Люди давно задумываются об экологически чистых и дешевых энергетических ресурсах. Поэтому альтернативой энергетики, основанной на применении углеводородов, становятся ветряки и солнечные батареи. Тяжеловесные конструкции со временем трансформировались в изящные панели. Их используют в быту, автомобилестроении, освоении космоса.
Устройство и работа модулей
Гибкая солнечная панель устроена следующим образом: тонкая подложка покрыта кремниевым полупроводником. Толщина панели с напылением составляет не более 1 мкм. Полупроводник нагревается солнцем, в результате чего электроны перемещаются в заданном направлении. К элементам монтируют выводы и формируют батарею. Для работы такой мобильной электростанции используют солнечную энергию.
Крупногабаритные, с маленьким КПД, солнечные батареи ушли в прошлое. Современным моделям не требуется максимальное количество солнечного света, а сами конструкции стали легкими, гибкими, мобильными, их можно свернуть в трубку и взять с собой в поход.
В настоящее время аморфный кремний заменяют сульфиды и теллуриды кадмия, медно-галлиевые и индиевые диселениды, полимерные соединения.
Для повышения КПД современные технологии позволяют выпускать многослойные полупроводниковые конструкции. Каскадное строение панели дает возможность преобразовывать отраженный свет несколько раз, что доводит их работоспособность почти до кристаллических вариантов.
Несмотря на то что устройство выглядит довольно просто, для подачи тока в сеть необходимы дополнительные составляющие:
- Аккумулятор, накапливающей энергию. Он нужен при перепадах напряжения.
- Инвертор, переводящий постоянный ток в переменный.
- Система для корректировки заряда аккумулятора.
Отличительные характеристики
Гибкие гелиомодули имеют свои особенности:
- Тонкая податливая структура батарей дает возможность использовать их на нестандартных типах поверхности.
- Имеют высокий уровень оптического поглощения фотонов, это увеличивают их КПД.
- Гибкие батареи способны работать даже в облачную погоду, что говорит о высокой производительной выработке.
- Наиболее актуален такой вид энергии в жарком климате, там, где гелиомодули получают максимальное количество солнечных лучей.
- Особо высокую продуктивность солнечные панели показывают на крупных гелиокомплексах.
Преимущества и недостатки
Гибкая солнечная панель, благодаря своей мобильности, имеет преимущества над другими видами батарей.
К ее достоинствам относится:
- Надежность изделия обеспечена мерами, предохраняющими от механического разрушения, воздействия влаги. Легкий вес и большая площадь позволяет панели оставаться невредимой при падении с многометровой высоты. Большинство конструкций оснащены чехлами.
- Ультратонкая панель имеет небольшую массу, 6-ваттная батарея весит менее 300 грамм, тогда как кристаллическая таких же параметров – на 100 г больше.
- Эффективность работы пленочных моделей составляет 15%, кристаллических – 20%. Но в пересчете КПД на массу тела, солнечная панель имеет преимущества.
К недостаткам можно отнести цену, которая превышает стоимость жесткой батареи. Пока еще не слишком большой спрос удерживает ценовую политику. Постепенно ситуация в этом отношении будет улучшаться.
Применение
Устройства, преобразующие свет в электрический ток, давно нашли свое применение. Гибкие солнечные панели облегчают жизнь людей во многих сферах деятельности, от бытового уровня до космических разработок.
При архитектурной отделке домов гибкие панели монтируют на крышах и в окнах зданий. Стекло «триплекс» с функционалом солнечной генерации собирает энергию света, не нарушая прозрачность окон и создает приятный микроклимат в помещении. В комнатах, где установлены окна с триплексом, можно обходиться без кондиционера.
Подобные стекла устанавливают в учебных заведениях, торговых павильонах, на остановках общественного транспорта, его используют для уличных бассейнов и в теплицах.
Небольшой вес панелей делает их востребованными в самолетостроении, ими оснащают электрические автомобили, лодки, аэростаты. Нашли свое применение гибкие конструкции в военном деле, судостроении, кинематографе, их применяют работники полиции и МЧС.
Панели монтируются на любой поверхности, поэтому их с успехом используют в быту.
