Fleksible solpaneler: gennemgang af typiske konstruktioner, deres egenskaber og tilslutningsspecifikationer

Solenergi er en af de mest lovende og hurtigt voksende alternative kilder til elektricitet. Det er en uendelig ressource, som kan anvendes overalt på planeten uden at forurene miljøet. Man må indrømme, at det ville være rart at have sin egen alternative strømkilde.

Det viser sig, at man nu kan omdanne solenergi til elektricitet direkte i hjemmet. I stedet for store og skrøbelige rammepaneler bruges fleksible solceller nu oftere. Men hvordan omsætter man det i praksis?

Vi hjælper dig med at forstå konstruktionen af fleksible solpaneler og deres funktionsprincip. Nyttige anbefalinger til valg og montering af konstruktionerne findes i vores artikel. Og for at gøre informationen lettere at forstå indeholder artiklen tematiske fotos og videoer.

Hvad er solceller?

For at forstå, om fleksible paneler er egnede til at få elektricitet, skal man forstå teorien bag.

Hvad er en solcelle, og hvordan adskiller konstruktionen af fleksible modeller sig fra andre? Og det er meget vigtigt allerede inden køb at kende fordele og ulemper ved netop denne type solceller.

Konstruktion og funktionsprincipper for fleksible paneler

Funktionsprincippet for en solcelle bygger på begrebet fotovoltaik. Lys kan som bekendt betragtes både som en bølge og som en strøm af partikler – fotoner. Evnen til at omdanne fotonenergi til elektricitet er netop fotovoltaik.

De første prototyper af moderne solceller blev opfundet allerede i 1950'erne. Siden da har de ændret sig betydeligt både i udseende og funktionsprincip. Den fotoelektriske effekt blev muliggjort ved brug af halvledere

En halvleder er et materiale, der har en særlig atomstruktur. En n-type halvleder har overskydende elektroner, mens atomer i en p-type halvleder mangler dem. For at samle et solcelleelement kombineres de to materialetyper, hvilket danner en tolagsstruktur.

Individuelle fotovoltaiske celler samles i paneler. Panelerne kan være stive i en robust metalramme. Der er en tendens til at lette konstruktionen af solpaneler. Fleksible og lette solceller vinder popularitet.

Princippet for et solpanel kan beskrives sådan:

1. Solens lys rammer overfladen af fotovoltaisk celle fra n-lagets side.
2. Fotoner kolliderer med halvlederens atomer og 'slår' overskydende elektroner ud.
3. De frie elektroner bevæger sig mod p-laget og indfanges af atomer med mangel på partikler.
4. Som et resultat fungerer det øverste lag som katode og det nederste som anode.
5. Der produceres jævnstrøm, som nemt kan oplade et batteri.

Som halvleder anvendes silicium, selen og mange andre dyrere materialer.

Jævnstrøm fra solpanelet skal omdannes til vekselstrøm, da de fleste elektriske apparater fungerer med dette

For fleksible tyndfilmssolpaneler anvendes også polymerbelægning med aluminiumsledere. Denne opbygning gør panelerne bemærkelsesværdigt tynde og lette.

Denne teknologi er kun ved at udvikle sig, men der er ingen tvivl om, at den har store perspektiver. Men vi vil se på fleksible paneler i bred forstand.

Mere detaljeret om principperne for solcellepaneler kan du læse ved at følge linket.

Fordele ved fleksible solceller

Fordelene ved fleksible solpaneler gør denne metode til elektricitetsproduktion til en af de mest lovende:

• vægt;
• størrelse;
• elasticitet;
• ydelse;
• alsidighed;
• økonomisk effektivitet;
• miljøvenlighed;
• brugervenlighed.

Panelernes geometriske og fysiske parametre, såsom størrelse og vægt, er meget vigtige, da der for at forsyne et helt hus med elektricitet vil være brug for et stort antal paneler. Ved brug af tunge modeller kan det blive nødvendigt at forstærke bygningens konstruktion, hvilket vil øge installationsomkostningerne betydeligt.

Lette og kompakte fleksible elementer vil ikke kunne påvirke lastfordelingen på bygningens ramme væsentligt. De udgør ingen fare for tagbeklædningen.

Ydeevnen af siliciumbatterier er ret høj. Det er svært at vurdere virkningsgraden i dette tilfælde, men halvlederpaneler er i stand til at omdanne lys til elektricitet med gennemsnitligt 20%.

Det vil sige, hvis solstrålingens effekt er 200 W, vil der opnås omkring 40 W elektricitet.

