Особенности и сфера применения гибких солнечных панелей. Выбор и монтаж гибких солнечных панелей Разница между жесткой и гибкой конструкцией
Солнечные батареи хоть и экологически чистые, но при этом - весьма дорогие. Ученые нашли им альтернативу - полимерные солнечные батареи . О том, что это такое, рассказано в статье.
Человек, хотя бы немного интересующийся солнечной энергетикой, прекрасно представляет себе, что такое солнечная батарея - это совокупность большого количества фотоэлементов, укрепленных на какой-либо поверхности.
Фотоэлемент представляет собой полупроводниковое устройство, которое преобразует энергию Солнца в электрический ток. Фотоэлементы «традиционных» солнечных батарей производят из кремния. Процесс производства таких батарей сложен и весьма дорог. Несмотря на то, кремний - это очень распространенный элемент и что в земной коре содержится около 20% кремния, процесс превращения исходного песка в высокочистый кремний очень сложен и дорог.
Кроме того, порой возникают проблемы с утилизацией отработанных фотоэлементов, поскольку в этих фотоэлементах помимо кремния содержится еще и кадмий. И наконец, кремниевые фотоэлементы по мере работы сильно нагреваются. После чего их производительность начинает снижаться. Поэтому кремниевым батареям помимо фотоэлементов требуются еще и дорогостоящие системы охлаждения. Подобнее об этом смотрите здесь: . Все это заставило ученых искать более эффективные .
Полимерный фотоэлемент - это пленка, которая состоит из активного слоя (полимера), электродов из алюминия, гибкой органической подложки и защитного слоя. Для создания рулонных полимерных солнечных батарей отдельные пленочные фотоэлементы объединяют между собой.
Достоинства полимерных солнечных батарей по сравнению с обычными кристаллическими : компактность, легкость, гибкость. Такие батареи недороги в производстве (для их изготовления не используется дорогой кремний) и экологичны, так как они оказывают на окружающую среду менее значительное влияние.
Недостаток пока один - эффективность преобразования солнечной энергии полимерных солнечных батарей пока очень низкий. Этот недостаток и ограничивал создание таких батарей на уровне образцов-прототипов.
В настоящее время, наибольший коэффициент полезного действия полимерных солнечных батарей удалось добиться Алану Хигеру из центра полимеров и органических твёрдых частиц университета Калифорнии в Санта-Барбаре (семь лет назад он получил Нобелевскую премию по химии за открытие и развитие проводящих полимеров) и Кванхе Ли из корейского института науки и технологии в Гванджу.
Их солнечная батарея имеет КПД в 6,5% при освещённости в 0,2 ватта на квадратный сантиметр. Это самый высокий уровень, достигнутых для солнечных батарей из органических материалов. И хотя лучшие кремниевые солнечные батареи имеют КПД 40%, тем не менее к полимерным батареям во всем мире проявляют очень сильный интерес. Правда технология производства таких батарей находится пока еще в ранней стадии своего развития.
Совсем недавно датская компания «Mekoprint A/S» запустила первую линию, на которой будут производится полимерные солнечные батареи. Компания около 10 лет занималась проектно-конструкторскими работами и вот теперь готова к массовому выпуску таких батарей.
Производство заключается в многослойной печати солнечного фотоэлемента на гибкую пленку, которую затем можно скручивать, разрезать и делать из пленки солнечные батареи абсолютно любых размеров.
По заявлениям специалистов компании, основной плюс полимерных батарей - это их дешевизна. Их производство обойдется компании как минимум в 2 раза дешевле, чем производство обычных, кремниевых батарей. Это обстоятельство, в свою очередь, скажется на рыночной стоимости полимерных батарей и в результате они станут намного доступнее.
Вторым плюсом полимерных батарей является их потрясающая гибкость. Такую батарею - можно резать ножом, можно сворачивать в трубку, можно наклеить на любую поверхность совершенно произвольной формы.
При желании такую батарею можно наклеить даже на одежду (что и было однажды проделано датскими специалистами). Полимерная батарея была наклеена на обычную шапку. И в солнечную погоду мощности батареи вполне хватало на то, чтобы от нее работал небольшой переносной радиоприемник.