Пленочную батарею можно встретить на часах, калькуляторах, в качестве нашивок на одежде, на чехлах. Некоторые модули созданы для ношения на сумках и рюкзаках. Power bank с солнечными фотоэлементами позволяет в экспедициях и походах заряжать телефоны, планшеты, фонарики, фотоаппараты.
Фотопанели на основе аморфного кремния нашли свое применение на космических станциях, с учетом малого веса, их легко доставить на околоземную орбиту, а энергоемкость подобных конструкций в пять раз превышает кристаллические варианты. Удобно использовать солнечные панели на объемных гелиостанциях, где достаточно места для их размещения.
Выбор
Одним из важных критериев выбора являются климатические условия местности, в которой будут установлены гелиопанели. Учитывается количество солнечных дней в году и длина самого дня. Исходя из этих данных, определяется мощность электроэнергии, которую должна вырабатывать батарея в час или сутки. Для северных районов подойдет текстурированное стекло, оно эффективно справляется с работой даже в пасмурные дни. Модули из микроморфного кремния не требуют точной ориентации на солнце, их суммарная годовая мощность превосходит другие тонкопленочные батареи. На них часто останавливают свой выбор жители районов с малой освещенностью.
Выбирая модуль для дома, необходимо продумать, какие электроприборы будут востребованы, хватит ли для них мощности предполагаемой покупки.
Нужно заранее определиться с местом для солнечных панелей и предусмотреть резервную территорию, если понадобится нарастить мощность.
При покупке учитывается тип конструкции, материал, толщина фотоэлемента, производитель модуля – все это влияет на цену, качество и длительность работы. Не обязательно переплачивать за иностранные бренды, хорошо себя зарекомендовали модули российского производства, ориентированные на наши климатические условия.
Для расчета количества модулей, следует учитывать, что семья из 4 человек, в среднем, потребляет 200–300 кВт электроэнергии в месяц. Солнечные панели вырабатывают с одного квадратного метра примерно от 25 Вт до 100 Вт в сутки. Для полного удовлетворения дома в потребностях электричества, понадобится 30–40 секций. Оснащение солнечными батареями обойдется семье около 10 тысяч долларов. Устанавливать панели следует на южную сторону крыши, куда попадает максимальное количество солнечных лучей.
Чтобы определиться с выбором, следует понять, какой тип модуля больше подходит покупателю:
- Монокристаллические фотоэлементы стоят 1,5 доллара за Вт. Они имеют меньшие размеры и более эффективны, чем другие виды подобных батарей. Их общее покрытие занимает меньше места. Учитывая мощность и качество, лучше сделать выбор в их пользу. Единственным минусом является высокая стоимость.
- Поликристаллические батареи стоят 1,3 доллар за Вт. По мощности они уступают монокристаллическим, но и оцениваются дешевле. Бюджетные возможности привлекают покупателей, к тому же последние разработки подобных батарей сильно приблизили их КПД к монокристаллическим аналогам.
- Солнечные тонкопленочные панели имеют меньше мощности на один квадратный метр, чем предыдущие модели. Ситуацию выравнивает появление на рынке модулей из микроморфного кремния. Они вырабатывают хорошую суммарную мощность за годовой отрезок времени, отлично себя зарекомендовали в работе видимого и инфракрасного спектра. Для них не важна привязанность к солнечным лучам. Срок эксплуатации батарей составляет 25 лет. Модули имеют недорогую технологию производства, это сказалось на их стоимости – 1,2 доллара за Вт.
- Большой интерес представляет собой гибридная панель, так как она генерирует тепловую и электрическую энергию. Конструкция соединяет в себе коллектор тепла и элементы фотоэлектрической батареи.
Еще совсем недавно считалось, что гибкие солнечные батареи из-за своего малого веса и неприхотливости могут быть полезными только любителям путешествий. Их низкая эффективность (не более 10% - 12%) вполне могла устраивать путешественников, которые использовали эти батареи в качестве зарядников для своих гаджетов. А тех, кто хотел бы установить в своем доме солнечную электростанцию, такой низкий КПД также никак не мог удовлетворить. И хотя бурное развитие нанотехнологий, поиски и создание более эффективных полупроводниковых материалов позволили получить высокоэффективные мягкие солнечные батареи, говорить о том, что они начали вытеснять ставшие уже привычными кремниевые панели, пока рано.