Fleksible amorfe solpaneler er meget mere tolerante over for overskyet vejr end almindelige stive konstruktioner baseret på silicium.

Til sammenligning kan et standard solcellepanel i overskyet vejr kun arbejde på 10% af sin kapacitet, mens et fleksibelt panel leverer omkring 50% af det nominelle.

Solcellens fleksibilitet gør det muligt at udstyre tage med ujævn overflade, tegltage og komplekse former med den. Samtidig er de ret alsidige og egner sig til montering på tag eller facade af en bygning.

Sollys er en gratis og ubegrænset ressource. Det er en utvivlsom fordel, og det er her den absolutte økonomiske effektivitet af solpaneler kommer til udtryk.

Desuden er denne energiproduktionsmetode fuldstændig miljøvenlig, påvirker ikke miljøet og skader det ikke. Endvidere, ved at afvise det populære alternativ til solenergi – termiske kraftværker – reducerer menneskeheden niveauet af luftforurening.

Ulemper ved fleksible solceller

Der er også nok ulemper ved fleksible solpaneler. For det første er denne teknologi kun ved at udvikle sig og har endnu ikke nået toppen af sine muligheder. I ydeevne er fleksible amorfe batterier ringere end stive poly- eller monokrystallinske.

Opbygningen og funktionsprincippet for fleksible paneler er ret komplekst, men alle kan bruge dem. Det er nok at installere og tilslutte udstyret korrekt.

For det andet svigter den tynde folie og det minimale påføringslag relativt hurtigt. Garantiperioden for sådanne paneler er omkring 3 år.

Derefter begynder solcellerne gradvist at gå i stykker og kræve udskiftning.

Det glæder, at denne industri udvikler sig hurtigt, og der allerede dukker mere holdbare og kraftfulde eksemplarer af fleksible solpaneler baseret på amorft silicium op.

Andre ulemper er fælles for alle typer solceller:

• tilbagebetalingstid;
• høj pris;
• store mængder dyrt udstyr udover selve batterierne;
• afhængighed af vejrforhold.

Et fleksibelt panel på omkring 150 W koster cirka 2667 kr eller mere, afhængigt af producenten. 20 batterier, et sæt akkumulatorer og ekstra udstyr vil koste en pæn sum. I betragtning af prisen på 1 kWh elektricitet vil det tage dig mere end et år at tjene systemet ind.

Hvor og hvordan anvendes solenergi?

Fleksible paneler bruges inden for forskellige områder. Før du udarbejder et projekt til energiforsyning af huset ved hjælp af disse solceller, bør du finde ud af, hvor de anvendes, og hvad der er særligt ved deres brug i vores klima.

Anvendelsesområde for solceller

Anvendelsen af fleksible solceller er meget bred. De bruges med succes inden for elektronik, elektrificering af bygninger, bil- og flyindustri og på rumfartøjer.

I byggeriet bruges sådanne paneler til at forsyne boliger og industribygninger med elektricitet.

Solenergi kan være den eneste kilde til elektricitet, eller den kan supplere den traditionelle elforsyningsordning, så huset ikke bliver strømløst i tilfælde af utilstrækkelig effektivitet i en bestemt periode.

Bærbare opladere baseret på fleksible solceller er tilgængelige for alle og sælges overalt. Store fleksible turistpaneler til at generere elektricitet i ethvert hjørne af kloden er meget populære blandt rejsende.

En meget usædvanlig, men praktisk idé er at bruge vejbanen som base for fleksible batterier. Særlige elementer er beskyttet mod stød og er ikke bange for store belastninger.

Fleksible batterier er også gode, fordi de kan bruges i næsten alle situationer. De kan nemt placeres på bilens tag eller på en yachts skrog.

Denne idé er allerede realiseret. 'Sol'-vejen forsyner de omkringliggende landsbyer med energi, uden at optage en eneste ekstra meter jord.

Særlige anvendelser af fleksible amorfe paneler

De, der planlægger at begynde at bruge fleksible solpaneler som strømkilde til deres hjem, bør kende til deres driftsmæssige særtræk.

Solpaneler med fleksibel metalbase anvendes, hvor der stilles højere krav til slidstyrke for mini-elværker:

Først og fremmest bekymrer brugerne sig om spørgsmålet: hvad gør man om vinteren, når dagene er korte og der ikke er strøm nok til alle apparater?

Ja, i overskyet vejr og med korte dage falder panelernes ydeevne. Det er godt, når der er et alternativ i form af mulighed for at skifte til central strømforsyning. Hvis ikke, skal man forsyne sig med batterier og oplade dem på dage, hvor vejret er gunstigt.

En interessant egenskab ved solceller er, at når fotocellen opvarmes, falder dens effektivitet betydeligt.

Om sommeren i heden bliver panelerne varme, men fungerer dårligere. Om vinteren på en solskinsdag kan fotocellerne opsamle mere lys og omdanne det til energi.

Antallet af klare dage om året afhænger af regionen. Selvfølgelig er det mere fornuftigt at bruge fleksible paneler i syd, da solen skinner længere og oftere der.

Da Jorden ændrer sin position i forhold til Solen i løbet af dagen, er det bedst at placere panelerne universelt – det vil sige på sydsiden i en vinkel på omkring 35-40 grader. Denne placering vil være relevant både morgen, aften og ved middagstid.

Montagevejledning for solceller på taget

Hvis du har besluttet, at fleksible solpaneler baseret på amorft silicium er det, du har brug for til at forsyne et privat hus med elektricitet, så gå i gang med at planlægge arbejdet.

Vælg passende udstyr og anslå det omtrentlige antal paneler. Gør dig derefter bekendt med reglerne for montering og efterfølgende vedligeholdelse af solceller.

Men husk, at brugen af traditionelle silicium poly- og monokrystallinske analoger stadig er meget mere produktiv.

Trin #1. Beregning af antal paneler

Ethvert arbejde starter med et projekt. Til projektering skal du foretage de nødvendige beregninger, nemlig:

• dagligt elforbrug;
• samlet nødvendig effekt fra solceller;
• batterikapacitet;
• antal paneler.

Det nemmeste er at beregne elforbruget. For at gøre dette skal du tage højde for absolut alle elektriske apparater uden undtagelse, som du bruger eller teoretisk set kan bruge.

Et simpelt eksempel:

• køleskab – 200 W;
• computer – 300 W;
• tv – 150 W;
• energisparepærer – 5 stk á 20 W.

Hvert apparats effekt er angivet i dets dokumentation eller på kabinettet. Efter at have lagt alle data sammen får vi 750 W. Ud fra denne værdi vælges en inverter – en enhed, der omdanner jævnstrøm til vekselstrøm med den ønskede frekvens.

Sørg for at have en lille buffer og vælg en inverter, der er 0,5 kW kraftigere end den beregnede værdi. Det vil sige, at for en samlet effekt på 0,75 kW er en enhed på mindst 1,25 kW egnet.

For korrekt tilslutning forbindes solpanelerne til batterierne via en controller. Forveksle ikke kontakterne – plus til plus, minus til minus. Fra batteriet ledes strømmen til inverteren og derefter – til de elektriske apparater.

Derefter skal du vælge batterier. Batteriets kapacitet (f.eks. 200 Ah) angiver, hvilken strømstyrke der vil blive leveret ved en given spænding i løbet af en time.

Den nødvendige kapacitet kan beregnes ved at dividere den samlede effekt fra forbrugerne med solpanelets udgangsspænding. I vores eksempel bruger vi 12-volts batterier. 750 /12 = 62,5 Ah.

Men denne formel er ikke helt korrekt, da de fleste batterier ikke kan aflades til 0. Der er en vis begrænsning, f.eks. 40%. Hvis ladeniveauet falder under dette, påvirker det væsentligt batteriets levetid og ydeevne.

Denne faktor skal også medtages i formlen:

750 W/(12Vx0,4)=156,25 Ah.

For at opnå en sådan kapacitet kan man samle en gruppe på 2 batterier på 100 Ah hver i et system.

Antallet af paneler beregnes ud fra effekten af den valgte model og den region, hvor de skal installeres. Regionens betydning kan ikke overvurderes. Ideelt set bør man finde værdierne for den daglige solindstråling for dit område. For pålidelighed tages minimumsværdien for året, cirka i slutningen af december.

Skematisk kan solindstrålingsniveauet i forskellige regioner afbildes sådan. Numeriske værdier kan findes i specialiserede opslagsværker eller på internettet.

Ved at gange denne indikator med antallet af kalenderdage i måneden får man antallet af kilowatt, der falder på 1 m² fleksibelt solpanel i december. For eksempel i Moskva er det 0,33×31=10,23 kW/m², og for Sotji er det 1,25×31=38,75 kW/m². Denne indikator kaldes antallet af picotimer.

Derefter ud fra de betingede maksimale 0,75 kW, som alle apparater forbruger samtidigt, beregner vi det gennemsnitlige månedlige forbrug – omkring 25 kW. I løbet af en måned skal vores fleksible solpaneler producere mindst 25.000 W, og det er bedre at have en lille margin og runde op til 30 kW.

