Flexible Solarmodule: Übersicht typischer Bauformen, ihrer Eigenschaften und Anschlussmöglichkeiten

Solarenergie ist eine der vielversprechendsten und sich am schnellsten entwickelnden alternativen Stromquellen.Dabei handelt es sich um eine unbegrenzte Ressource, die überall auf der Welt genutzt werden kann, ohne die Umwelt zu belasten. Stimmen Sie zu, es wäre schön, eine eigene alternative Stromquelle zu haben.

Es stellt sich heraus, dass Sie Sonnenenergie jetzt direkt zu Hause in Strom umwandeln können. Anstelle sperriger und zerbrechlicher Rahmenpaneele kommen mittlerweile zunehmend flexible Solarpaneele zum Einsatz. Doch wie lässt sich das in der Praxis umsetzen?

Wir helfen Ihnen, den Aufbau flexibler Solarmodule und das Funktionsprinzip zu verstehen. Nützliche Empfehlungen für die Auswahl und Installation von Bauwerken finden Sie in unserem Artikel. Und um die Wahrnehmung der Informationen zu erleichtern, enthält der Artikel thematische Fotos und Videos.

Was sind Sonnenkollektoren?

Um zu verstehen, ob flexible Module für die Stromerzeugung geeignet sind, müssen Sie die Theorie verstehen.

Was ist eine Solarbatterie, wie unterscheidet sich der Aufbau flexibler Modelle von anderen? Es ist außerdem sehr wichtig, sich vor dem Kauf über die Vor- und Nachteile dieses speziellen Solarzellentyps zu informieren.

Aufbau und Funktionsprinzip flexibler Panels

Das Funktionsprinzip einer Solarbatterie basiert auf dem Konzept der Photovoltaik.Licht kann bekanntlich sowohl als Welle als auch als Strom von Teilchen – Photonen – betrachtet werden. Die Fähigkeit, Photonenenergie in Elektrizität umzuwandeln, ist Photovoltaik.

Die ersten Prototypen moderner Solarmodule wurden bereits in den 50er Jahren erfunden. Seitdem haben sie sich sowohl im Aussehen als auch im Funktionsprinzip erheblich verändert. Der photovoltaische Effekt wird durch den Einsatz von Halbleitern ermöglicht

Ein Halbleiter ist ein Material mit einer besonderen Atomstruktur. Ein Halbleiter vom n-Typ verfügt über zusätzliche Elektronen, während Atome in einem Halbleiter vom p-Typ diese nicht haben. Um eine Fotozelle zusammenzubauen, werden zwei Arten von Materialien zu einer zweischichtigen Struktur kombiniert.

Einzelne Fotozellen werden zu Panels zusammengefasst. Die Paneele können starr sein und einen haltbaren Metallrahmen haben. Mittlerweile besteht die Tendenz, das Design von Fototafeln aufzuhellen. Flexible und leichte Solarzellen erfreuen sich zunehmender Beliebtheit.

Das Funktionsprinzip einer Solarbatterie lässt sich wie folgt beschreiben:

1. Sonnenlicht trifft von der n-Schicht-Seite auf die Oberfläche der Fotozelle.
2. Photonen kollidieren mit Halbleiteratomen und „schlagen“ zusätzliche Elektronen heraus.
3. Freie Elektronen bewegen sich in Richtung der p-Schicht und landen in Atomen mit einem Mangel an Teilchen.
4. Dadurch fungiert die obere Schicht als Kathode und die untere Schicht als Anode.
5. Es wird ein Gleichstrom erzeugt, der die Batterie problemlos aufladen kann.

Als Halbleiter werden Silizium, Selen und viele andere teurere Materialien verwendet.

Der vom Solarpanel empfangene Gleichstrom muss in Wechselstrom umgewandelt werden, da die meisten Elektrogeräte damit betrieben werden

Bei flexiblen Foliensolarzellen wird auch eine Polymerbeschichtung mit Aluminiumleitern verwendet.Diese Struktur macht die Platten überraschend dünn und leicht.

Die Entwicklung dieser Technologie steht erst am Anfang, aber es besteht kein Zweifel daran, dass sie große Zukunftsaussichten hat. Aber wir werden flexible Panels im weiteren Sinne dieser Definition betrachten.

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Vorteile flexibler Solarzellen

Die Vorteile flexibler Solarmodule machen diese Art der Stromerzeugung zu einer der vielversprechendsten:

• Gewicht;
• Größe;
• Elastizität;
• Leistung;
• Vielseitigkeit;
• Effizienz;
• Umweltfreundlichkeit;
• einfache Bedienung.

