Гибкие солнечные батареи — обзор. Гибкая солнечная батареяГибкие солнечные батареиУходя в дальнее путешествие, мы берем с собой различные электронные устройства: радиостанции, телефоны, видеокамеры, фотоаппараты, КПК, GPS-навигаторы и многие другие. Вся эта техника для работы требует электропитание. Чем дольше проходит поход и дальше от населенной местности пролегает маршрут, тем сложнее обстоит вопрос с обеспечением электричеством разных электронных приборов, которые были взяты с собой.  Применение обычных источников энергии (батарейки, аккумуляторы) имеет недостатки, проявляющиеся тем сильнее, чем дольше длится поход. Во-первых, это ограниченный ресурс их работы по времени, во-вторых - их вес. В качестве источника электроэнергии и альтернативы батарейкам и аккумуляторам рассмотрим гибкую солнечную батарею. Предполагается, что для более результативного применения энергии солнца можно разработать устройство, состоящее из нескольких слоев, каждый из которых поглощал бы солнечный свет лишь в определенной степени спектра, оставаясь для других длин волн прозрачным. Солнечные лучи проходят, таким образом, несколько слоев и способны почти полностью преобразоваться в электроэнергию. Для изготовления таких гибких солнечных батарей недавно был предложен процесс ламинирования, позволяющий не только упростить максимально производство солнечных батарей, но и решить важную задачу – обеспечение электрического и механического контакта между катодом и активным слоем. Процесс изготовления батарей такого типа состоит из 3 частей. На первом этапе две прозрачные подложки покрываются прозрачным проводником, например, FTO (оксид олова, допированный фторидом), ITO (оксид индия-олова) или другим проводящим полимером. На втором этапе одну из подложек покрывают тончайшим буферным слоем Cs2CO3. Данный карбонат является катодом с низкой работой выхода. На третьем этапе наносится проводящий клей на вторую пластинку. В качестве клея можно взять полиэтилендиокситиофен – это полистиролсульфон с добавлением D-сорбита. Но его проводимость недостаточна, поэтому в целях повышения эффективности работы солнечной батареи нужно использовать поли(3-гексилтиофен) - сложный эфир метил [6,6]-фенил-С61-маслянной кислоты, который наносится слоем в 20 нм. И на последнем этапе проводится процедура ламинирования. После сушки две пластинки склеиваются вместе и прокатываются. Две подложки в ходе прокатки нагреваются до 105-120°С и выдерживаются при данной температуре 5-10 минут. Исследования показали, что гибкие солнечные батареи, полученные таким образом, конкурентоспособны в сравнении с обычными солнечными батареями. Развитие новой технологии производства гибких солнечных батарей дает возможность не только уменьшить их стоимость, но и выпускать солнечные батареи с более высокой прозрачностью для использования их в самых разных областях науки и техники. Может быть, в будущем именно этот метод станет основным для получения недорогих, прозрачных и гибких солнечных батарей. Гибкие солнечные батареи обеспечивают питание и подзарядку ПК, сотовых телефонов, плееров, GPS приемников и других мобильных устройств, а также автомобильных аккумуляторов. Они являются незаменимым источником электроэнергии для туристов, бизнесменов, геологов, рыболовов и охотников. Гибкие солнечные батареи по мощности уступают солнечным батареям, изготовленным из монокремниевых элементов. Но у них есть другие положительные стороны. Они компактны, их можно свернуть в рулон и поместить, например, в багажник автомобиля, они менее хрупки. zeleneet.com Солнечные батареи размещенные на одеждеСловосочетание солнечная батарея, как правило, вызывает ассоциацию с огромными черными панелями, размещенными на крыше дома или специальных конструкциях. Но южнокорейским ученым удалось создать тонкие и достаточно гибкие солнечные батареи, которыми можно обмотать, например, карандаш. Новые солнечные ячейки в 50 раз тоньше человеческого волоса и больше чем в 1000 раз тоньше обычных солнечных батарей. Размеры уменьшились до такой степени, что появилась возможность наматывать солнечные элементы на другие объекты или наносить на неструктурированные объекты, такие как ткань. «Наш фотоэлемент имеет толщину 1мкм» — сказал Jongho Lee, инженер, который участвовал в данном проекте института Gwangju , Южная Корея. «Чем тоньше солнечная ячейка, тем лучше она поддается изгибу» — испытывалась лишь часть нагрузок на более крупных солнечных батареях. Данные солнечные батареи вполне могут быть использованы для дополнения мощности и срока службы крохотных батарей таких устройств, как смарт часы (умные часы) или медицинских устройств. Более того, они вполне могут интегрироваться в одежду и вырабатывать электроэнергию, особенно это актуально, если человек работает на открытом воздухе.
