме того, достаточно низкая температура осаждения (порядка 150 о С) позволяет формировать пленки необходимой для фотовольтатики толщины не только на металлической или стеклянной, но и на полимерной основе, причем сделать этот процесс непрерывным.

Еще одно достоинство технологии – дешевизна сырья, поскольку для получения кремневодорода не требуется высокая степень очистки кремния. Это позволяет использовать в производстве отходы предприятий металлургической отрасли, поступающие на утилизацию кремниевые солнечные батареи и другие дешевые источники.

В результате аморфные солнечные панели считаются одним из наиболее перспективных на ближайшие годы направлений развития гелиоэнергетики. Прогнозируется, что к 2023-2025 гг. эти модули на основе аморфных элементов станут лидерами рынка, значительно потеснив и поли- и монокристаллические изделия.

Из серьезных недостатков технологии следует выделить:

1. Ускоренную деградацию пленок под воздействием ультрафиолета и высокой температуры, что снижает срок службы панелей до 3-5 лет. Бороться с ним можно применением защищающих от УФИ ламинирующих пленок и применение в конструкции эффективных теплоотводов.
2. Относительно низкий по сравнению с кристаллическим кремнием коэффициент конверсии, что снижает КПД батареи в целом и требует значительного увеличения площади панелей для обеспечения необходимой потребителям мощности генерации. В настоящий момент единственный путь повышения эффективности – совершенствование технологий.

Поколения аморфных солнечных панелей

Сегодня на рынке можно найти устройства уже трех поколений аморфных солнечных модулей.

Особенности эксплуатации гибких солнечных панелей

Высокая стоимость электроэнергии и частые проблемы с ее подачей заставляют обращать внимание на альтернативные источники. К таковым можно отнести гибкие солнечные панели. Их конструктивное исполнение позволяет переводить солнечную энергию в электрическую. Особое конструктивное исполнение делает возможным их крепление на различных поверхностях. Чтобы оценить, подойдут ли такие энергосберегающие конструкции для вашего дома или офиса, стоит познакомиться с отличительными особенностями.

Что это такое

Гибкая солнечная панель состоит из тонкой подложки, на поверхность которой нанесен слой кремниевого полупроводника. Готовое изделие вместе с напыленным слоем имеет толщину менее 1 мкм. Принцип работы системы основан на фотовольтаике, предполагающую преобразование энергии фотонов в электричество. Под воздействием солнечных лучей полупроводник начинает нагреваться, это приводит к формированию направленного потока электронов. Элементы соединяются с выводами, обеспечивая тем самым формирование батареи, вырабатывающей электроэнергию.

Сравнительно недавно подобные конструкции имели большие размеры и невысокий КПД. Сегодня ситуация изменилась. Для выработки электрического тока батарее требуется немного света. При этом само устройства имеет небольшой вес, достаточно гибкое и мобильное. Его можно быстро переместить с одного места на другое.

Вместо аморфного кремния многие производители сегодня используют полимерные соединения, теллуриды кадмия, индиевые диселениды и другие вещества. Для увеличения КПД гибкие солнечные панели выполняют многослойными. Выбор в пользу каскадного строения позволил обеспечить многократное преобразования отраженного света, и за счет этого добиться повышения работоспособности элемента.

Для подачи электроэнергии внутрь дома потребитель должен иметь в наличии:

, в котором будет накапливаться вырабатываемая электроэнергия. Он позволит предотвратить возможные негативные последствия, которые могут иметь место при скачках напряжения;
• инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный;
• система, позволяющая откорректировать уровень заряда аккумулятора.

Преимущества

Почти любая гибкая солнечная панель является востребованным источником энергии, так как:

• Компактна и легка. Размер и вес изделия сравнительно небольшой, что делает возможным их монтаж практически в любом месте. При установке гибких модулей можно отказаться от усиления основания.
• Экологична, что имеет важное значение при покупке подобных конструкций для электроснабжения жилых помещений. В процессе работы устройства не оказывают негативного влияние на состав и состояние воздуха внутри помещения. Они не выделяют вредных веществ.
• Производительны. Продуманное нестандартное решение существенно повышает эффективность изделий. Хотя они несколько уступают монокристаллическим, но при соблюдении правил и рекомендаций производителя по эксплуатации установленного оборудования можно добиться производительности порядка 18 %;
• Универсальны. Качественные гибкие элементы способны выдержать значительные температурные колебания. Они могут монтироваться на основание любой формы, повторяя контуры основы. Это делает возможным их размещение на любой открытой площадке и эксплуатацию в различных погодных условиях.
• Просты. Благодаря достаточно простому исполнению гибкие солнечные батареи могут монтироваться своими силами. Это существенно сокращает общие затраты на монтаж.
• Мобильны. Их необязательно монтировать на стационарную основу. При желании панель можно скрутить в трубочку и взять с собой в путешествие.