Die geometrischen und physikalischen Parameter der Paneele wie Größe und Gewicht sind von großer Bedeutung, da für die Stromversorgung eines gesamten Wohngebäudes eine große Anzahl von Paneelen erforderlich ist; bei Verwendung schwerer Modelle kann eine Verstärkung erforderlich sein die Gebäudestruktur, was die Installationskosten deutlich erhöhen wird.

Leichte und kompakte flexible Elemente haben keinen wesentlichen Einfluss auf die Lastverteilung auf den Gebäuderahmen. Sie stellen keine Gefahr für die Dacheindeckung dar

Die Leistung von Siliziumbatterien ist recht hoch. Die Effizienz lässt sich in diesem Fall nur schwer abschätzen, denn Halbleiterpanels sind in der Lage, durchschnittlich 20 % Licht in Strom umzuwandeln.

Das heißt, wenn die Sonnenstrahlungsleistung 200 W beträgt, werden etwa 40 W Strom empfangen.

Flexible amorphe Solarmodule sind gegenüber bewölktem Wetter viel toleranter als herkömmliche starre Strukturen auf Siliziumbasis.

Im Vergleich dazu kann ein Standard-Solarmodul bei bewölktem Wetter nur mit 10 % seiner Kapazität betrieben werden, während ein flexibles Modul mit etwa 50 % seiner Nennleistung betrieben werden kann.

Die Flexibilität der Solarbatterie ermöglicht die Ausstattung mit Dächern mit unebenen Oberflächen, Ziegeldächern und Eindeckungen mit komplexen Formen. Gleichzeitig sind sie sehr vielseitig und eignen sich für die Installation auf dem Dach oder der Fassade eines Gebäudes

Sonnenlicht ist eine kostenlose und unbegrenzte Ressource. Dies ist zweifellos sein Vorteil, der die bedingungslose Effizienz von Solarmodulen widerspiegelt.

Darüber hinaus ist diese Art der Energiegewinnung absolut umweltfreundlich und belastet die Umwelt in keiner Weise. Darüber hinaus reduziert die Menschheit durch den Verzicht auf die beliebte Alternative zur Solarenergie – Wärmekraftwerke – die Luftverschmutzung.

Nachteile flexibler Solarmodule

Flexible Solarmodule haben auch viele Nachteile. Erstens befindet sich diese Technologie gerade in der Entwicklung und hat noch nicht den Höhepunkt ihrer Leistungsfähigkeit erreicht. In Bezug auf die Leistung sind flexible amorphe Batterien starren poly- oder monokristallinen Batterien unterlegen.

Der Aufbau und das Funktionsprinzip flexibler Panels ist recht komplex, aber jeder kann sie nutzen. Es reicht aus, das Gerät korrekt zu installieren und anzuschließen

Zweitens versagen dünne Folien und eine minimale Lackschicht relativ schnell. Die Garantiezeit für solche Panels beträgt ca. 3 Jahre.

Danach beginnen die Fotozellen allmählich auszufallen und müssen ausgetauscht werden.

Die gute Nachricht ist, dass sich diese Branche rasant entwickelt und es bereits langlebigere und leistungsfähigere Beispiele für flexible Solarmodule auf Basis von amorphem Silizium gibt

Alle Arten von Solarmodulen haben weitere Nachteile:

• Amortisationszeit;
• hoher Preis;
• eine große Anzahl teurer Geräte zusätzlich zu den Batterien selbst;
• Abhängigkeit von den Wetterbedingungen.

Ein flexibles Panel mit einer Leistung von etwa 150 W kostet etwa 40.000 Rubel. oder mehr, je nach Hersteller. 20 Batterien, ein Satz Batterien und zusätzliche Ausrüstung kosten eine ordentliche Summe. Unter Berücksichtigung der Kosten für 1 kW-Stunde Strom müssen Sie die Anlage für mehr als ein Jahr bezahlen.

Wo und wie wird Solarenergie genutzt?

Flexible Paneele werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Bevor Sie ein Projekt für die Stromversorgung Ihres Hauses mit diesen Solarmodulen entwerfen, informieren Sie sich, wo sie eingesetzt werden und welche Besonderheiten ihr Einsatz in unserem Klima aufweist.

Anwendungsbereich von Solarmodulen

Der Einsatz flexibler Solarmodule ist sehr weit verbreitet. Sie werden erfolgreich in der Elektronik, Gebäudeelektrifizierung, im Automobil- und Flugzeugbau sowie in Raumfahrteinrichtungen eingesetzt.