И наконец, нельзя не упомянуть и о чистоте процесса производства таких батарей. Оказывается. их производство не вреднее, чем производство обычной пластиковой посуды и о вредных выбросах в атмосферу, происходящих при производстве обычных батарей из кремния скоро можно забыть.
Вполне возможно, что через какое-то время мы забудем о газе и угле, так как при дальнейшем развитии этой технологии вполне возможно что вырабатываемая электроэнергия с использованием солнечных полимерных батарей окажется дешевле процесса получения электроэнергии путем сжигания традиционных энергоносителей.
Сегодня мы расскажем Вам о том, как установить солнечные батареи для дома своими руками. На самом деле этапы работ по установке панелей или коллекторов, которые используются в современных частных домах для автономного отопления, не слишком трудоемкие. Проблема заключается в том, что нужно правильно расположить устройства на крыше, чтобы они могли функционировать с высоким показателем КПД. Далее мы предоставим к Вашему вниманию пошаговую инструкцию по монтажу, а также наглядные фото и видео примеры!
Существующие варианты крепления
Первым делом поговорим о том, как можно самому устанавливать солнечные батареи в домашних условиях. Существует несколько методов установки, а именно:
- На крыше дома со скатом не более 40 градусов. В этом случае можно либо сделать специальную несущую конструкцию из профилей, либо, если угол наклона кровли свыше 30 градусов, установить солнечные панели без кронштейна, как показано на фото ниже (вариант 2).
- На плоской крыше здания. При таких условиях необходимо сделать специальный металлический каркас с наклонной плоскостью для крепления солнечных батарей под углом относительно крыши.
- На стене. В практике встречается такой способ установки солнечных батарей на крыше крайне редко. Как и в остальных случаях, сначала создается надежная рамная конструкция, к которой и осуществляется крепление. В этом случае батареи также нужно установить под наклоном.
- В земле на специальной опоре в виде штанги. Такой вариант установки может использоваться в регионах с сильными снегопадами либо если другие варианты монтажа, кроме как на столбах, не подходят.
- На балконе или лоджии. Если Вы решили самостоятельно установить солнечные батареи в квартире, тогда разместить их можно на крыше балкона либо с внешней стороны, как показано на картинках ниже.
Чаще всего в домашних условиях используется первый и второй вариант установки. Сейчас мы рассмотрим, как выполнить монтаж солнечных батарей своими руками и какие нюансы нужно учитывать, чтобы сделать все правильно.
Этапы монтажных работ
Итак, перед тем, как самостоятельно устанавливать панели на крыше жилого дома, Вы должны убедиться в следующем:
На основании всех этих моментов нужно первым делом самому правильно выбрать, где лучше установить систему на крыше дома. Сразу же следует отметить, что система должна находиться на южной стороне постройки, так как именно на эту область приходится максимальное количество солнечной энергии в световой день.
После того как Вы определитесь, где именно будут размещены панели (либо коллекторы), необходимо переходить к сборке рамной конструкции и установке ее на кровлю. Обязательно используйте только металлические уголки и профиля. Изготавливать каркас из бруса не рекомендуется, т.к. он быстрее потеряет свои прочностные свойства. Лучше всего использовать квадратный профиль 25*25 мм либо уголок, но на данном этапе все сугубо индивидуально – если Вы решили установить солнечную батарею большой площади, сечение профиля должно быть на порядок больше.
Полный обзор монтажных работ
Установка креплений на крыше
Отдельное внимание нужно уделить углу наклона панелей к плоскости горизонта, а иначе говоря – земной поверхности. Для каждого региона условия немного отличаются, но обычно весной рекомендуется выполнять установку солнечных батарей под углом 45 градусов, а ближе к осени 70-75. Именно поэтому нужно заблаговременно продумать конструкцию рамы, чтобы можно было вручную выбирать, под каким углом установить систему под солнцем. Обычно раму изготавливают в форме треугольной призмы и крепят к крыше с помощью болтов.
Сразу же обращаем Ваше внимание на то, что на плоской крыше или на земле не нужно выполнять горизонтальную установку панелей. В зимнее время Вам придется постоянно убирать снег с поверхностью, а иначе система не будет работать.