Гибкие солнечные батареи от компании Power Film
Основанная в 1988 году американская компания Power Film Inc. специализируется на разработке и производстве тонкопленочных гибких гелиевых батарей и зарядных устройств на их основе. Выдержав жестокую конкуренцию, компания стала победителем в тендере, объявленном министерством обороны США на производство портативных гелиевых источников электропитания для воинского контингента, находящегося в сложных полевых условиях. Поэтому в настоящее время высококачественные мобильные солнечные источники питания являются основным видом продукции компании. Основатели компании – ученые, физики Фр. и Дж. Деррик, работавшие в области физики полупроводников. Последние разработки фирмы – портативные рулонные гелиевые зарядные устройства.
Рулонный модуль R7
Рулонные электрические фотопреобразователи, которые выпускаются фирмой Power Film, выполнены на базе аморфного кремния. В отличие от кристаллического кремния, аморфный кремний обладает более высокой эластичностью, что вполне подходит для применения его в портативных зарядных устройствах. В соответствии с техническими условиями заказа, выполняемого для военных, это мобильное зарядное устройство не имеет абсолютно никаких стеклянных компонентов, которые, кстати, присутствуют в аналогичных изделиях других производителей. Гелиевые рулонные зарядные устройства фирмы Power Film имеют высшую степень защиты от влаги, их покрытие обеспечивает также полную защиту от соленой воды, что позволяет использовать их в условиях операций на море.
Все солнечные зарядные устройства рулонного типа выполнены по принципу «лего», то есть, могут стыковаться между собой специальными соединителями, чтобы увеличить, при необходимости, выходную мощность. Самое маломощное зарядное устройство имеет индекс R7. Оно имеет выходную мощность до семи ватт и может зарядить портативную рацию, армейский фонарь, GPS-навигатор, мобильный телефон. Рулонное зарядное устройство с максимальной мощностью 60 ватт имеет индекс R60.
Рулонный модуль R60
С помощью этого устройства заряжаются смартфоны, планшеты, походный холодильник, аккумуляторы. Для удобства пользования все гелиевые рулонные зарядные устройства оснащаются фирменными стандартными аксессуарами, в состав которых помимо всего прочего входят разъемы класса «море» - свидетельство высшей степени защиты от воздействия окружающей среды. Кроме того, каждое зарядное устройство Power Film комплектуется универсальным адаптером «розетка», к которому при необходимости можно подключить любой современный гаджет.
Специально для путешественников – компактная солнечная батарея
Для любителей пешего туризма китайская компания Solar Bag Charger выпускает солнечные батареи YG-020 (более поздняя и мощная модификация YG-050). Этот гибкий герметичный, влагозащищенный модуль помещен в специальный чехол, который обеспечивает наиболее удобные условия транспортировки и зарядки гаджетов. Предусмотрена также возможность крепления устройства на боковое стекло автомобиля с помощью вакуумных присосок. Прибор имеет выходную мощность пять ватт и позволяет заряжать мобильные телефоны, видео- и аудиоплейеры, GPS-навигатор, аккумуляторы фотоаппаратов и видеокамер и др. В комплект поставки входят кабель с USB-разъемом и шесть адаптеров, которые позволяют подключать практически любые мобильные телефоны.
Гелиевая батарея YG-020
Время полной зарядки от солнечного зарядного устройства YG-020 для мобильного телефона составляет от трех до четырех часов, для срочного разговора длительностью до 20 минут достаточно заряжать телефон в течение получаса, полная зарядка плееров МР3/МР4 длится до трех часов, GPS-навигатор заряжается полностью за пять-шесть часов.
Предусмотрена возможность установки дополнительно никель-металл-гидридного аккумулятора. Изготовители прибора утверждают, что эта солнечная батарея может работать даже в пасмурную погоду и позволяет на 60 килограммов сократить выбросы в атмосферу СО2, сэкономить два дерева или 60 киловатт/часов электроэнергии.
Гелиевая батарея YG-020(тыльная сторона)
Размеры устройства – 140×180×3 миллиметра, вес – 201 грамм.