Im Bauwesen werden solche Panels zur Stromversorgung von Wohn- und Industriegebäuden eingesetzt.

Solarenergie kann die einzige Stromquelle sein oder das herkömmliche Stromversorgungssystem duplizieren, sodass das Haus bei unzureichender Effizienz während eines bestimmten Zeitraums nicht ohne Strom bleibt.

Tragbare Ladegeräte auf Basis flexibler Solarzellen sind für jedermann erhältlich und werden überall verkauft. Große, flexible Touristenpanels zur Stromerzeugung in jedem Winkel der Welt erfreuen sich bei Reisenden großer Beliebtheit.

Eine sehr ungewöhnliche, aber praktische Idee besteht darin, die Straßenoberfläche als Basis für flexible Batterien zu nutzen. Spezielle Elemente sind vor Stößen geschützt und haben keine Angst vor schweren Belastungen.

Auch flexible Akkus sind gut, da sie in nahezu jeder Situation einsetzbar sind. Sie können problemlos auf dem Dach eines Autos oder dem Rumpf einer Yacht angebracht werden.

Diese Idee wurde bereits umgesetzt. Die „Solarstraße“ versorgt die umliegenden Dörfer mit Energie, ohne einen einzigen Meter Land zusätzlich zu beanspruchen.

Merkmale der Verwendung flexibler amorpher Platten

Wer plant, flexible Solarmodule als Stromquelle für sein Zuhause zu nutzen, sollte die Besonderheiten seines Betriebs kennen.

Solarmodule mit flexibler Metallbasis werden dort eingesetzt, wo erhöhte Anforderungen an die Verschleißfestigkeit von Minikraftwerken gestellt werden:

Zunächst beschäftigt die Nutzer die Frage: Was tun im Winter, wenn die Tageslichtstunden kurz sind und nicht genügend Strom für den Betrieb aller Geräte vorhanden ist?

Ja, bei bewölktem Wetter und kurzen Tageslichtstunden lässt die Leistung der Panels nach. Gut, wenn es eine Alternative in Form der Möglichkeit gibt, auf eine zentrale Stromversorgung umzusteigen. Wenn Sie es nicht haben, müssen Sie Vorräte anlegen Batterien und laden Sie sie an Tagen auf, an denen das Wetter günstig ist.

Ein interessantes Merkmal von Solarzellen ist, dass der Wirkungsgrad der Solarzelle deutlich abnimmt, wenn sie sich erwärmt.

In der Sommerhitze werden die Panels zwar heiß, funktionieren aber schlechter. Im Winter, an einem sonnigen Tag, können Fotozellen mehr Licht einfangen und in Energie umwandeln

Die Anzahl der klaren Tage pro Jahr hängt von der Region ab. Im Süden ist es natürlich sinnvoller, flexible Batterien zu verwenden, da dort die Sonne länger und häufiger scheint.

Da die Erde im Laufe des Tages ihre Position relativ zur Sonne ändert, ist es besser, die Paneele universell zu platzieren – also auf der Südseite in einem Winkel von etwa 35–40 Grad.Diese Situation wird sowohl in den Morgen- und Abendstunden als auch mittags relevant sein.

Anleitung zur Installation von Solarmodulen auf dem Dach

Wenn Sie entscheiden, dass Sie flexible Solarmodule auf Basis von amorphem Silizium benötigen, um ein Privathaus mit Strom zu versorgen, beginnen Sie mit der Planung der Arbeiten.

Wählen Sie die passende Ausstattung aus und schätzen Sie die ungefähre Anzahl der Paneele. Dann lesen Sie die Regeln für die Installation und anschließende Wartung von Solarzellen.

Bedenken Sie jedoch, dass die Verwendung herkömmlicher poly- und monokristalliner Silizium-Analoga immer noch viel produktiver ist.

Schritt 1. Berechnung der Anzahl der Panels

Jede Arbeit beginnt mit einem Projekt. Für das Design müssen Sie die notwendigen Berechnungen durchführen, nämlich:

• täglicher Stromverbrauch;
• erforderliche Gesamtleistung der Fotozellen;
• Batteriekapazität;
• Anzahl der Paneele.

Am einfachsten ist es, den Stromverbrauch zu berechnen. Dazu müssen Sie unbedingt alle Elektrogeräte berücksichtigen, die Sie nutzen oder theoretisch nutzen können.

