Гнучка сонячна батарея
Гибкие солнечные батареи
(на русском языке)
| Тип | Коефіцієнт фотоелектричного перетворення, % |
|---|---|
| Кремнієві | |
| Si (кристалічний) | 24,7 |
| Si (полікристалічний) | 20,3 |
| Si (тонко плівкова передача) | 16,6 |
| Si (тонко плівковий субмодуль) | 10,4 |
| III-V | |
| GaAs (кристалічний) | 25,1 |
| GaAs ((тонкоплівковий) | 24,5 |
| GaAs (полікристалічний) | 18,2 |
| InP (кристалічний) | 21,9 |
| Тонкі плівки халькогенідів | |
| CIGS (фотоелемент) | 19,9 |
| CIGS (субмодуль) | 16,6 |
| CdTe (фотоелемент) | 16,5 |
| Аморфний/Нанокристалічний кремній | |
| Si (аморфний) | 9,5 |
| Si (нанокристалічний) | 10,1 |
| Фотохімічні | |
| На базі органічних барвників | 10,4 |
| На базі органічних барвників (субмодуль) | 7,9 |
| Органічні | |
| Органічний полімер | 5,15 |
| Багатошарові | |
| GaInP/GaAs/Ge | 32,0 |
| GaInP/GaAs | 30,3 |
| GaAs/CIS (тонкоплівковий) | 25,8 |
| a-Si/mc-Si (тонкий субмодуль) | 11,7 |
Сонячні батареї мають деякі переваги, які забезпечили їм популярність незважаючи на чималу ціну:
- відсутність рухомих частин. Це спрощує монтаж та обслуговування. Це дуже важливо при використанні у житлових будинках, де наявність шуму може дратувати мешканців;
- не обов’язкове чітке орієнтування на сонце. Сонячна батарея працює навіть коли промені сонця падають під гострим кутом, хоч зрозуміло, що це знижує ефективність. Чого не скажеш про сонячні концентратори. Навіть невелике відхилення від оптимального положення до сонця, знижує потужність концентратора практично до нуля;
- сонячна батарея працює при розсіяному освітленні, наприклад при хмарній погоді. Так, ефективність сонячних батарей буде нижча, але вона хоча б щось буде генерувати, на відміну від сонячних концентраторів, які працюють лише при наявності прямих сонячних променів.
Тестування гнучкої сонячної батареї
Перейдемо від теорії до експериментів. Я замовив для іспитів гнучку сонячну батарею у http://plasticphotovoltaics.org/. До речі, безкоштовно. Її навіть не пакували. Наклеїли адресу і відправили звичайною поштою. Це дійсно надгнучка плівкова сонячна батарея. Таку батарею можна згорнути у рулон і транспортувати у тубусі. Вона не боїться ударів та деформації. Оскільки це тонка і майже прозора плівка її можна наклеїти на вікна, стіни, тощо. А плівкова технологія дозволяє значно зменшити вагу, вартість сонячних батарей та їх транспортування і монтаж.
Але щодо ефективності таких батарей? Як і очікувалось, плівкова технологія не може забезпечити вищої ефективності за кристалічні та полікристалічні батареї. Для порівняння я взяв кристалічну та нашу піддослідну надгнучку плівкову сонячну батарею.
Експерименти показали наступні результати:
| Кристалічна | Плівкова | |
|---|---|---|
| Напруга холостого ходу, B | 2.22 | 8.14 |
| Струм короткого замикання, мА | 24.2 | 7.15 |
| Довжина, мм | 40 | 100 |
| Ширина, мм | 40 | 80 |
| Площа, cm2 | 16 | 80 |
| Кристалічна | Плівкова | |
|---|---|---|
| Напруга, В | 0.2 | 0.082 |
| Струм, мА | 23 | 6.8 |
У наступному експерименті я міняв опір навантаження, при цьому вимірював напругу і струм. По отриманим даним створив графіки для обох сонячних батарей, які відображують їх потужність в залежності від навантаження.
Приблизні графіки такі:
Я назвав графіки приблизними, оскільки освітлення було не максимальним. Однак, головна мета не вияснити абсолютні значення, а показати, що ефективність використання сонячних батарей також залежить від їх правильного підбору до навантаження.
З отриманих даних з’ясувалося, що максимальна потужність цих двох сонячних батарей приблизно однакова, але досягається при різних навантаженнях. Кристалічна батарея більш ефективна за плівкову при більших струмах. Зверніть увагу на розміри цих двох батарей. Площа плівкової сонячної батареї в 5 разів більша за кристалічну, при майже однаковій потужності. Але вага плівкової батареї значно нижча.
Отже, можна сказати, що ефективність плівкових батарей в рази нижча, що є логічним і очікуваним результатом. Але, якщо ціна їх буде нижча у 5-6 разів за кристалічні, це може викликати невеличкий бум. Сподіваюсь, хоча б у сфері надлегких, мобільних, розкладних автономних сонячних міні станцій, наприклад для туристів. Також, використання плівкової технології дозволить створювати, наприклад, наліпки на стекла, які одночасно будуть захищати приміщення від зайвого сонячного світла, та одночасно заряджати Ваш мобільний, тощо. Наднизька вага таких батарей може розширити їх використання у мініатюрних рішеннях. Гнучкість таких батарей може дозволити монтувати їх у одяг, чи будь які інші речі.
Успіхів!
Дивись також:
Tags
timer meteo pwm capture dma smd brushless sensors 3d-printer examples sms git st-link adc rfid exti web bme280 bmp280 gps options barometer battery lcd dht11 hih-4000 atmega dc-dc piezo solar bluetooth displays mpx4115a bldc websocket eb-500 motor raspberry-pi usb rtc usart max1674 avr soldering mongodb esp8266 programmator mpu-6050 remap rs-232 pmsm bkp gpio i2c eeprom encoder stm32 css docker flask nodemcu ssd1331 tim flash servo nvic ssd1306 mpu-9250 ethernet led foc python ngnix watchdog books html java-script wifi uart
Архіви