Гибкие панели для стен для внутренней отделки: виды, особенности, характеристики

Солнечная энергия – один из самых перспективных и стремительно развивающихся альтернативных источников электричества. Это безграничный ресурс, который можно использовать в любой точке планеты, не загрязняя окружающую среду. Согласитесь, неплохо бы было обзавестись собственным альтернативным источником электроэнергии.

Оказывается, теперь солнечную энергию можно преобразовывать в электричество прямо у себя дома. Вместо громоздких и хрупких каркасных панелей теперь все чаще применяют гибкие солнечные батареи. Но как это реализовать на практике?

Мы поможем разобраться с устройством гибких солнечных панелей и принципом их работы. Полезные рекомендации по выбору и монтажу конструкций изложены в нашей статье. А для простоты восприятия информации статья содержит тематические фотографии и видеоролики.

В чем особенность гибких панелей?

Рассматривая стену, оформленную гибкими панелями, будет сложно отличить декоративное покрытие, состоящее из жестких элементов. Между тем такие изделия обладают рядом отличительных особенностей, к которым можно отнести:

повышенную гибкость;
износоустойчивость;
звукоизоляционные свойства;
простота очистки;
водостойкость;
большой ассортимент, включая панели, имитирующие природные материалы;
долговечность;
простоту монтажа.

Учитывая подобную особенности, при выборе подходящего отделочного материала большинство делает выбор в пользу подобного варианта. Однако в этом случае надо обязательно учитывать, сто гибкие панели имеют небольшую толщину, что предъявляет повышенные требования к качеству подготовки основания. Кроме того, стоимость одного элемента нельзя назвать низкой и материал является искусственным. Это не позволяет создать оптимальный микроклимат.

Принцип работы

Прежде чем описать принцип работы солнечной батареи, необходимо обратить внимание на несколько основополагающих моментов, это:

Солнечная батарея является устройством, состоящее из определенного количества фотоэлектрических элементов (преобразователей), которые помещены в единый корпус и соединены между собой в определенной последовательности.
Структура фотоэлементов состоит из двух слоев, которые различаются по типу электрической проводимости, это: «n» и «р» проводимости.
Основой для изготовления фотоэлементов является кремний или иной материал, обладающий способностью поглощать световые лучи.
В слое с «n» проводимостью, к основе (кремнию или иному материалу), добавлен фосфор, в связи с чем, при их взаимодействии, в слое образуется избыток электронов с отрицательной полярностью.
В слое с «р» проводимостью, к основе добавлен бор, в результате их взаимодействия, в слое образуется недостаток отрицательных зарядов, и как следствие, образуются «дыры».
Слои располагаются между электродами с разной полярностью.

Работа солнечной панели осуществляется следующим образом:

На слой, заряженный отрицательно, попадает солнечный свет;
Солнечные лучи вызывают активное образование дополнительных отрицательных зарядов и «дырок»;
В связи с тем, что в «p-n» переходе присутствует электрическое поле, то под его воздействием происходит разделение положительно и отрицательно заряженных частиц;
Положительные частицы направляются в верхний слой;
Отрицательные частицы — в нижний;
Появляется разность потенциалов между слоями, т.е. образуется постоянное напряжение.

На какие характеристики стоит обратить внимание при выборе?

Выбирая подходящие гибкие панели для оформления стен в своем доме, стоит учесть ряд параметров. Требуемые свойства будут зависеть от условий последующей эксплуатации. Важными параметрами могут оказаться:

размер и форму. От этих характеристик зависит скорость выполнения монтажных работ и возможность реализации конкретного дизайнерского проекта. В одном случае желаемого эффекта можно добиться путем крепления листового материала, во втором случае лучшим вариантом будет гибкий ламинат;
влагостойкость. Данное свойства зависит от качества верхнего слоя. Если планируется облицовка стен в помещения с повышенным уровнем влажности, данная характеристика является важным;
цвет и рисунок, которые выбираюется с учетом разработанного дизайн-проекта.

Достоинства

Полупрозрачность. Классические (поликристаллические и монокристаллические) солнечные панели полностью непрозрачные. Аморфные тонкопленочные батареи могут быть выполнены таким образом, чтобы заменить окно в доме, пропуская часть света, а часть преобразовывая в электричество.
Легкость. Батареи выполненные на пленке легче классических в несколько раз, что дает больше свободы в монтаже, упрощает операции с ними.
Гибкость. Тонкопленочные батареи теоретически можно изгибать в любой плоскости без потери работоспособности.
Ударопрочность. Пленка не разбивается от падения при монтаже, от града и остается работоспособной в самых экстремальных условиях.

