Panneaux solaires flexibles : aperçu des conceptions typiques, de leurs caractéristiques et caractéristiques de connexion

L’énergie solaire est l’une des sources alternatives d’électricité les plus prometteuses et qui se développe rapidement.Il s’agit d’une ressource illimitée qui peut être utilisée partout sur la planète sans polluer l’environnement. D'accord, ce serait bien d'avoir votre propre source d'électricité alternative.

Il s’avère que vous pouvez désormais convertir l’énergie solaire en électricité directement chez vous. Au lieu de panneaux à cadre encombrants et fragiles, des panneaux solaires flexibles sont désormais de plus en plus utilisés. Mais comment cela peut-il être mis en œuvre dans la pratique ?

Nous vous aiderons à comprendre la structure des panneaux solaires flexibles et le principe de leur fonctionnement. Des recommandations utiles pour la sélection et l'installation des structures sont présentées dans notre article. Et pour faciliter la perception des informations, l'article contient des photographies et des vidéos thématiques.

Que sont les panneaux solaires ?

Pour comprendre si les panneaux flexibles vous conviennent pour produire de l’électricité, vous devez comprendre la théorie.

Qu'est-ce qu'une batterie solaire, en quoi la structure des modèles flexibles diffère-t-elle des autres ? Il est également très important de connaître les avantages et les inconvénients de ce type particulier de cellules solaires avant de l'acheter.

Structure et principes de fonctionnement des panneaux flexibles

Le principe de fonctionnement d’une batterie solaire repose sur le concept du photovoltaïque.La lumière, comme on le sait, peut être considérée à la fois comme une onde et comme un flux de particules - des photons. La capacité de convertir l’énergie photonique en électricité est le photovoltaïque.

Les premiers prototypes de panneaux solaires modernes ont été inventés dans les années 50. Depuis lors, ils ont considérablement changé tant dans leur apparence que dans leur principe de fonctionnement. L'effet photovoltaïque est rendu possible grâce à l'utilisation de semi-conducteurs

Un semi-conducteur est un matériau qui possède une structure atomique particulière. Un semi-conducteur de type n possède des électrons supplémentaires, alors que les atomes d’un semi-conducteur de type p en manquent. Pour assembler une photocellule, 2 types de matériaux sont combinés pour former une structure bicouche.

Les photocellules individuelles sont combinées en panneaux. Les panneaux peuvent être rigides, dans une armature métallique durable. On a désormais tendance à alléger le design des panneaux photo. Les cellules solaires flexibles et légères gagnent en popularité.

Le principe de fonctionnement d’une batterie solaire peut être décrit comme suit :

1. La lumière du soleil frappe la surface de la photocellule depuis le côté de la couche N.
2. Les photons entrent en collision avec des atomes semi-conducteurs, « éliminant » des électrons supplémentaires.
3. Les électrons libres se déplacent vers la couche p et se retrouvent dans des atomes dépourvus de particules.
4. En conséquence, la couche supérieure agit comme une cathode et la couche inférieure comme une anode.
5. Un courant continu est généré qui peut facilement charger la batterie.

Le silicium, le sélénium et bien d’autres matériaux plus coûteux sont utilisés comme semi-conducteurs.

Le courant continu reçu du panneau solaire doit être converti en courant alternatif, car la plupart des appareils électriques fonctionnent dessus.

Pour les cellules solaires à film flexible, un revêtement polymère avec des conducteurs en aluminium est également utilisé.Cette structure rend les panneaux étonnamment fins et légers.

Cette technologie commence tout juste à se développer, mais il ne fait aucun doute qu’elle offre de grandes perspectives. Mais nous considérerons les panneaux flexibles au sens large de cette définition.

Vous pouvez en savoir plus sur les principes de fonctionnement des panneaux solaires en cliquant sur lien.