В целях экономии энергии и развитии альтернативных источников многие исследователи пытаются разрабатывать системы способные генерировать электрическую энергию от движения человеческого тела (бег, ходьба, даже щелчки пальцев), получать энергию от Wi-Fi и миллиметровых волн. В последние годы особо ощутимо продвигается прогресс в области альтернативной энергетики и сберегающих технологий. Например, в этом году команда ученых из Массачусетского технологического института создала сверхтонкие солнечные батареи с толщиной примерно два микрометра. Данные солнечные ячейки были настолько легкими, что могли размещаться на вершине мыльного пузыря и он, при этом, не лопался. «Эти ячейки могут быть настолько мелкими, что вы даже можете и не догадываться об их наличии, например, на крышке ноутбука или на вороте вашей рубашки. Они вполне могут идти как дополнение к существующим электронным устройствам» — сказал Vladimir Bulovic, профессор Массачусетского технологического института (MIT) и участник проекта. В проекте MIT использовали осаждение из паровой фазы для одновременного выращивания всех слоев батареи, что делает ее более тонкой и гибкой, чем при выращивании обычным методом. Южнокорейские ученые, с другой стороны, использовали трансферную печать для покраски солнечной батареи непосредственно на гибкой подложке. Ячейки основываются на арсениде-галлия (полупроводниковый материал) и наносятся на металлические электроды. Этот процесс был не так давно описан в журнале Applied Physics Letters. Ученые наносят ячейки на электроды при помощи высокого давления и специального материала – фоторезиста, который действует как временный клей между ячейкой, металлом и подложкой. После успешного завершения монтажа солнечной батареи, ученые отслаивают фоторезист от готового устройства. Это необходимо для уменьшения веса солнечной батареи, ведь любой постоянный клей значительно добавляет в весе. Одной из главных проблем данных сверхтонких батарей – это их большая склонность к потери энергии, в отличии от их более крупных «коллег». Однако в них есть и плюс, а именно способность металлического электрода отражать паразитные частицы солнечного света обратно в фотоэлемент, увеличивая этим общую эффективность системы. Благодаря этому, КПД данной солнечной батареи равен КПД в три раза большей батареи. elenergi.ru Гибкие солнечные батареи (панели и элементы)
Учёные всего мира работают над созданием новых видов этой продукции, создаются новые технологии её производства, что приближает время, когда стоимость энергии, полученной от солнечной батареи, станет равной, а после и гораздо меньшей, чем от традиционных источников. О классических солнечных батареях – так называемых твёрдотельных электрических устройствах, состоящих из солнечных ячеек, пожалуй, знают уже все. В последние же несколько лет основные усилия направлены на совершенствование солнечных батарей на гибкой основе. Такая продукция выпускается в двух видах: рулоны и гибкие солнечные панели. Потребитель сразу по достоинству оценил эту новинку, и спрос на неё продолжает расти. Хотя один недостаток пока существует – это более низкий КПД, составляющий, в основном, 5-6%, и лишь 18,7% являются рекордом в лабораторных испытаниях швейцарских учёных. Преимущества гибких солнечных батарей
Гибкие солнечные батареи. Перспективы.На сегодняшний день работа над усовершенствованием солнечных батарей ведётся в двух направлениях: увеличение производительности и усовершенствование физических качеств. Роста КПД учёные добиваются за счёт экспериментов с химическим составом фотоэлементов и технологии нанесения на основу. Из физических качеств разработчиков больше всего интересуют ещё большая гибкость и прозрачность. Гибкость последних разработок поражает: одна из технологий выработки монокристаллического кремния позволяет производить настолько гибкие панели, что они без труда наматываются на карандаш. Прозрачность готовой плёнки такова, что ею можно тонировать стёкла в автомобилях и зданиях. Видео производства гибких солнечных батарей по технологии Ячейки ГретцеляДля чего можно использовать гибкие солнечные панели?Сегодня