Стоимость устройства – 1900 рублей (без аккумулятора).
Для любителей путешествовать с комфортом
Если описанные выше гибкие солнечные панели предназначены, в основном, для пеших туристов, то для тех, кто предпочитает путешествовать с комфортом, например, в автомобильных домиках, мощности этих батарей будет явно маловато. Для таких путешественников немецкая компания PayPower GmbH разработала и выпускает целую линейку гибких солнечных модулей, которые идеально компонуются с любым автомобильным домом. Используя в своих разработках солнечные батареи Sunpower™, компания выпускает гибкие солнечные батареи PayPower® различной мощности с эффективностью до 21%. Кроме того, что эти солнечные батареи имеют разную мощность, они еще и выпускаются различной формы, так как жилые домики на колесах могут быть различной величины и компоновки.
Автомобильный домик с гелиевыми модулями
Все эти солнечные модули имеют систему универсальных креплений от специальных зажимов, клипс до вакуумных присосок. Они могут размещаться на крыше, стенах домика, на капоте, на зонтике, на крыше палатки. Соединяются модули между собой специальными кабелями с водонепроницаемыми разъемами. Таким образом, можно скомпоновать походную электростанцию любой разумной мощности. Линейка мощностей солнечных батарей PayPower® имеет пять значений – 60, 65, 120, 240 и 320 ватт. Специальные размеры и формы модулей могут быть изготовлены по специальному заказу. Также по спецзаказу модули могут быть выполнены в различной цветовой гамме.
Гелиевый модуль PayPower® на крыше автодома
Вес самих модулей незначителен и не оказывает существенного влияния на загрузку автомобиля. Так, например, модуль мощностью 120 ватт весит всего 2.1 килограмма. Толщина модулей всего несколько миллиметров, поэтому на внешние габариты транспортного средства они не оказывают никакого влияния. Установка модулей предельно проста. На плоских поверхностях они крепятся с помощью алеющего слоя на тыльной поверхности модуля. Для крепления на изогнутых поверхностях используется полиуретановый клей. Если крепление модулей осуществляется вакуумными присосками, то можно легко перемонтировать модули на солнечное место, оставляя сам жилой домик в тени.
Статистика показывает, что производство гибких солнечных батарей в мире растет, а стоимость их непрерывно снижается. Это обстоятельство, а также неоспоримые преимущества этих батарей над другими источниками энергии делают гибкие гелиевые модули незаменимыми спутниками в путешествиях.
Гибкие солнечные панели из специфических отраслей (аэрокосмической, энергетической и пр.) все больше продвигаются в бытовую сферу. Они встречаются в рекламных сооружениях, элементах архитектуры, да и мобильные (складные) источники энергии уже никого не удивляют.
Конструктивные особенности панели
Гибкой солнечной панелью называют тонкопленочное изделие, которое состоит из тонкой подложки с напыленным на нее слоем полупроводника. Общая толщина составляет всего 1 мкм (0,001 мм). Однако такие маленькие размеры не мешают гибкой панели иметь высокий КПД: он лишь немного уступает данному параметру кристаллических солнечных элементов.
Структура гибкой панели
Первые гибкие солнечные панели производились только на основе кремния (аморфного). В современных моделях применяют теллуриды и сульфиды кадмия, диселениды (медно-галлиевые и медно-индиевые) и некоторые полимеры.
Повышения КПД панелей производители добиваются за счет многокаскадных полупроводниковых структур. В них солнечный свет отражается многократно, что весьма положительно сказывается на энергоэффективности данной панели.
Данные технологии позволяют получить тонкий, легкий модуль, обладающий высокой прочностью и износостойкостью. Гибкие панели можно складывать, сворачивать в трубочку. Изделия требуют определенной бережности в обращении, однако прекрасно выдерживают походные условия.
Область применения
Наиболее широко тонкопленочные элементы применяются на гелиостанциях. Они прекрасно зарекомендовали в разных климатических зонах (даже в местах, где преобладает пасмурная погода).
Солнечные панели не могли не заинтересовать специалистов космической отрасли. Сейчас в России ведутся работы по созданию тонкопленочных фотопанелей для космических станций. Они лучше переносят радиационное излучение, а их производство обходится дешевле кристаллических аналогов.