Avantages des cellules solaires flexibles

Les avantages des panneaux solaires flexibles font de cette méthode de production d’électricité l’une des plus prometteuses :

• poids;
• taille;
• élasticité;
• performance;
• Polyvalence;
• efficacité;
• respect de l'environnement;
• facilité d'utilisation.

Les paramètres géométriques et physiques des panneaux, tels que la taille et le poids, sont d'une grande importance, car pour fournir de l'électricité à l'ensemble d'un bâtiment résidentiel, un grand nombre de panneaux seront nécessaires ; lors de l'utilisation de modèles lourds, il peut être nécessaire de renforcer la structure du bâtiment, ce qui augmentera considérablement les coûts d'installation.

Les éléments flexibles légers et compacts n'affecteront pas de manière significative la répartition de la charge sur la charpente du bâtiment. Ils ne présentent aucun danger pour la couverture du toit

Les performances des batteries au silicium sont assez élevées. Il est difficile d'estimer l'efficacité dans ce cas : les panneaux semi-conducteurs sont capables de convertir la lumière en électricité de 20 % en moyenne.

Autrement dit, si la puissance du rayonnement solaire est de 200 W, environ 40 W d’électricité seront reçus.

Les panneaux solaires amorphes flexibles tolèrent beaucoup mieux le temps nuageux que les structures rigides conventionnelles à base de silicium.

En comparaison, un panneau solaire standard ne peut fonctionner qu’à 10 % de sa capacité par temps nuageux, tandis qu’un panneau flexible peut fonctionner à environ 50 % de sa puissance nominale.

La flexibilité de la batterie solaire lui permet d’être équipée de toitures aux surfaces inégales, de toitures en tuiles et de couvertures de formes complexes. En même temps, ils sont assez polyvalents et conviennent à une installation sur le toit ou la façade d'un bâtiment.

La lumière du soleil est une ressource gratuite et illimitée. C'est son avantage incontestable, qui reflète l'efficacité inconditionnelle des panneaux solaires.

De plus, cette méthode de production d’énergie est totalement respectueuse de l’environnement et n’affecte en aucun cas l’environnement ni ne lui nuit. De plus, en abandonnant l'alternative populaire à l'énergie solaire - les centrales thermiques, l'humanité réduit le niveau de pollution de l'air.

Inconvénients des panneaux solaires flexibles

Les panneaux solaires flexibles présentent également de nombreux inconvénients. Premièrement, cette technologie est en train de se développer et n’a pas encore atteint le sommet de ses capacités. En termes de performances, les batteries amorphes flexibles sont inférieures aux batteries rigides poly ou monocristallines.

La structure et le principe de fonctionnement des panneaux flexibles sont assez complexes, mais tout le monde peut les utiliser. Il suffit d'installer et de connecter correctement l'équipement

Deuxièmement, une feuille mince et une couche de revêtement minimale échouent relativement rapidement. La période de garantie de ces panneaux est d'environ 3 ans.

Après cela, les photocellules commencent à se détériorer progressivement et doivent être remplacées.

La bonne nouvelle est que cette industrie se développe rapidement et que des exemples plus durables et plus puissants de panneaux solaires flexibles à base de silicium amorphe apparaissent déjà.

D’autres inconvénients sont inhérents à tous les types de panneaux solaires :

• période de récupération;
• prix élevé;
• un grand nombre d'équipements coûteux, en plus des batteries elles-mêmes ;
• dépendance aux conditions météorologiques.

Un panneau flexible d'une puissance d'environ 150 W coûte environ 40 000 roubles. ou plus, selon le fabricant. 20 batteries, un jeu de batteries et du matériel supplémentaire coûteront une jolie somme. Compte tenu du coût de 1 kW/heure d'électricité, vous devrez payer le système pendant plus d'un an.

Où et comment est utilisée l’énergie solaire ?

Les panneaux flexibles sont utilisés dans divers domaines. Avant d'élaborer un projet d'alimentation en énergie de votre maison grâce à ces panneaux solaires, renseignez-vous où ils sont utilisés et quelles sont les caractéristiques de leur utilisation sous notre climat.

