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