Мобильные панели
Применяют солнечные панели службы медицины, МЧС, поисковики и пожарные.
Великим благом новая разработка стала для научных экспедиций: с такими источниками энергии стало возможным создавать нужный температурный режим для хранения различных компонентов, необходимых для проведения лабораторных испытаний в полевых условиях. Освещение, зарядка ноутбука, мобильного телефона – все это можно организовать без труда при помощи. А если учесть, что в продаже имеются достаточно мощные – до 3 кВт – так называемые солнечные навесы, то и работу научно-исследовательского оборудования можно легко обеспечить.
Полюбили портативные солнечные батареи и туристы: и их помощью они могут в походе зарядить фотоаппараты, видеокамеры, мобильные телефоны и GPS-трекеры. Особый интерес у любителей путешествовать вызывает модуль для рюкзака. Он исправно заряжает всю необходимую аппаратуру во время марш-броска.
Смотрим видео, туристическая гибридная модель:
Вышеперечисленные способы применения – это только малая часть обширного списка сфер, в которых данная продукция применяется все чаще. Это и судоходство, и кинематография, военные и полицейские службы и т.д.
Преимущества и недостатки
Им присущ ряд неоспоримых преимуществ:
- Небольшой вес: это очень важное преимущество для туристов, так как тащить рюкзак им приходится на собственной спине. При длительных переходах даже лишние 100 граммов веса кажутся неподъемными. 6-ваттная пленочная модель весит всего 284 грамма – а это на 106 граммов легче кристаллической солнечной батареи такого же номинала;
- Надежность: производители гибких панелей предусмотрели особенности их эксплуатации, поэтому предприняли ряд мер, защищающих изделие от механических повреждений, воздействия влаги. Основная масса моделей обеспечена чехлами, способными стойко переносить высокие нагрузки. Небольшой вес панелей позволяет им без особых повреждений переносить падение с высоты. По свидетельству туристов, панель, упавшая на камни с десятиметровой высоты, остается работоспособной.
- Эффективность: вопрос, что эффективнее – гибкие или твердые модули, непростой. Ведь КПД кристаллических батарей составляют от 18 до 20%, а пленочных – 12-15%. На первый взгляд, гибкие панели проигрывают. Но если пересчитать КПД на единицу веса, однозначно пленочные модули окажутся в выигрыше.
К недостаткам можно отнести следующее:
- Размер: если сравнить два модуля – гибкий и твердый – одинаковой мощности, то, несомненно, первые проиграют. Площадь пленочной батареи мощностью 6 Вт составляет 1,5 кв. м, а кристаллического – 0,9 кв. м. Хотя проигрыш этот спорный – ведь гибкую панель можно свернуть, и тогда она займет места, по крайней мере, не больше кристаллической;
- Цена: стоят тонкопленочные модули больше жестких, что вполне естественно – чем изделие удобнее в пользовании, тем оно дороже. Впрочем, здесь играет немаловажную роль и понятие «новинки». Со временем и гибкие модули станут вполне доступными для любого желающего их приобрести (как это случилось, к примеру, с мобильными телефонами).
Покупателю на заметку
На что смотреть при выборе
На рынке солнечных батарей гибкие панели уже представлены довольно широко. Каждая модель имеет свои особенности, и при выборе надо следует учитывать:
- Обратите внимание на силу тока: для зарядки мобильных устройств в солнечную погоду достаточно 0,5 А;
- Некоторые модели оснащены присосками для крепления к поверхности. Если вы хотите прикрепить модуль к крыше авто, ищите такой вариант. Для крепления на рюкзак подойдет любая модель, так во всех чехлах предусмотрены для этого небольшие отверстия;
- Если вам продавец «гарантирует» КПД 25% - уходите: вам пытаются продать продукцию неизвестного происхождения. Последняя модель от известного производителя из Швейцарии имеет коэффициент полезного действия, равный 17,7%. Выше них пока еще никто не «прыгнул».
Гибридная панель
Большой интерес вызывает еще один вид солнечных модулей – гибридные солнечные панели. Они способны одновременно вырабатывать два вида энергии:
- Электрическую;
- Тепловую.