Виды

Исполнение гибких панелей может отличаться. Это позволяет подобрать оптимальный вариант для оформления конкретной стеновой поверхности. При выборе подходящего вида следует сопоставить преимущества и недостатки каждого, чтобы выбрать наиболее подходящий.

Листы

Важным преимуществом такого отделочного материала является большая ширина и длина одного элемента. Производители предлагают листы, ширина которых составляет 125 см и длина достигает 3 м. Благодаря этому удается за один раз красиво оформить значительную часть стены.

Плюсы

большая площадь;
высокая скорость монтажа;
простота ухода из-за минимального количества швов;
большой ассортимент, среди которых особенно востребованы листы, имитирующие кирпичную и каменную кладку;
различная фактура.

Минусы

большой расход из-за большого расхода материалов в процессе монтажа;
повышенные требования к порядку выполнения монтажных работ.

Плиты

Производители предлагают большое количество элементов квадратной и прямоугольной формы. Размер одной плитки может отличаться. форма каждой плитки тщательно продумана. Благодаря этому помещение выглядит достаточно красиво и аккуратно. Это значительно расширяет возможность их использования при оформление стеновой поверхности.

Плюсы

большой ассортимент;
широкий размерный ряд;
возможность выбора фактуры, расцветки, текстуры;
простота оформления участков стен любой сложности;
возможность формировать мозаичной поверхности.

Минусы

продолжительный монтаж из-за необходимости контроля пространственного положения каждого элемента;
большое количество швов, усложняющих монтаж.

Планки

Настенные рейки, ширина которых намного меньше длины. Это так называемый гибкий ламинат, имеющий характерную прямоугольную форму. Ширина такой полосы в среднем 15 см. Длина варьируется в широком диапазоне.

Плюсы

большой ассортимент;
простота монтажа

Минусы

повышенные требования к качеству подготовки основания.

Недостатки

Низкий КПД. Если не рассматривать лабораторные образцы, а оценивать реальные показатели выпускаемых моделей, то на выходе получим КПД не выше 4%, что в три раза меньше такого же у поликристаллического фотоэлемента.
Важно. При использовании полупрозрачных фотоэлементов коэффициент снижается до смешных 2% и от одного окна вы вряд ли сможете даже зарядить свой смартфон.
Высокая стоимость. Если сравнивать с классическими солнечными батареями, то их цена за м.кв. сопоставима с такими же поликристаллическими моделями, но вот мощность будет в три раза ниже. Если же сравнивать панели одинаковой мощности, то картина получится такая (данные из Aliexpress.com):
Сравнение цен пленочной и кремниевой солнечной панели
Разница в цене – ровно в три раза, при одинаковой мощности
Снижение производительности при нагреве. Если в поли/монокристаллических батареях эта цифра достигает 12% от номинальной мощности, то в гибких фотоэлементах она доходит до 30-40%.

Особенности крепления

Порядок монтажа гибких панелей может существенно отличаться. Производители предлагают большое количество элементов имеющих клеевую основу. Монтаж в этом случае выполняется в следующей последовательности:

готовится основание. Со стены удаляется старое покрытие и все имеющиеся загрязнения. После этого надо обязательно внимательно осмотреть основание, чтобы проверить плоскостность основания и имеющиеся механические повреждения. Стену выравнивают, нанося достаточный слой штукатурки. Дожидаются ее полного высыхания;

стену грунтуют, чтобы обеспечить необходимый уровень защиты от вредного влияния окружающей среды и повысить адгезию к клеевому составу;

готовится материал и инструмент, который потребуется при выполнении отделочных работ. Выполняется разметка, по которой будет контролироваться правильность пространственного положения элемента;

у деталей с пазами, устанавливаемыми в угол, обрезают выступающие фрагменты;

на изнаночную сторону подготовленных панелей наносится клеевой состав. если поверхность рельефная, клей следует наносить только на выступающие элементы;

гибкая панель прикладывается к основанию. Ее положение контролируется по линиям ранее нанесенной разметки. Панель аккуратно прижимают к основанию;

с помощью чистой тряпки удаляется избыточное количество клеевого состава. Для этого надо аккуратно с легким нажимом разгладить всю поверхность панели, обеспечив ее плотное прилегание к основанию;

аналогичным образом приклеиваются остальные панели. При этом очень важно обеспечить правильное пространственное положение не только относительно горизонтали или вертикали, а также относительно других элементов.

Если еще остаются вопросы относительно порядка выполнения монтажных работ. предлагаем посмотреть следующие видео, чтобы детально разобраться в технологии процесса:

Кроме клеевого способа существует каркасный. Работы в этом случае выполняются в следующей последовательности:

специальными антигрибковыми и водоотталкивающими средствами обрабатываются элементы обрешетки. Планки отрезаются в размер и крепятся к стене. Шурупы закручивают строго вертикально к поверхности планки;

панели отрезаются в размер с помощью ножа или любого другого инструмента с обязательным формированием ровной лини среза. Элементы крепят к подготовленной обрешетке металлическими скобами или строительным степлером;

соединяем панели между собой посредством специального замка. Фиксируем выбранным способом;

последнюю панель отрезаем в размер перед установкой.