Еще одно не менее важное требование – между крышей и солнечной батареей обязательно должно быть воздушное пространство (актуально в том случае, если Вы решили установить панель без рамы на гибкую либо металлочерепицу). Если воздушное пространство будет отсутствовать, ухудшиться отвод тепла, что может в дальнейшем за короткий промежуток времени вывести систему из строя! Исключением являются крыши из шифера либо ондулина, которые благодаря волнистой структуре кровельного материала, самостоятельно обеспечат подход воздуха.
Ну и последний важный момент установки – солнечные батареи нужно крепить в горизонтальном положении (длинной стороной вдоль дома). Если пренебречь данным правилом может произойти неравномерный нагрев верхней и нижней области панели, что заметно снизит эффективность использовать автономной системы электроснабжения либо отопления частного дома.
В настоящее время порядка 80-85% производства солнечных батарей приходится на кристаллические модули. Но по заверениям специалистов этой области, будущее все-таки за тонкопленочной технологией. Ее главное достоинство, способное обеспечить ей лидирующие позиции, это более низкая себестоимость. Модули, производимые с использованием тонкопленочной технологии, получили название гибкие солнечные батареи, благодаря тому, что их эластичность и малый вес позволяют монтировать солнечные модули на любой поверхности и даже вшивать их в одежду.
Для производства гибких модулей используют пленки из полимерных материалов, аморфного кремния, алюминия, теллурида кадмия и других полупроводников. Чаще всего их применяют в качестве переносных зарядных устройств, так называемых складных солнечных батарей, для ноутбуков, видеокамер, мобильных телефонов и другой электроники, не требующей большой мощности. Для выработки значительного количества энергии потребуется и большая площадь модулей.
Подробнее о тонкопленочной технологии
Первые тонкопленочные солнечные батареи изготавливались с использованием аморфного кремния, который наносили тонким слоем на поверхность подложки. Их КПД составлял всего 4-5%, да и срок службы оставлял желать лучшего. Второе поколение аморфных модулей уже имело КПД на 2-3% больше, а срок эксплуатации практически сравнялся со сроком службы кристаллических модулей. А вот КПД третьего поколения модулей увеличилось уже до 12%. Так что прогресс на лицо.
При производстве складных солнечных батарей и гибких модулей больших размеров, чаще всего применяют теллурид кадмия и селенид меди-индия. Использование этих полупроводников дает увеличение коэффициента полезного действия от 5 до 10%. А учитывая, что ученые-физики борются за каждый дополнительный процент, такая разница очень ощутима. Более подробно о производстве солнечных батарей по тонкопленочной технологии .
Особенности тонкопленочных батарей:
- Хорошо работают даже при рассеянном свете, поэтому суммарная годовая выработка мощности на 10-15% больше, чем у кристаллических модулей.
- Более низкая стоимость производства, следовательно, данный вид солнечных батарей обойдется Вам дешевле.
- Большую эффективность показывают в системах с мощностью более 10кВт.
- При равном показателе вырабатываемой мощности, площадь тонкопленочных модулей примерно в 2,5 раза больше, чем у кристаллических.
- Требуют использование высоковольтных контроллеров и инверторов.
Случаи, когда применение тонкопленочных модулей обосновано:
- В регионах, где преобладает пасмурная погода. Модули, выполненные по тонкопленочной технологии, лучше поглощают рассеянный свет.
- В странах с жарким климатом. При высокой температуре тонкопленочные солнечные батареи показывают большую эффективность.
- Есть необходимость монтирования панелей в здание либо требуется их использование в качестве дизайнерских задумок или конструкторских решений, например, для отделки фасада.
- Потребность в модулях с частичной прозрачностью до 20%.
От плоской формы к цилиндрической
Цилиндрические солнечные батареи впервые разработала небольшая американская компания с запоминающимся названием Solyndra (от слов «солнечный» и «цилиндр»). Свое достижение они представили в 2008 году и сразу же получили несколько крупных заказов от европейских и американских фирм. По их заверениям, эта цифра составляла более 1 млрд. $.