В ближайшем будущем
Эксперименты с использованием солнечной энергии продолжаются, новые открытия подсказывают и новые перспективы. Очевидно, что массовое производство такой продукции приведёт к её удешевлению и большей доступности для потребителя, так что в скором будущем солнечные батареи не будут такой редкостью в наших домах, как сейчас. greenvolt.ru Гибкие солнечные батареиСамой большой популярностью гибкие солнечные батареи пользуются у туристов, охотников, рыболовов и любителей активного отдыха, которые хотят иметь возможность подзарядки аккумуляторов для бесперебойной работы различных гаджетов. Гибкая солнечная батарея имеет небольшой вес и занимает в свернутом виде совсем немного места. Гибкие солнечные батареи для туризмаРазвернуть ее на туристической стоянке и запустить в работу очень просто. Поэтому, несмотря на то, что стоимость таких источников электроэнергии выше, чем у их твердых аналогов, все больше туристов и любителей активного отдыха покупают и с успехом используют гибкие солнечные батареи для туризма в своих путешествиях.
Ведущие компании производители гибкие солнечные батареиМировым лидером в производстве солнечных элементов аморфного типа является американская компания Sun Charger, выпускающая на сегодня самое большое в мире количество гибких пластин с расчетной мощностью 9 и 34 Вт. Кроме этого следует отметить таких производителей как:
Единого стандарта на гибкие солнечные панели производители пока еще не разработали, поэтому размеры выпускаемых панелей, их мощность и подаваемое напряжение могут существенно различаться. Несмотря на это гибкие аморфные солнечные батареи сегодня стремительно набирают свою популярность благодаря удобной для использования конструкции и своей мобильности. Это подтверждает ежегодное увеличение производства солнечных элементов. Стационарная установка гибких аморфных солнечных батарейПрименение тонкопленочных панелей не ограничивается использованием их для подзарядки мобильных устройств. Они могут служить универсальным кровельным материалом, вырабатывающим электрическую энергию за счет солнца, для обеспечения ей жилых и общественных зданий. Для решения этого вопроса гибкие батареи просто накладывают на существующую крышу, которая может быть сделана из любого традиционного материала. В итоге кровля здания получает дополнительную защиту от атмосферных осадков и является при этом источником энергии.  гибкие солнечные батареи вместо кровли
Современные модели гибких солнечных батарей способны вырабатывать электрическую энергию в любое время года и в пасмурную погоду. Использование этих систем очень эффективно, самоокупаемо и в итоге обязательно приносит прибыль. Рекомендуем прочесть: www.solar-battery.com.ua |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
В последние годы человечество всё чаще задумывается об использовании возобновляемых источников энергии. Самым популярным направлением в этой области стало использование солнечной энергии. Солнечная энергетика по темпам роста опережает все остальные виды возобновляемой энергетики. Производство солнечной энергии в 2011 году составило 69,7 ГВт. Представители одного из крупнейших производителей солнечных панелей Evergreen Solar считают, что уже в ближайшем будущем этот вид энергии будет преобладать над всеми другими.
При стационарной установке гибких батарей требуется большая мощность, чем у мобильных устройств и поэтому чаще всего используется гибкая солнечная батарея 100 вт. Несколько таких источников энергии уложенные на солнечной стороне кровли или установленные в саду на распорных стендах могут обеспечивать жилой дом средних размеров электрической энергией практически круглосуточно, при условии дневной зарядки аккумуляторов и наличия преобразователя напряжения в системе.