Гибридная солнечная панель представляет собой симбиоз теплового коллектора и фотоэлектрической панели. Ее краткое название – PVT-панель. Такая комбинация позволяет сократить в два раза установочную площадь при одновременном использовании фотоэлектрических модулей и солнечных коллекторов на одном здании.
Смотрим видео, гибридной модели:
Конструкция гибридной солнечной панели имеет неоспоримое преимущество – возможность отбора избыточного тепла от фотоэлемента за счет теплоносителя, который используется в тепловой части модуля. А ведь именно повышение температуры фотоэлемента приводит к снижению эффективности выработки электрической энергии.
Однако, практика пока не позволяет подтвердить радужные теоретические выводы. Поэтому пока наиболее целесообразно использовать гибридные модули в качестве низкопотенциального источника энергии: например, он может играть роль источника тепла для теплового насоса, накопления тепла скважины в летний период или подогрева воды в бассейне.
Несмотря на ряд недостатков гибких и гибридных солнечных панелей, будущее, несомненно, за ними. По мере усовершенствования и снижения цены, они будут все больше вытеснять кристаллические модели и из промышленной сферы, и из бытовой.
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…
Приняв решение направиться в дальнюю поездку, начинается ответственный сбор в дорогу, мы загружаем в багаж большое количество как необходимых, так и не очень нужных электрических приборов. Ну, на самом деле, нельзя же в интересном и познавательном походе обойтись без мобильного телефона или не взять с собой фотоаппарат, что бы сделать интересные снимки? Для кого-то, важным моментом будет наличие при себе ноутбука, навигатора, либо планшета.
Конечно же, не менее пятидесяти процентов из указанной электроники, Вам в поездке в основном вряд ли пригодятся, они не являются жизненно необходимыми вдалеке от Вашего дома. Недостаток всех электрических приборов, в необходимости их систематической зарядки. У моря, на пересеченной местности, в горах, лесу, маловероятно, что Вы отыщите розетку для подключения зарядного устройства. Вот в этих ситуациях, любителей дальних поездок, отдыха и развлечений на природе, выручат гибкие солнечные батареи, отметим, что не обычные, а именно гибкие, ведь этот тип батарей намного более удобен для транспортировки.
Преимущества и отличия, которые имеют гибкие солнечные батареи в сравнении с другими мобильными источниками электрической энергии, сложно переоценить.
- Первое, очень важное преимущество гибкой солнечной батареи, это очень удобная транспортировка и переноска к месту назначения, самому, в рюкзаке.
- Второе преимущество — это ни чем не ограниченный период работы солнечной батареи, их заряд не заканчивается. Самое основное, что необходимо, это сделать установку так, что бы имелся постоянный источник солнечных лучей.
- Третье важное преимущество — это, конечно же вес гибкой батареи, весят они гораздо меньше любого аккумулирующего электроэнергию устройства.
По окончании эксплуатации, этот вид источника электрической энергии достаточно просто свернуть в трубку, либо сложить как картонную коробку и поместить в сумку или рюкзак.
Технологический процесс изготовления
В процессе развития производства гибких световых батарей, изготовители пришли к применению метода ламинирования. Применение этого способа, позволило сделать технологии изготовления достаточно простыми. В результате, была достигнута довольно надежная прочность контакта между основными элементами солнечной батареи.
Непосредственно заводской процесс производства делиться на четыре этапа:
- Внешние прозрачные пленки, покрывают тончайшим слоем проводника, в качестве его могут выступать как индий, так и оксид олова;
- Далее, на одну из нескольких пленок наносят карбонат цезия;
- Следующим этапом, идет слой клеевого состава, имеющий проводящие характеристики;
- И, в заключение, осуществляют склеивание или ламинирование полученных частей, сделать это можно только воздействием температуры и высокого давления;
К сегодняшнему дню, процессы разработок в возобновляемой энергетике, движутся в сторону повышения коэффициента полезного действия солнечных батарей. Достигают этого эффекта при помощи использования в изготовлении элементов новейших материалов. На современном этапе развития производства солнечных элементов, основные надежды возлагаются на материал под названием графен. Батареи, изготовленные с применением графена, выдают очень хорошие результаты КПД.