Domaine d'application des panneaux solaires

L'utilisation de panneaux solaires flexibles est très large. Ils sont utilisés avec succès dans l’électronique, l’électrification des bâtiments, la construction automobile et aéronautique et les installations spatiales.

Dans la construction, ces panneaux sont utilisés pour alimenter en électricité les bâtiments résidentiels et industriels.

L'énergie solaire peut être la seule source d'électricité, ou bien elle peut reproduire le système d'alimentation électrique traditionnel, de sorte qu'en cas d'efficacité insuffisante pendant une certaine période, la maison ne reste pas sans électricité.

Les chargeurs portables basés sur des cellules solaires flexibles sont accessibles à tous et vendus partout. Les grands panneaux touristiques flexibles permettant de produire de l'électricité dans n'importe quel coin du globe sont très populaires parmi les voyageurs.

Une idée très inhabituelle mais pratique consiste à utiliser le revêtement routier comme base pour des batteries flexibles. Les éléments spéciaux sont protégés des chocs et ne craignent pas les lourdes charges.

Les batteries flexibles sont également intéressantes car elles peuvent être utilisées dans presque toutes les situations. Ils peuvent être facilement placés sur le toit d’une voiture ou sur la coque d’un yacht.

Cette idée a déjà été mise en œuvre. La route « solaire » fournit de l’énergie aux villages environnants sans occuper un seul mètre de terrain supplémentaire.

Caractéristiques de l'utilisation de panneaux amorphes flexibles

Ceux qui envisagent de commencer à utiliser des panneaux solaires flexibles comme source d'électricité pour leur maison doivent connaître les spécificités de leur fonctionnement.

Les panneaux solaires à base métallique flexible sont utilisés là où des exigences accrues sont imposées en matière de résistance à l'usure des mini-centrales électriques :

Tout d'abord, les utilisateurs se posent la question : que faire en hiver, lorsque les heures de clarté sont courtes et qu'il n'y a pas assez d'électricité pour faire fonctionner tous les appareils ?

Oui, par temps nuageux et avec des heures de clarté courtes, les performances des panneaux diminuent. C'est bien quand il existe une alternative sous la forme de la possibilité de passer à une alimentation centralisée. Si vous ne l'avez pas, vous devez vous approvisionner batteries et chargez-les les jours où la météo est favorable.

Une caractéristique intéressante des cellules solaires est que lorsque la cellule solaire chauffe, son efficacité diminue considérablement.

Dans la chaleur estivale, les panneaux chauffent, mais ils fonctionnent moins bien. En hiver, par une journée ensoleillée, les photocellules sont capables de capter plus de lumière et de la convertir en énergie

Le nombre de jours clairs par an dépend de la région. Bien entendu, dans le sud, il est plus rationnel d'utiliser des batteries flexibles, car le soleil y brille plus longtemps et plus souvent.

Étant donné que la Terre change de position par rapport au Soleil pendant la journée, il est préférable de placer les panneaux universellement, c'est-à-dire du côté sud à un angle d'environ 35 à 40 degrés.Cette situation sera pertinente aussi bien le matin que le soir et à midi.

Instructions pour l'installation de panneaux solaires sur le toit

Si vous décidez que des panneaux solaires flexibles à base de silicium amorphe sont ce dont vous avez besoin pour fournir de l'électricité à une maison privée, commencez à planifier les travaux.

Sélectionnez l’équipement approprié et estimez le nombre approximatif de panneaux. Lisez ensuite les règles d'installation et d'entretien ultérieur des cellules solaires.

Mais rappelez-vous que l'utilisation d'analogues traditionnels de silicium poly et monocristallin est encore beaucoup plus productive.

Étape 1. Calcul du nombre de panneaux

Tout travail commence par un projet. Pour la conception, vous devez effectuer les calculs nécessaires, à savoir :

• consommation électrique quotidienne ;
• puissance totale requise des photocellules ;
• capacité de la batterie;
• nombre de panneaux.

Le plus simple est de calculer la consommation électrique. Pour ce faire, vous devez prendre en compte absolument tous les appareils électriques que vous utilisez ou pouvez théoriquement utiliser.

Exemple simple :

• réfrigérateur – 200 W ;
• ordinateur - 300 W;
• Télévision – 150 W ;
• ampoules économiques - 5 pièces de 20 W chacune.

La puissance de chaque appareil doit être indiquée dans sa documentation ou sur le boîtier. Après avoir ajouté toutes les données, nous obtenons 750 W. Sur la base de cette valeur, il est sélectionné onduleur - un appareil qui convertit le courant continu en courant alternatif à la fréquence requise.

Assurez-vous de faire une petite marge et choisissez un onduleur 0,5 kW plus puissant que la valeur calculée. Autrement dit, pour une puissance totale de 0,75 kW, un appareil d'au moins 1,25 kW convient.

Pour une connexion correcte, les panneaux solaires sont connectés aux batteries via un contrôleur.Ne mélangez pas les contacts - plus avec plus, moins avec moins. Depuis la batterie, le courant est envoyé à l'onduleur, puis aux appareils électriques

Ensuite, vous devez sélectionner les piles. La capacité de la batterie (par exemple, 200 A∙h) indique la quantité de courant qui sera produite à une tension donnée pendant une heure.

Vous pouvez calculer la capacité requise en divisant la puissance totale des consommateurs par la tension de sortie de la batterie solaire. Dans notre exemple, nous utilisons des batteries de 12 volts. 750 /12 = 62,5 A∙h.

Mais cette formule n'est pas tout à fait correcte, puisque la plupart des batteries ne peuvent pas être déchargées jusqu'à 0. Il y a une certaine limite, par exemple 40 %. Si le niveau de charge descend en dessous de ce seuil, cela affecte considérablement la durée de vie et les performances de la batterie.

Cet indicateur doit également être ajouté à la formule :

750 W/(12Vx0,4)=156,25 A∙h.

Pour atteindre une telle capacité, vous pouvez combiner un groupe de 2 batteries de 100 Ah chacune dans le système.

Le nombre de panneaux est calculé en fonction de la puissance du modèle sélectionné et de la région dans laquelle ils seront installés. L'importance de la région est difficile à surestimer. Idéalement, vous devez connaître les niveaux de rayonnement solaire quotidiens pour votre région. Pour des raisons de fiabilité, la valeur minimale pour l'année est prise, vers fin décembre.

Schématiquement, le niveau d’insolation dans différentes régions peut être représenté comme suit. Les valeurs numériques peuvent être trouvées dans des ouvrages de référence spécialisés ou sur Internet

En multipliant ce chiffre par le nombre de jours calendaires du mois, on obtient le nombre de kilowatts pour 1 m2 de batterie solaire flexible pour décembre. Par exemple, à Moscou, c'est 0,33x31=10,23 kW/m2 et à Sotchi – 1,25x31=38,75 kW/m2. Ce chiffre est appelé nombre de pico-heures.

Ensuite, à partir du maximum conditionnel de 0,75 kW consommé par tous les appareils simultanément, nous calculons la consommation mensuelle moyenne - environ 25 kW. Dans un mois, nos batteries flexibles devraient produire au moins 25 000 W, mais il vaut mieux faire une petite réserve et arrondir à 30 kW.

Par conséquent, pour 1 pico-heure à Moscou, cela devrait être de 30/10,23 = 2,93 kW. Si les panneaux sélectionnés ont une puissance de 150 W, alors il n'est pas difficile de calculer leur nombre : 2,93/0,15 = 20 pièces.

Après des calculs aussi simples, vous pouvez choisir un onduleur approprié, manette, batterie et panneaux photovoltaïques flexibles eux-mêmes dans la quantité requise.

Étape 2. Règles d'installation

L’installation de cellules solaires flexibles peut être réalisée par vous-même.

Pour ce faire, vous devez décider où exactement vous placerez vos panneaux :

• sur le toit d'un immeuble ;
• sur la façade de la maison ;
• sur une structure autoportante ;
• schéma combiné.

L’option la plus populaire est celle sur le toit. Si la forme ou la configuration du toit ne le permet pas, il est préférable de construire une charpente supplémentaire sur laquelle placer les batteries. C'est plus cher, mais si le toit est ombragé ou difficile d'accès, cette option devient rationnelle.

L'emplacement en façade est utilisé lorsqu'il n'y a pas assez d'espace sur la toiture. Les panneaux peuvent faire partie de l'idée de conception et jouer le rôle de décoration de la maison

Les cellules solaires photovoltaïques flexibles ont une couche résineuse collante sur la face inférieure.

Il suffit de retirer le film protecteur et de coller le panneau à l'endroit choisi. Bien entendu, la surface doit être nettoyée et lavée avant l’installation.

Aucun outil spécialisé n'est nécessaire pour l'installation. L'essentiel est de veiller à votre sécurité lorsque vous travaillez sur le toit.Il est également très important de suivre le schéma de raccordement des équipements et de ne pas rompre la séquence

D'un côté, le module de batterie solaire comporte 2 câbles. Chaque panneau est positionné de manière à ce que ces fils puissent ensuite être combinés en un seul bus pour une connexion série.

Nous vous recommandons également de lire nos autres documents, qui décrivent en détail les schémas d'installation et les méthodes de connexion des panneaux solaires. Plus de détails - Ici.

Étape 3. Entretien du système après l'installation

Une fois les cellules solaires flexibles installées, elles devront être constamment entretenues et surveillées, sinon leur efficacité pourrait chuter considérablement. L'essentiel est de garder les panneaux propres. Poussière, saleté, fientes d'oiseaux : tous ces facteurs réduisent les performances du système car ils limitent l'absorption de la lumière solaire par les cellules solaires.

Les panneaux solaires doivent être essuyés lorsqu’ils sont sales. C'est pourquoi il n'est pas recommandé de les placer dans des endroits difficiles d'accès sur un toit complexe.

Si votre système ne peut pas être entretenu par vous-même, vous pouvez toujours trouver un entrepreneur disposant de la technologie et de l’équipement appropriés. Bien sûr, cela coûtera plus cher.

Vous pouvez laver les panneaux solaires à base de silicium amorphe, comme leurs homologues durs, avec une éponge humide ordinaire ou un chiffon en microfibre. Le panneau n'a pas peur de l'eau (après tout, cet équipement est installé à l'extérieur) ; si vous les lavez régulièrement, ils dureront plus longtemps

Un autre problème pertinent pour nos régions est la neige. En hiver, les batteries se recouvrent de neige et ne fonctionnent plus. Les sédiments doivent être constamment nettoyés, mais pas trop brutalement, sinon l'équipement lui-même pourrait être endommagé.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Des vidéos et des critiques traitant des panneaux flexibles de fabricants populaires vous aideront à faire le bon choix. Vous pourrez voir à quoi ressemblera votre maison après l'installation des équipements, des spécialistes vous aideront à choisir le bon nombre de batteries et à revoir les règles d'installation.

Comment fonctionnent les panneaux solaires flexibles et de quoi sont-ils constitués :

Vous pouvez installer une batterie flexible dans un appartement en façade d'un immeuble de grande hauteur, pourquoi pas :

Un peu plus sur la fabrication et les avantages des éléments flexibles :

Les panneaux solaires permettent de devenir indépendant énergétiquement et de ne pas avoir à surveiller les prix de l'essence et des services publics. Si vous investissez une fois un certain montant, vous pourrez consommer une énergie illimitée pour utiliser les appareils électroménagers, chauffage domestique et recharger la batterie d'un véhicule électrique. De plus en plus de personnes se tournent vers les énergies alternatives parce que c’est l’avenir.

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