До 2008 года солнечные элементы имели плоскую форму. Solyndra же предложила устанавливать в солнечные батареи элементы-цилиндры. Тонкий слой фотоэлемента наносится на поверхность стеклянной трубки, после чего она помещается в еще одну такую же трубку, но уже с электрическими контактами. В качестве полупроводников для элементов используют уже знакомые нам медь, галлий, селен и индий. Цилиндрические солнечные батареи за счет своей формы поглощают большее количество света, и, как следствие, имеют больший показатель производительности. Каждая панель состоит из 40 цилиндров и имеет размеры 1 на 2 метра.
Для увеличения поглощаемого света рекомендуют использовать цилиндрические батареи в сочетании с белым покрытием крыши. В таком случае, отраженные от крыши лучи будут проходить через цилиндры, чем и обеспечат еще плюс 20% поглощенной энергии. Еще одно важное достоинство батарей с элементами цилиндрической формы – это их устойчивость к сильному ветру. Они способны выдерживать порывы ветра скоростью до 200 км/ч. Это делает монтаж солнечных батарей более простым и дешевым.
Многопереходные солнечные элементы
В большинстве производимых в настоящее время солнечных элементах реализован один p-n-переход. То есть свободные электроны в таком элементе создают только те фотоны, которые обладают энергией больше или равной ширине запрещенной зоны. Чтобы преодолеть это ограничение учеными был разработан новый вид солнечных элементов, получивших название каскадные элементы. Они имеют многослойную структуру, состоящую из солнечных элементов, ширина запрещенной зоны которых различна.
Самые перспективные гибкие солнечные батареи, изготовленные с использованием каскадных элементов, имеют 3 p-n-перехода. Верхний слой формируют из сплава на основе a-Si:H, для второго используют сплав a-SiGe:H, содержащий 10-15% германия, для третьего слоя процентное содержание германия в сплаве увеличивают до 40-50%. С каждым последующим слоем ширина запрещенной зоны уменьшается, поэтому каждый следующий слой поглощает те фотоны, которые прошли через предыдущий. В таблице ниже представлены значения КПД каскадных СЭ. Стоит отметить, что столь высокие показатели КПД позволяют уменьшить стоимость получаемой солнечной энергии почти в 2 раза в сравнении с солнечными батареями на основе кристаллического кремния.
| Теоретическое значение КПД | Ожидаемое значение КПД | Реализованное значение КПД | |
| 1 p-n-переход | 30 | 27 | 25,1 |
| 2 p-n-перехода | 36 | 33 | 30,3 |
| 3 p-n-перехода | 42 | 38 | 31,0 |
| 4 p-n-перехода | 47 | 42 | — |
| 5 p-n-переходов | 49 | 44 | — |
Самые интересные достижения в мире тонкопленочных модулей
2 года назад специалисты лаборатории МГУ разработали рулонные органические солнечные батареи на основе полимера в качестве активного слоя и гибкой органической подложки. Их КПД составлял всего 4%, зато они могли эффективно работать при температуре 80°С в течение 10 тысяч часов. На этом их деятельность не закончилась, исследования ведутся постоянно, основным направлением выбраны солнечные элементы на основе полимерных материалов.
Специалисты федеральной лаборатории технологий и материаловедения в Швейцарии создали солнечный элемент на полимерной подложке с КПД 20,4%. В качестве полупроводника использовались 4 элемента: селен, индий, галлий и медь. На сегодняшний день это рекордный показатель для СЭ, выполненных на основе перечисленных элементов. Предыдущий рекорд составлял 18,7%.
Для тонкопленочных фотоэлементов на основе индия, селена и меди, максимальное значение КПД на сегодня оставляет 19,7%. Такого показателя смогла добиться японская компания Solar Frontier. Поглощающие пленки на фотоэлементы наносили методом напыления, используя термическую обработку в парах селена.
Компания ICP Solar Technologies представила оригинальную складную солнечную батарею. Ее достаточно раскатать в солнечном месте и можно подключать устройство, которое необходимо зарядить. Мощность батареи 5 Вт при напряжении питания 12 В. Согласитесь, незаменимый вариант для всех туристов, хотя и не единственный. Разработкой подобных переносных СБ занимаются различные фирмы. Так не меньшей популярностью пользуется складная солнечная батарея Foldable Solar Chargers, максимальная мощность которой составляет 190 Вт.