О технологии

Для изготовления тонкопленочной солнечной конструкции напыляют на гибкую подложку (обычно полимерную) полупроводниковые соединения.

Вначале пользовались для этого исключительно аморфным кремнием. Но, не устраивал низкий КПД фотоэлементов был– порядка 4-5%.

После появления селениды и теллуриды — инновационных материалов, удалось добиться более высокого показателя КПД — до 12%.

Необходимые инструменты

Перечень используемого инструмента и материалов может существенно отличаться. При выборе клеевого способа очень важно выбрать клей с подходящими характеристиками. Чаще всего для монтажа гибких панелей используют:

Спецклей для поливинилхлоридных панелей, за упаковку которого придется заплатить минимум 200 рублей за 0,1 л;
Универсальный состав, например, «Момент-монтаж»,стоимость которой начинается с 550 рублей за 375г;
Жидкие гвозди, за 0,31 л которого придется заплатить минимум 170 рублей.

Кроме клеевого состава надо иметь в наличии:

Уровень, цена которого начинается от 100 рублей при цене 23 см;

Монтажный нож, цена которого составляет минимум 30 рублей;

Монтажный карандаш, стоимость которого начинается от 10 рублей.

Если монтаж выполняется каркасным способом, потребуется шуруповерт, пила и перфоратор. Такой инструмент лучше взять в аренду, а не покупать.

Инструкция по монтажу солнечных батарей на крыше

Если вы решили, что гибкие солнечные батареи на основе аморфного кремния – это то, что вам нужно для обеспечения электричеством частного дома, приступайте к планированию работ.

Подберите подходящее оборудование и прикиньте примерное количество панелей. Затем ознакомьтесь с правилами монтажа и последующего обслуживания солнечных элементов.

Но помните, что использование традиционных кремниевых поли- и монокристаллических аналогов пока гораздо продуктивнее.

Шаг #1. Расчет количества панелей

Любые работы начинаются с проекта. Для проектирования нужно сделать необходимые расчёты, а именно:

суточное потребление электроэнергии;
суммарную необходимую мощность фотоэлементов;
емкость аккумуляторов;
количество панелей.

Самое простое – посчитать потребление электроэнергии. Для этого нужно учесть абсолютно все без исключения электроприборы, которые вы используете или теоретически можете использовать.

Простой пример:

холодильник – 200 Вт;
компьютер — 300 Вт;
телевизор – 150 Вт;
лампочки экономные – 5 штук по 20 Вт.

Мощность каждого прибора обязательно указывается в его документации или на корпусе. После сложения всех данных получаем 750 Вт. Исходя из этого значения подбирается инвертор – прибор, преобразующий постоянный ток в переменный с нужной частотой.

Обязательно сделайте небольшой запас и выберите инвертор на 0,5 кВт мощнее расчётного значения. То есть для суммарной мощности 0,75 кВт подойдет прибор не слабее 1,25 кВт

Для правильного подключения солнечные батареи соединяют с аккумуляторами через контроллер. Не перепутайте контакты — плюс к плюсы, минус к минусу. От аккумулятора ток направляется к инвертору, а затем — к электроприборам

После необходимо подобрать аккумуляторные батареи. Емкость аккумулятора (например, 200 А∙ч) показывает, ток какой силы будет выдаваться при заданном напряжении в течение часа.

Посчитать нужную емкость можно, разделив суммарную мощность потребителей на выходное напряжение солнечной батареи. В нашем примере используем 12-ти вольтовые аккумуляторы. 750 /12 = 62,5 А∙ч.

Но подобная формула не совсем верна, поскольку большинство батарей нельзя разряжать до 0. Есть определенное ограничение, например 40%. Если уровень заряда опускается ниже, это существенно сказывается на сроке службы и качестве работы аккумулятора.

Этот показатель тоже нужно добавить в формулу:

750 Вт/(12Вх0,4)=156,25 А∙ч.

Чтобы добиться такой емкости, можно объединить в систему группу из 2 батарей по 100 А∙ч каждая.

Количество панелей рассчитывается исходя из мощности выбранной модели и региона, в котором они будут установлены. Значение региона сложно переоценить. В идеале нужно найти значения дневного уровня солнечной радиации для вашей местности. Для достоверности берется минимальное значение за год, ориентировочно – в конце декабря.