Einfaches Beispiel:

• Kühlschrank – 200 W;
• Computer - 300 W;
• Fernseher – 150 W;
• Sparsame Glühbirnen - 5 Stück à 20 W.

Die Leistung jedes Geräts muss in seiner Dokumentation oder auf dem Gehäuse angegeben werden. Nach Addition aller Daten erhalten wir 750 W. Basierend auf diesem Wert wird es ausgewählt Wandler - ein Gerät, das Gleichstrom in Wechselstrom mit der erforderlichen Frequenz umwandelt.

Achten Sie darauf, einen kleinen Spielraum zu lassen und einen Wechselrichter zu wählen, der 0,5 kW leistungsstärker ist als der berechnete Wert. Das heißt, für eine Gesamtleistung von 0,75 kW ist ein Gerät geeignet, das nicht schwächer als 1,25 kW ist

Für eine ordnungsgemäße Verbindung werden die Solarmodule über einen Controller mit den Batterien verbunden.Vertauschen Sie die Kontakte nicht – Plus zu Plus, Minus zu Minus. Von der Batterie wird Strom zum Wechselrichter und dann zu den Elektrogeräten geleitet

Dann müssen Sie die Batterien auswählen. Die Batteriekapazität (z. B. 200 A∙h) gibt an, wie viel Strom bei einer bestimmten Spannung eine Stunde lang erzeugt wird.

Sie können die benötigte Kapazität berechnen, indem Sie die Gesamtleistung der Verbraucher durch die Ausgangsspannung der Solarbatterie dividieren. In unserem Beispiel verwenden wir 12-Volt-Batterien. 750 /12 = 62,5 A∙h.

Diese Formel ist jedoch nicht ganz korrekt, da die meisten Batterien nicht auf 0 entladen werden können. Es gibt eine bestimmte Grenze, beispielsweise 40 %. Sinkt der Ladezustand darunter, hat dies erhebliche Auswirkungen auf die Lebensdauer und Leistung des Akkus.

Dieser Indikator muss auch zur Formel hinzugefügt werden:

750 W/(12Vx0,4)=156,25 A∙h.

Um eine solche Kapazität zu erreichen, können Sie eine Gruppe von 2 Batterien mit je 100 Ah im System kombinieren.

Die Anzahl der Panels wird basierend auf der Leistung des ausgewählten Modells und der Region, in der sie installiert werden, berechnet. Die Bedeutung der Region kann kaum überschätzt werden. Idealerweise müssen Sie die tägliche Sonneneinstrahlung für Ihre Region ermitteln. Aus Gründen der Zuverlässigkeit wird der Mindestwert für das Jahr angenommen, etwa Ende Dezember.

Schematisch lässt sich der Grad der Sonneneinstrahlung in verschiedenen Regionen wie folgt darstellen. Zahlenwerte finden Sie in Fachbüchern oder im Internet

Multipliziert man diese Zahl mit der Anzahl der Kalendertage des Monats, erhält man die Kilowattzahl pro 1 m2 flexibler Solarbatterie für Dezember. In Moskau beträgt sie beispielsweise 0,33x31=10,23 kW/m2 und in Sotschi 1,25x31=38,75 kW/m2. Diese Zahl wird als Anzahl der Pico-Stunden bezeichnet.

Aus den bedingten maximal 0,75 kW, die alle Geräte gleichzeitig verbrauchen, berechnen wir dann den durchschnittlichen monatlichen Verbrauch – etwa 25 kW. In einem Monat sollten unsere flexiblen Batterien mindestens 25.000 W leisten, besser ist es jedoch, eine kleine Reserve zu bilden und auf 30 kW aufzurunden.

Daher sollte es für 1 Pico-Stunde in Moskau 30/10,23 = 2,93 kW sein. Wenn die ausgewählten Panels eine Leistung von 150 W haben, ist es nicht schwer, ihre Anzahl zu berechnen: 2,93/0,15 = 20 Stück.

Nach solch einfachen Berechnungen können Sie einen geeigneten Wechselrichter auswählen. Regler, Batterie und flexible Photovoltaikmodule selbst in der benötigten Menge.

Schritt 2. Installationsregeln

Die Installation flexibler Solarzellen können Sie selbst durchführen.

Dazu müssen Sie entscheiden, wo genau Sie Ihre Panels platzieren:

• auf dem Dach eines Gebäudes;
• an der Fassade des Hauses;
• auf einer freistehenden Struktur;
• kombiniertes Schema.