Ну и самой интересной разработкой можно назвать «тканевые» солнечные панели. Японские ученые решили соединить крошечные цилиндрические солнечные элементы размером всего 1,2 мм и тканевое полотно. Такое необычное решение позволит создавать высокотехнологичные материалы для одежды и переносные тенты. Промышленное производство «солнечной» ткани намечено на март 2015 года.
Займет ли тонкопленочная технология первое место при производстве солнечных элементов, покажет будущее. Но судя по активным исследованиям, ведущимся в данной области, и по неплохим результатам, вполне возможно, что в ближайшем будущем ученые все-таки смогут создать не просто эффективные солнечные батареи, но еще и доступные при этом широким слоям населения.
Статью подготовила Абдуллина Регина
В этом ролике рассказано о солнечных модулях на базе тонкопленочной технологии, которые позволяют преобразовать в электроэнергию до 10% солнечного излучения и при этом в полтора раза повысить эффективность фотоэлементов, а расход кремния при производстве сократить в 200 раз!
Гибкая солнечная панель устанавливается на крышу и другие поверхности автомобилей, электромобилей, веломобилей, катеров, яхт и любого другого транспорта. Даёт возможность подзарядки аккумуляторных батарей без затрат топлива или зарядки от сети. Также применяются для выработки электроэнергии на стационарных конструкциях: крышах зданий, козырьках, малых архитектурных формах – везде, где требуется изгиб солнечных панелей и/или малый вес.
– Номинальное напряжение: 5 v -72 v (по заказу)
– Максимальная мощность: 5 w – 170 w (по заказу)
– Стоимость 1 ватта мощности, при заказе 1шт. гибкой панели.: 3 – 3.6 usd
– Размеры: под заказ, в соответствии с таблицей, размещённой ниже
– Максимальная электрическая мощность, получаемая с 1 м2 солнечной панели: 160 w
– Вес 1 м2 солнечной панели: 3 – 4 кг. (в зависимости от толщины)
– толщина солнечной панели 2.5 – 3 мм (возможно изготовление солнечных панелей с толщиной 1.5 мм)
– Материал корпуса солнечной панели: пластик
– Максимальный угол изгиба: 30 градусов на расстоянии 30 см.
– Тип солнечной панели: монокристаллическая
– Максимальный КПД солнечной панели: 18%
– Срок службы солнечной панели: 10 лет (до уменьшения мощности на 20%)
– C пособы крепления панели:
– с помощью двухстороннего скотча;
– с помощью шурупов, или других крепёжных элементов
Гибкие фотоэлектрические панели поставляются под заказ, – для того, чтобы обеспечить:
– требуемое расположение контроллера (с наружной или внутренней стороны панели)
Стандартные размеры солнечных панелей, с указанием их характеристик, представлены в таблице ниже. Если ни один из вариантов размеров не подходит для эффективного использования места, запланированного для их установки, можно рассмотреть вариант изготовления панели по индивидуальным размерам.
Для максимального удобства наших клиентов, контроллеры также изготавливаются с требуемым напряжением на выходе.
Максимальная мощность одной гибкой солнечной панели ограничена 170 ваттами. Если требуется мощность больше, – она набирается из нескольких солнечных панелей.
Срок выполнения заказа по изготовлению гибких солнечных панелей, пожалуйста, уточняйте у менеджера.
Гарантия 2 года.
Преимущество гибких солнечных панелей уже заложено в их названии – это гибкость. Благодаря возможности изгибать солнечные панели по профилю крыши автомобиля, катера, крыла самолёта или козырька над крыльцом дома, открываются огромные возможности преобразования солнечной энергии в электрическую – там, где раньше это было делать затруднительно.
Малый удельный вес на единицу площади, толщина всего 3 мм и высокий КПД 18%, не уступающий обычным монокристаллическим солнечным панелям, делает гибкие солнечные панели от ТМ Volta bikes , произведённые по новейшим технологиям – самым выгодным предложением на рынке по соотношению цена / качество.
Монтаж гибких солнечных панелей – предельно прост: с помощью клея, двухстороннего скотча, а в тех местах, где это возможно, даже с помощью шурупов.
Используйте каждый квадратный метр вашего транспорта или зданий с выгодой для себя, – преобразовывая солнечный свет в бесплатную электроэнергию для движения, бизнеса, комфорта!
