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
bme280 mpu-6050 encoder examples adc lcd python wifi bluetooth rtc pwm piezo ngnix watchdog books rfid web st-link eeprom bkp usart led nodemcu flash websocket uart 3d-printer options html git meteo gpio soldering flask tim servo rs-232 raspberry-pi programmator stm32 sms dma battery dht11 hih-4000 css ssd1331 pmsm bmp280 avr brushless motor usb barometer max1674 displays esp8266 docker java-script ssd1306 i2c capture nvic bldc atmega exti ethernet timer mpu-9250 smd mpx4115a sensors dc-dc mongodb eb-500 remap solar foc gps
Архіви