Die beliebteste Option ist auf dem Dach. Wenn die Form oder Konfiguration des Daches dies nicht zulässt, ist es besser, einen zusätzlichen Rahmen zu bauen, auf dem die Batterien platziert werden. Dies ist teurer, aber wenn das Dach verschattet oder schwer zugänglich ist, ist diese Option sinnvoll.

Der Standort an der Fassade wird genutzt, wenn auf dem Dach nicht genügend Platz vorhanden ist. Paneele können Teil der Designidee werden und die Rolle der Wohndekoration übernehmen

Flexible Photovoltaik-Solarzellen haben auf der Unterseite eine klebrige Harzschicht.

Es reicht aus, die Schutzfolie zu entfernen und das Paneel an der gewünschten Stelle festzukleben. Selbstverständlich muss die Oberfläche vor der Montage gereinigt und gewaschen werden.

Für die Installation sind keine Spezialwerkzeuge erforderlich. Das Wichtigste ist, dass Sie bei Arbeiten auf dem Dach auf Ihre Sicherheit achten.Es ist außerdem sehr wichtig, den Geräteanschlussplan zu befolgen und die Reihenfolge nicht zu unterbrechen

Auf einer Seite verfügt das Solarbatteriemodul über 2 Kabel. Jedes Panel ist so positioniert, dass diese Drähte später für die serielle Verbindung zu einem Bus zusammengefasst werden können.

Wir empfehlen auch die Lektüre unseres anderen Materials, das detaillierte Installationsdiagramme und Methoden zum Anschluss von Solarmodulen beschreibt. Mehr Details - Hier.

Schritt 3. Systempflege nach der Installation

Sobald flexible Solarzellen installiert sind, müssen sie ständig gewartet und überwacht werden, sonst kann ihre Effizienz dramatisch sinken. Die Hauptsache ist, die Platten sauber zu halten. Staub, Schmutz, Vogelkot – all diese Faktoren verringern die Leistung der Anlage, weil sie die Absorption des Sonnenlichts durch die Solarzellen begrenzen.

Sonnenkollektoren müssen abgewischt werden, wenn sie schmutzig werden. Aus diesem Grund ist es nicht empfehlenswert, sie an schwer zugänglichen Stellen auf einem komplexen Dach zu platzieren.

Wenn Sie Ihre Anlage nicht selbst warten können, finden Sie jederzeit einen Auftragnehmer mit der entsprechenden Technik und Ausstattung. Natürlich wird es mehr kosten.

Sie können Solarmodule auf Basis von amorphem Silizium wie ihre harten Gegenstücke mit einem normalen feuchten Schwamm oder Mikrofasertuch waschen. Das Panel hat keine Angst vor Wasser (schließlich wird dieses Gerät im Freien installiert); wenn Sie es regelmäßig waschen, halten es länger

Ein weiteres für unsere Regionen relevantes Problem ist der Schnee. Im Winter sind die Batterien mit Schnee bedeckt und funktionieren nicht mehr. Sedimente müssen ständig, jedoch nicht zu grob, entfernt werden, da sonst die Anlage selbst beschädigt werden kann.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Videos und Rezensionen, in denen flexible Panels bekannter Hersteller thematisiert werden, helfen Ihnen, die richtige Wahl zu treffen. Sie können sehen, wie Ihr Zuhause nach der Installation der Geräte aussehen wird; Spezialisten helfen Ihnen bei der Auswahl der richtigen Anzahl von Batterien und überprüfen die Installationsregeln.

Wie flexible Solarmodule funktionieren und woraus sie bestehen:

Sie können eine flexible Batterie in einer Wohnung an der Fassade eines Hochhauses installieren, warum nicht:

Noch etwas zur Herstellung und den Vorteilen flexibler Elemente:

Sonnenkollektoren machen es möglich, energieunabhängig zu werden und müssen nicht auf die Preise für Benzin und Versorgungsunternehmen achten. Wenn Sie einmalig einen bestimmten Betrag investieren, können Sie unbegrenzt Energie für die Nutzung elektrischer Haushaltsgeräte verbrauchen. Hausheizung und Aufladen der Batterie eines Elektrofahrzeugs. Immer mehr Menschen steigen auf alternative Energien um, weil ihnen die Zukunft gehört.

Wenn Sie über die erforderlichen Kenntnisse oder Erfahrungen zum Thema unseres Artikels verfügen, teilen Sie diese bitte mit unseren Lesern. Oder mussten Sie vielleicht selbst Sonnenkollektoren installieren? Sagen Sie uns, wie Sie es gemacht haben. Sie können Ihre Kommentare durch Fotos ergänzen.