Электромобиль своими руками: Гибкая солнечная панель для автомобилей
Nav view search Каталог товаров Гибкая солнечная панель для автомобилей Гибкая солнечная панель устанавливается на крышу и другие
Гибкие солнечные батареи Sphelar
Продолжая тему энергетики, представляю вашему вниманию революционную концепцию сферических солнечных батарей, которые созданы японской компанией Kyosemi. Гибкие солнечные батареи, благодаря особой форме, способны захватывать солнечный свет со всех сторон.
Обычные плоские солнечные батареи легки в проектировании и производстве, но при этом эффективность плоских солнечных элементов зависит от их положения относительно солнца. Тогда как, солнечные батареи Sphelar сферической формы гораздо эффективнее и требуют меньше затрат на производство. Дизайн гибких солнечных батарей Sphelar предусмотрен для использования батарей в мобильных телефонах.
Сферическая форма – это матрица, на которой размещены солнечные элементы размерами около 2 мм. небольшой размер позволяет разместить элементы в различных положениях, а значит солнечный свет будет поглощаться постоянно. Отпадет необходимость подстраиваться под положение солнца. Кроме того, гибкие солнечные батареи Sphelar способны собирать солнечный свет даже в утренние и вечерние часы. Поверхность, на которой размещены солнечные элементы, является гибкой, поэтому при необходимости гибкую солнечную батарею можно сгибать как угодно.
Гибкая солнечная батарея от чикагских конструкторов за 2 дня стала хитом Kickstarter
Чикагская компания YOLK, США, собирает средства на «солнечную бумагу», которая за 2,5 часа полностью заряжает батареи iPhone.
Solar Paper – это очень тонкая солнечная батарея, которая легко помещается между страницами блокнота или тетради. Несмотря на свою тонкость, портативное солнечное зарядное устройство способно генерировать до 10Вт энергии.
В хороший солнечный день Solar Paper заряжает iPhone 6 за 2,5 часа, что равнозначно сетевому зарядному устройству на 5V-2A. Устройство пригодно для зарядки любого гаджета через USB-кабель.
Размеры «листка» составляют 9x19x1,1 см, а вес – 120 гр. Толщина панели равна всего 1,5 мм.
Solar Paper использует модульные панели, соединяемые друг с другом с помощью встроенных магнитов. Всего можно подключить до четырёх панелей мощностью 2,5Вт каждая. Четыре панели обеспечат смартфон до 10Вт энергии через USB-подключение.
Кроме того, Solar Paper запрограммирована на автоматическое возобновление зарядки при обнаружении достаточного количества солнечного света, что очень полезно в облачную погоду.
Солнечная панель оборудована LCD-дисплеем, который отображает ток, подаваемый на подключённое устройство. Это позволяет выбрать оптимальное расположение и угол наклона Solar Paper для зарядки, в зависимости от погодных условий.
Кампания по сбору средств на Kickstarter, по сути, завершилась за 2 дня, когда и были собраны требующиеся для запуска в производство $50 тыс.
На момент написания материала разработчики собрали более $229 тыс. Первая партия солнечных зарядных устройств будет поставлена уже в сентябре 2015 года.
Версия Solar Paper на 5Вт энергии стоит $69, на 10Вт (4 солнечные панели) – $450.
Гибкая солнечная батарея от чикагских конструкторов за 2 дня стала хитом Kickstarter - Blog
Чикагская компания YOLK, США, собирает средства на «солнечную бумагу», которая за 2,5 часа полностью заряжает батареи iPhone.Solar Paper – это очень тонкая солнечная батарея, которая легко помещает…
Бесплатная электрическая энергия, или хотя бы дешёвая – вот мечта чуть ли не каждого человека на нашей планете. Как бы не дешевела нефть, какие запасы газа ни использовались и насколько страны ни гордились своими мощными АЭС, обыкновенному обывателю о дешёвом электричестве остаётся только грезить. Альтернативные источники постепенно начинают отстранять государственные службы от монополии на энергетику.
Уже никого не удивляет ветряк, расположенный в соседнем дворе, крыши домов начинают покрываться панелями солнечных батарей. Как считают учёные, именно на использование солнечных лучей сейчас делается наибольшая ставка. С каждым днём источники солнечной энергии находят всё новое применение. И также быстро они меняют свой вид. Теперь в моде гибкие солнечные батареи, о которых и пойдет речь в нашей статье.