Derfor skal der på 1 picotime i Moskva opnås 30/10,23 = 2,93 kW. Hvis de valgte paneler har en effekt på 150 W, er det ikke svært at beregne antallet: 2,93/0,15 = 20 styk.

Efter sådanne enkle beregninger vil du kunne vælge en passende inverter, controller, batteri og selve de fleksible fotovoltaiske paneler i det nødvendige antal.

Trin #2. Monteringsregler

Installation af fleksible solcelleelementer kan udføres af dig selv.

For dette bør du beslutte, hvor præcist du vil placere dine paneler:

• på bygningens tag;
• på husets facade;
• på en fritstående konstruktion;
• kombineret skema.

Den mest populære mulighed er på taget. Hvis tagets form eller konfiguration ikke tillader dette, er det bedre at bygge en ekstra ramme, hvorpå man placerer panelerne. Det er dyrere, men hvis taget er skygget eller svært tilgængeligt, bliver denne mulighed mere rationel.

Placering på facaden bruges, når der ikke er plads nok på taget. Panelerne kan blive en del af designkonceptet og fungere som husets dekoration.

Fleksible solcelleelementer har et klæbrigt harpikslag på undersiden.

Det er nok at fjerne beskyttelsesfilmen og lime panelet på det valgte sted. Naturligvis skal overfladen rengøres og vaskes før montering.

Der er ikke brug for noget specialiseret værktøj til montering. Det vigtigste er at sørge for din egen sikkerhed under arbejde på taget. Det er også meget vigtigt at følge tilslutningsskemaet for udstyret og ikke overtræde rækkefølgen.

På den ene side af solcellemodulet er der to udgående kabler. Hver panel placeres således, at disse ledninger efterfølgende kan samles med en enkelt skinne til serieforbindelse.

Vi anbefaler også at læse vores andet materiale, hvor installationsdiagrammer og tilslutningsmetoder for solcellepaneler er beskrevet i detaljer. Læs mere – her.

Trin #3. Vedligeholdelse af systemet efter installation

Efter installation af fleksible solcelleelementer skal de konstant plejes og overvåges, ellers kan deres effektivitet falde drastisk. Det vigtigste er at holde panelerne rene. Støv, snavs, fugleklatter – alle disse faktorer reducerer systemets ydeevne, da de begrænser absorptionen af sollys i fotocellerne.

Solcellepaneler skal tørres af, når de bliver snavsede. Det er derfor, man fraråder at placere dem på svært tilgængelige steder på et kompliceret tag.

Hvis dit system ikke kan vedligeholdes af dig selv, kan du altid finde en udfører med passende teknik og udstyr. Det vil naturligvis koste mere.

Man kan vaske solcellepaneler baseret på amorft silicium, ligesom de stive modstykker, med en almindelig fugtig svamp eller en mikrofiberklud. Panelet er ikke bange for vand (det er jo udendørsudstyr), og hvis man vasker dem regelmæssigt, holder de længere.

Endnu et problem, der er relevant for vores regioner – sne. Om vinteren bliver panelerne dækket af sne og holder op med at fungere. Nedbøren skal fjernes løbende, men ikke for hårdhændet, ellers kan man beskadige udstyret.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoer og anmeldelser, der gennemgår fleksible paneler fra populære producenter, kan hjælpe dig med at træffe det rigtige valg. Du vil kunne se, hvordan dit hus vil se ud efter installation af udstyret, specialisterne hjælper dig med at vælge det nødvendige antal paneler og gennemgår installationsreglerne.

Hvordan fleksible solcellepaneler er opbygget, og hvad de er lavet af:

Man kan også installere et fleksibelt panel i en lejlighed på facaden af en etageejendom, hvorfor ikke:

Lidt mere om produktion og fordele ved fleksible elementer:

Solcellepaneler giver mulighed for at blive energiuafhængig uden at skulle følge med i benzinpriser og forbrugsregninger. Hvis du investerer et bestemt beløb én gang, kan du ubegrænset forbruge energi til husholdningsapparater, husopvarmning og opladning af elbilens batteri. Flere og flere mennesker skifter til alternativ energi, fordi fremtiden tilhører den.

Hvis du har den nødvendige viden eller erfaring om emnet i vores artikel, så del den gerne med vores læsere. Eller måske har du selv installeret solcellepaneler? Fortæl, hvordan du gjorde det. Du kan også tilføje billeder til dine kommentarer.