Недостатки

Хотя подобные энергосберегающие системы востребованы у пользователей, они не лишены недостатков. К таковым стоит отнести:

невысокий, что не всегда позволяет выработать достаточно количество электроэнергии для полного обеспечения потребностей жителей частного дома. Для автономной работы системы электроснабжения потребуется большое количество мощных конструкций;
• Небольшую толщину напыляемого слоя, что существенно сокращает срок службы изделия. Многие изделия не способны прослужить более 20 лет. Гарантийный срок ограничен тремя годами. Через пять лет отдельные элементы начинают выходить из строя.

К недостаткам также стоит отнести продолжительный период окупаемости. Стоимость энергосберегающей конструкции сложно назвать бюджетной. Кроме самих элементов придется дополнительно приобрести специальное оборудование для обеспечения работоспособности монтируемой системы. Потребуется продолжительный период времени для окупаемости понесенных затрат. Эффективность системы зависит от погодных условий, а для ее функционирования надо дополнительно приобрести дорогостоящее оборудование.

Особенности эксплуатации

Чтобы гибкие солнечные панели работали максимально эффективно, при их эксплуатации надо учитывать определенные особенности:

• наибольший КПД обеспечивается в регионах с большим количеством солнечных дней;
• в пасмурные дни производительности снижается, а потому стоит заранее предусмотреть возможность подключения к аккумуляторной батарее либо к централизованной системе электроснабжения;
• нагрев фотоэлементов ведет к снижению производительности гелиопанелей;
• устанавливать системы стоит с южной стороны, монтируя под углом 35–40 градусов;
• предпочтительным местом установки являются крыши, если система предназначена для электрификации здания.

Область использования

Гибкие солнечные панели являются универсальными конструкциями. Они используются в различных областях, где существует потребность в электрической энергии. Модули способны стать достойной альтернативой кровельному материалу. Однако часто крепят солнечные батареи на крышу, которая покрыта черепицей, металлопрофилем, шифером. В результате строение получает оригинальный внешний вид, а система вырабатывает электроэнергию для обеспечения его потребностей.

Такой способ электроснабжения может являться основным и дополнительным. Если дом располагается в регионе с большим количеством солнечных дней, актуален первый вариант. Во всех остальных случаях желательно, чтобы гибкие панели дублировали традиционную схему электроснабжения. Так как при снижении эффективности конструкции на некоторый период времени дом может оказаться обесточенным.

Актуальны не только для электрификации зданий, но и при изготовлении различных электронных изделий, в авто- и авиастроении, при оснащении космических аппаратов. Гибкая солнечная панель имеет небольшой вес, что делает актуальным ее использование для обеспечения электричеством:

• электромобилей и электросамокатов;
• многочисленных гаджетов во время длительных прогулок и пеших переходов: панели нашиваются непосредственно на рюкзаки и куртки для обеспечения подзарядки аккумуляторных батарей непосредственно во время движения;
• охотничьих домиков, туристических палаток;
• яхт и других плавательных средств.

Порядок монтажа

Чтобы система работала эффективно, до начала монтажных работ выполняется расчет необходимого количество модулей. Это позволит понять, какое количество панелей надо приобрести, и какими характеристиками они должны обладать. После закупки необходимого количества и ознакомления с инструкцией производителя, начинается крепление элементов к основанию.

Расчет количества элементов

Чтобы правильно выполнить расчет, надо разработать проект будущей системы. Для этого потребуется значение:

• полная сумма электроэнергии, которую вы потребляете;
• полное значение мощности панелей;
• число панелей;
• аккумуляторная емкость.

Уровень энергопотребления

Правильность и стабильность работы системы зависит от правильности подключения. Гибкая солнечная батарея подключается к аккумулятору через контроллер. При этом необходимо соблюдать полярность. Ток от аккумулятора должен сначала поступить на инвертор, а затем на электроприборы.

При определении суммарного уровня потребления электроэнергии учитываются все электроприборы, которые есть в доме и в теории могут использоваться одновременно. Найти актуальное значение мощности конкретного устройства можно в документах либо на корпусе. Учитывается не только мощность электроприборов, но и осветительных устройств. Если в люстре несколько лампочек, учитываются затраты энергии, необходимой для работы каждой.

После того, как суммарная мощность будет найдена, выбирается инвертор. Он необходим для преобразования постоянного тока в переменный с заданной частотой. При выборе инвертора обязательно предусматривается запас по мощности минимум 0.5 кВт.

Емкость аккумулятора

Далее подбирается аккумуляторная батарея, основным показателем для которых является емкость. Она показывает, силу тока, который будет подаваться в течение часа при заданном напряжении. Для ориентировочного расчета данного параметра суммарная мощность делится на выходное напряжение.

Найденное значение является приблизительным, так как большинство батарей нельзя полностью разряжать. Это может стать причиной непродолжительного срока службы аккумулятора. В некоторых устройствах минимальный уровень заряда не должен опускаться ниже 40 %. Это обязательно учитывается при расчете путем введения в состав формулы поправочного коэффициента. При расчете суммарную мощность делят на значение выходного напряжения, умноженного на 0.4.

Количество панелей

При расчете требуемого количества панелей учитывается мощность выбранных моделей и регион, в котором они будут устанавливаться. Желательно найти величину дневного света для конкретной местности. Для расчета потребуется минимальное годовое значение, соответствующее значению солнечной радиации в регионе в конце декабря. Его можно найти в справочной литературе.