Как работают гибкие батареи на солнечной энергии
Получение энергии от солнечных лучей уже давно знакомо человеку. Но если ещё лет 30 назад такой привилегией могла похвастаться лишь космонавтика, то теперь от Солнца работают многие бытовые предметы. Взять хотя бы обыкновенный калькулятор. Принцип довольно прост. Лучи нагревают полупроводник, чаще всего кремний, и заставляют его электроны двигаться в определённом направлении.
Остаётся только припаять проводки к обеим сторонам элемента, собрать несколько штук в батарею и портативная солнечная электростанция готова.
Первые имели низкий , представляли собой громоздкие и тяжёлые конструкции. Сегодня эти изделия намного легче, для выработки электричества не требуется максимальная освещённость. Появление гибких солнечных батарей в корне меняет отношение к этому вечному источнику бесплатной электроэнергии.
Гибкая солнечная батарея
Конструкция гибкой батареи существенно отличается от своего кремниевого прототипа. В основе новых источников используются полимеры, представляющие мягкие панели, которые придают изделиям потрясающую гибкость. Активными элементами являются электроды из алюминия.
Если всю поверхность, заполненную активными элементами, покрыть защитной плёнкой, то солнечная батарея готова (о видах солнечных батарей вы можете узнать из статьи). Хотя, только идут исследования по этому виду альтернативного источника питания, гибкие солнечные батареи уже нашли себе большой простор для применения и отличились рядом достоинств:
- гибкая основа;
- лёгкая конструкция;
- компактность;
- низкая стоимость производства;
- не подвержены влиянию окружающей среды;
- экологичность.
Главным и существенным минусом солнечных батарей на полимерной основе является малый коэффициент полезного действия. Наилучшие варианты, полученные в США, достигли 6,5%. По последним данным, немецким специалистам удалось разработать источники, дающие до 10%. Это, конечно, мало, но всё же…
Большое будущее
После того, как полимерные солнечные батареи были поставлены на поток, они всё чаще появляются в самых разных областях жизнедеятельности человека.
Современные батареи не только легко изгибаются в любом направлении, их можно разделить на части при помощи обыкновенного ножа.
Первые варианты батарей быстро стали применяться в обшивке домов. Из гибких солнечных батарей можно получить конструкцию практически любой формы.
Если раньше, для установки панелей требовалась идеально ровная крыша, то сейчас полимер можно изогнуть в любом порядке. Даже получить волну не хуже, чем у шифера.
Электроэнергия – это то, чего так недостаёт путешественнику. Для туризма разработано немало устройств, способных вырабатывать ценные вольты вдали от цивилизации. Гибкая батарея, в свёрнутом виде, не занимает много места в дорожном рюкзаке. Вес совершенно ничтожен. Для приведения в действие нужны секунды. А питания вполне достаточно, чтобы подключить приёмник или зарядить аккумулятор сотового телефона.
Планируется даже пошив одежды из гибких солнечных батарей. Такой фасон очень подойдёт северянам, которые смогут согреваться без толстых неуклюжих шуб.
Одной из самых интересных разработок являются прозрачные гибкие солнечные панели. Эти источники энергии будут использоваться вместо стёкол в домах, что позволит получать максимально эффективную площадь, освещаемую солнцем.
Powerfilm: на шаг впереди
Эта компания является одной из лучших производителей зарядных устройств, работающих от солнечной энергии. Именно в её продукции максимально эффективно используются гибкие солнечные батареи.
Сейчас компания выпускает целый спектр устройств, которые способны возродить к жизни не только обыкновенный фонарик, но и осветить небольшой частный домик или палаточный городок. Но основным назначением на этот момент остаются зарядки для мобильных устройств.
Если раньше таких зарядок хватало на несколько минут телефонного разговора, то сейчас зарядные устройства PowerFilm Solar в состоянии поддерживать работоспособность ноутбука.
Батареи PowerFilm уже способны вырабатывать энергию, мощностью до 3 кВт.
За солнечной энергией стоит большое будущее, смотрите видео об этом:
