Какая подложка у гибких солнечных панелей. Реальное применение тонкопленочных солнечных батарей

Гибкие солнечные панели - один из новых, альтернативных источников энергии. Как и жесткие модели, они обладают способностью накапливать и перерабатывать энергию, поступающую от Солнца. Многие люди искренне удивляются, когда впервые слышат о том, что солнечные элементы могут быть гибкими и занимать минимальное количество места. Покупателей также интересует, чем они отличаются друг от друга. Различия, безусловно, есть, но они не столь существенны, как кажется на первый взгляд.

Разница между жесткой и гибкой конструкцией

Как известно, обычные и поликристаллические модели производятся из кремниевых кристаллов. Материал разрезается на пластины, которые могут быть разных размеров. Толщина пластины в жесткой конструкции составляет 0,3 миллиметра. Она наклеена на основание из стеклотекстолита, а снаружи покрывается надежным герметиком. Жесткая солнечная панель очень хрупкая и часто занимает много места.

В свою очередь, гибкие солнечные батареи имеют некоторые конструкционные отличия. Определенный уровень гибкости достигается засчет изготовления и применения специальной стальной ленты, на которую напыляется кремний либо другое вещество - тонким слоем, несколько раз подряд. Выглядит такая панель в виде прочной пленки, поэтому элементы так и называются - пленочные. Далее следует прикрепление электродов и ламинирование. Получившуюся модель можно изогнуть в любую удобную сторону, а при необходимости - аккуратно скрутить в рулон. Если она сложена, ей понадобится чехол или футляр.

В разложенном виде тонкопленочные солнечные батареи обладают завидной прочностью - по причине гибкости стальной основы. Уже разработаны портативные переносные варианты: все их составные части просто нашиваются на основу, а саму панель можно легко сложить в форме гармошки.

Отличие таких необычных элементов питания от жестких вариантов заключается в том, что конструкция частично состоит из полупроводников, изготовленных из меди-индия. Также для их создания используются теллурид кадмия и селенид, а сами полупроводники, как уже отмечалось, прикрепляются на пленку.

Немного из истории технологии

Несмотря на то, что сейчас такие панели стоят недешево, себестоимость при их производстве невысока. Поэтому в ближайшее время есть шансы как снижения цены, так и выхода их в лидеры по сравнению с жесткими вариантами.

Тонкопленочные солнечные батареи легки, эластичны, их можно разместить везде, даже на одежде, если есть такая необходимость. Что касается полупроводников, входящих в состав их конструкции, они уже давно используются при производстве современных тонких и легких гаджетов - смартфонов, планшетов, ноутбуков. Чем больше энергии нужно, тем больше должна быть и площадь панели. Однако солнечная батарея, гибкая основа которой имеет очевидные преимущества перед жесткой, не займет много места.

Что касается коэффициента полезного действия, невзирая на его скромные показатели, он постоянно улучшается при производстве. Так, самые первые гибкие солнечные батареи имели в своей основе аморфный кремний, который наносился на подложку. КПД их был невысок, от 4 до 5%, а работали они минимальное количество времени. Далее производителям удалось повысить в два раза, до 8%, а срок работы панелей постепенно стал таким же, как и у жестких предшественниц. Последнее поколение разработок имеет КПД уже 12%. По сравнению с первым опытом, это уже очевидный прогресс.

Известно, что гибкая солнечная панель является самой перспективной, если для ее изготовления применяется теллурид кадмия. Он прекрасно поглощает свет и был подробно исследован еще в 70-х годах прошлого столетия, когда речь шла об освоении космического пространства. Долгое время исследователи сомневались в том, токсичен он или нет. Сейчас уже выяснено, что в быту он не является опасным. КПД таких гибких панелей составляет около 11%, а цена за 1 ватт электроэнергии оказалась на одну треть меньше, чем у аналогов на кремниевой основе.

Преимущества и недостатки

Тонкопленочные солнечные батареи имеют высокий уровень производительности даже в том случае, если наблюдается только рассеянный солнечный свет. Если в регионе преобладает количество пасмурных дней, именно такой вариант является предпочтительным перед жесткими кремниевыми панелями.

Пленка эффективна и в странах с жарким климатом, так как она обладает стойкостью и долго выдерживает жару. Она может стать не только источником альтернативной энергии, но и послужить интересным дизайнерским ходом. Благодаря гибкости, возможности ее монтажа значительно расширяются, а конструкция крыши точно не пострадает, если имеются ограничения в плане нагрузки.

Однако перед тем, как серьезно задуматься о ее приобретении, следует знать и о ряде недостатков:

• Несмотря на постоянное совершенствование разработок, пленочная солнечная батарея пока еще не может похвастаться высоким уровнем КПД и мощности.
• Она пока стоит очень дорого: производство таких элементов еще не поставлено на широкий оборот.
• Срок службы невысок: обычно, он редко превышает 3-4 года.
• В жаркую погоду может очень сильно нагреваться, что снижает все рабочие показатели.

Сфера применения

• Поскольку это легкая и часто портативная модель, ее часто устанавливают в электромобили и дроны.
• Берут с собой в походы. С ее помощью можно легко согреться, просто прикрепив на одежду или к рюкзаку.
• Благодаря тому, что гибкая панель может повторить любую форму, она легко крепится на черепице крыши или шифере. Это идеальный вариант для малогабаритного охотничьего домика и палатки. Прикрепляется она просто и легко. Как правило, лучшим фиксатором служит двухсторонний скотч или специальный герметик.

Итак, гибкие панели - неплохой альтернативный источник энергии, который уже нашел применение в определенных областях. Технологии их изготовления еще находятся в процессе совершенствования. По этой причине на приемлемую цену таких элементов пока рассчитывать не приходится. Вероятнее всего, снижение их стоимости произойдет уже в ближайшем будущем, когда производство расширится и они станут более доступными для приобретения.

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:

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.