Исходя из найденного значения, определяется уровень инсоляции. Он позволит определить, какое количество киловатт сможет выработать один квадрат батареи в декабре. Для этого показатель умножается на количество дней в месяце. Обычно берется 31 день. Так, для Сочи – 1.25×31=38.75 кВт/м², а для Москвы значение будет равно 0.33×31=10.23 кВт/м².

Зная суточное потребление электроприборов, можно определить, какой объем энергии нужен на месяц. Так, если все приборы в доме потребляют 750 Вт, то в месяц потребуется около 25 кВт. Надо обязательно предусмотреть небольшой запас по мощности на случай, если придется пользоваться какими-то другими электроприборами либо имеющиеся будут заменены на более мощные. Так, расчетное значение в 25 кВт можно смело округлять до 30 кВт.

Зная требуемую мощность и уровень инсоляции, определяется мощность, приходящаяся на 1 пикочас. Для столичного региона при потребляемой мощности в 30 кВт она составит 30/10.23 = 2.93 кВт. После этого можно рассчитать требуемое количество панелей. Для этого найденное значение делится на мощность одного элемента. Так, если одна гибкая солнечная панель имеет мощность 0.15 кВт, для выработки достаточной мощность потребуется 2.93/0.15= 20 штук. Если батарею планируется брать с собой в туристические походы, для обеспечения работоспособности ноутбука потребуется одна панель с мощностью минимум 15 Вт.

При выборе модели стоит обратить внимание не только на мощность изделия, но и на его вес. Для монтажа на крышу можно выбирать изделия потяжелее, для туристических походов — полегче.

Материал элементов может отличаться. Если их планируется эксплуатировать в северном регионе, предпочтительны гелиопанели из текстурированного стекла. Если количество солнечных дней ограничено, стоит обратить внимание на изделия из микроморфного кремния.

Монтажные работы

Монтажные работы могут быть выполнены самостоятельно. Для этого сначала выбирается наиболее подходящее место для монтажа. Кроме крыши задания для размещения панелей можно выбрать:

• фасад дома;
• конструкцию, устанавливаемую отдельно от здания;
• комбинированный вариант.

Монтаж на крыше получил наибольшее распространение. Однако не всегда конфигурация кровли позволяет эффективно разместить систему. В этом случае можно смонтировать дополнительный каркас специально для размещения батареи. Это увеличит затраты на выполнение монтажных работ. Однако, если крыша является труднодоступной или затененной, такой вариант является оптимальным.

К монтажу на фасаде прибегают в том случае, если, на крыше не хватает места. В этом случае панели не только вырабатывают необходимое для функционирования строения количество электроэнергии, но и позволяют украсить дом. Если такой вариант неприемлем, устанавливают отдельную конструкцию, выбирая для ее размещения хорошо освещаемую площадку.

В некоторых ситуациях прибегают к комбинированному варианту, располагая элементы одновременно на нескольких поверхностях. В этом случае удается максимально повысить эффективность смонтированной системы.

После того, как будет выбрано место для размещения конструкции, прибегают к непосредственному монтажу. Каждая гибкая солнечная панель на обратной стороне имеет липкий смолянистый слой, позволяющий надежно зафиксировать элемент на основании без использования специализированного инструмента.

Монтажные работы выполняются в следующей последовательности:

• основание моется и очищается от грязи и пыли, чтобы обеспечить плотное прилегание к основе;
• с обратно стороны панели снимается защитный слой;
• элементы приклеивается к выбранному основанию.

Если работы будут выполняться на крыше, стоит позаботиться о безопасности, чтобы избежать возможного травматизма. Также важно придерживаться выбранной схемы подключения, чтобы обеспечить достаточную эффективность смонтированной системы. У каждого модуля есть два кабеля, выведенных с одной стороны. Каждую панель располагают таким образом, чтобы их можно было последовательно соединить между собой одной шиной.

Особенности ухода

Чтобы система работала эффективно, в процессе эксплуатации за ней надо правильно ухаживать. Для этого следует своевременно очищать поверхность от пыли, грязи, следов жизнедеятельности птиц. Любой слой на поверхности модулей способен существенно сократить производительность системы в целом, так как в этом случае уровень поглощения фотоэлементами солнечного света существенно снижается.

Удалить скопившиеся загрязнения только одной водой не всегда представляется возможным. В таком случае для удаления грязи с батареи, основу которой составляет аморфный кремний, используют влажную губку либо тряпку из микрофибры. Высокая стойкость к воздействию воды позволяет их постоянно мыть.

В зимний период с поверхности элементов надо систематически удалять снег. В противном случае они просто не будут функционировать. Удалять снежный покров следует аккуратно, оказывая минимальное механическое воздействие, чтобы не повредить поверхность.

Учитывая, что при сильном загрязнении производительность конструкции значительно уменьшается, и требуется удаление загрязнений, при выборе места для размещения системы, следует предусмотреть мероприятия по ее обслуживанию. Именно по этой причине от установки модулей на сложной кровле чаще всего отказывается. Если другой вариант монтажа не подходит, для очистки панелей в труднодоступных местах привлекают специалистов.