Углеродный наноматериал Графен, который применяется в изготовлении гибких солнечных батарей
Стандартные электрические батареи на солнечной энергии, имеют большую производительность в сравнении с гибкими, это результат использования в процессе производства кристаллического кремния.
В связи с этим, гибкие солнечные модули, имеют предпочтение в выборе, именно потому, что их преимущества гибкость и показатели веса. В результате они очень удобны в транспортировке и переноске на большие расстояние. Их удобно использовать в дикой местности.
Как подобрать модуль нужной мощности?
Подходить к выбору необходимого именно в Вашем случае устройства, надо с предварительного расчета выходной мощности, которую желаете получить. Для начала, надо сделать расчет мощности для подзарядки электронных устройств, собираемых с собой в поход. Когда соберете все необходимые в поездке электрические устройства, возьмите на вооружение инструкции по эксплуатации, по ним высчитайте общую потребность в электричестве, собранного оборудования. Обязательно учтите капризность погодных условий, погода может быть облачной, лишая вашу солнечную установку прямых лучей. По этому, лучше выбрать световой элемент с некоторым превышением необходимой мощности.
По уже имеющемуся многочисленному опыту применения гибких солнечных батарей, приборы производства Российской Федерации, по своим характеристикам, как правило, значительно эффективней и лучше зарубежных производителей. Продукция отечественного производства превосходит их в нескольких параметрах.
Первое — это, конечно же, более высокие выходные электрические показатели мощности при одинаково заявленных производителями параметров в инструкциях по эксплуатации. Это не является следствием попыток производителей ввести в заблуждение покупателей своей продукции, путем завышения номинальной мощности, предлагаемого для туризма устройства. Вероятнее всего, в ходе испытаний солнечных источников, применялись параметры наиболее эффективные в Американских пустынях и каньонах. Погодные условия, там отличны от наших, облачных дней там намного меньше, нежели у нас, и солнце на много дольше находится в зените, выдавая максимальную мощность на испытываемое устройство.
Второе — существенная разница, в том, что иностранные производители выпускают устройства с большими габаритными параметрами, в условиях туризма это может быть не совсем удобно. Отечественная батарея более компактная. В дополнение, такие солнечные батареи должны транспортироваться в специальном контейнере, а такой футляр займет много, постоянно не хватающего полезного места в Вашем рюкзаке или сумке.
В каком направлении движется развитие отрасли
Прекрасные и многообещающие перспективы развития, имеют солнечные батареи. Эти перспективы не будут ограничены зарядкой электронных устройств или электровелосипеда, они касаются и других сфер человеческой жизни. С течением дней, производство солнечных систем эволюционирует все дальше, устройства становятся все легче, тоньше и совершенней. Последние разработки, стали еще и много прозрачней. Дальнейшие перспективы этих устройств, просто умопомрачительны. Уже созданы солнечные батареи, характеристики которых позволяют использовать их в качестве тонировки для стекла. Здесь очевидна перспектива применения с параллельным сохранением свободного места для размещения батарей. Уже перестает быть единственным удобным местом установки батарей в городских условиях крыша строения или дома. Располагая такой источник получения электроэнергии из солнечных лучей на стеклах автомобильного транспорта, можно без проблем получать неограниченный, возобновляемый электрический заряд для аккумулятора машины, при этом не будет теряться так необходимое пространство. Использование этого оборудования, будет незаметным для непосвящённого человека.
Заграничные исследователи в области возобновляемых источников энергии, предложили довольно хорошее решение. Сейчас стало возможным использование гибких батарей в текстильном производстве. Тканевые покрытия, используемые в повседневной жизни человека, могут дополнительно повышать количество вырабатываемого электричества, как пример, при использовании совместно со шторами, будут препятствовать попаданию в помещение ультрафиолетовых солнечных лучей.
Именно в связи со своей гибкостью, новые солнечные батареи можно использовать во внешней отделке фасадов домов. Если прибегнуть к технологиям, позволяющим использовать практически всю внешнюю поверхность строения: окна, двери, стены, крышу, в результате выработка возобновляемой электроэнергии будет огромна. При использовании такой технологии, все запросы в электричестве, при эксплуатации сооружения, будут удовлетворены более чем на сто процентов.
