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.
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.
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 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.