Схематически уровень инсоляции в разных регионах можно изобразить так. Числовые значения можно найти в специализированных справочниках или в интернете

Умножив этот показатель на количество календарных дней месяца, получаем количество киловатт, которое приходится на 1 м2 гибкой солнечной батареи за декабрь. Для примера, в Москве это 0,33х31=10,23 кВт/м2, а для Сочи – 1,25х31=38,75 кВт/м2. Этот показатель называется количеством пикочасов.

Затем из условных максимальных 0,75 кВт, потребляемых всеми приборами одновременно, высчитываем среднемесячное потребление – около 25 кВт. За месяц наши гибкие батареи должны выработать не меньше 25 000 Вт, а лучше сделать небольшой запас и округлить до 30 кВт.

Следовательно, на 1 пикочас в Москве должно получаться 30/10,23 = 2,93 кВт. Если выбранные панели обладают мощностью 150 Вт, то посчитать их количество не трудно: 2,93/0,15= 20 штук.

После таких нехитрых расчетов вы сможете подобрать подходящий инвертор, контроллер, аккумулятор и сами гибкие фотоэлектрические панели в нужном количестве.

Шаг #2. Правила монтажа

Установка гибких солнечных элементов может быть осуществлена вами самостоятельно.

Для этого стоит определиться, где именно вы расположите свои панели:

на крыше здания;
на фасаде дома;
на отдельно стоящей конструкции;
комбинированная схема.

Самый популярный вариант – на крыше. Если форма или конфигурация кровли не позволяет этого сделать, лучше построить дополнительный каркас, на котором разместить батареи. Это более затратно, но, если крыша затенена или труднодоступна, этот вариант становится рациональным.

Расположение на фасаде используют тогда, когда места на крыше не хватает. Панели могут стать частью дизайнерской задумки и играть роль украшения дома

Гибкие солнечные фотоэлектрические элементы с нижней стороны имеют липкий смолянистый слой.

Достаточно снять защитную пленку и приклеить панель в выбранном месте. Разумеется, перед монтажом поверхность нужно очистить и вымыть.

Никакого специализированного инструмента для монтажа не нужно. Главное, позаботиться о своей безопасности во время работы на крыше. Так же очень важно соблюдать схему подключения оборудования и не нарушать последовательность

С одной стороны модуль солнечной батареи имеет 2 выведенных кабеля. Каждая панель располагается так, чтобы эти провода можно было в последствии объединить одной шиной для последовательного подключения.

Также рекомендуем прочесть другой наш материал, где подробно описаны схемы монтажа и способы подключения солнечных батарей. Подробнее — здесь.

Шаг #3. Уход за системой после установки

После установки гибких солнечных элементов за ними нужно будет постоянно ухаживать и следить, иначе их эффективность может резко снизиться. Главное – содержать панели в чистоте. Пыль, грязь, птичий помет – все эти факторы снижают производительность системы, поскольку ограничивают поглощение солнечного света фотоэлементами.

Солнечные батареи нужно протирать по мере загрязнения. Именно поэтому размещать их в труднодоступных местах на сложной кровле не рекомендуют.

Если ваша система не может обслуживаться вами самостоятельно, всегда можно найти исполнителя с соответствующей техникой и оборудованием. Разумеется, это будет стоит дороже.

Мыть солнечные батареи на основе аморфного кремния, как и жесткие аналоги, можно обычной влажной губкой или тряпкой из микрофибры. Панель не боится воды (все-таки это оборудование устанавливается на улице), если мыть их регулярно, они прослужат дольше

Еще одна проблема, актуальная для наших регионов – снег. В зимнее время батареи засыпаются снегом и перестают функционировать. Осадки нужно постоянно счищать, но не слишком грубо, иначе можно повредить само оборудование.

Уход

Срок службы гибких панелей напрямую зависит от выполнения правил ухода, рекомендованных производителем. На каждой упаковке указываются общие правила, на которые стоит обратить особое внимание. Это позволит продлить срок службы конкретного покрытия. Если таковых не имеется, в самом общем случае следует:

очищать поверхность, используя теплую воду, степень нагрева которых составляет 35С – 45С;
использовать специальные средства для удаления устойчивых загрязнений;
выбирать только мягкую ткань для очистки поверхности, предпочтительны фланель или микрофибра;
в обязательном порядке очищать всю поверхность, чтобы обеспечить однократную очистку всей площади;
насухо вытирать плитку после очистки.

Кроме обычных советов существуют и народные рецепты. Решив ими воспользоваться, стоит сначала проверить целесообразность такого действия на ненужном участке или в невидимой зоне. Это позволит избежать ситуации, когда из-за агрессивного воздействия используемых веществ придется прибегнуть к замене отдельной панели или всей поверхности.

В качестве такого средства может выступать раствор 9-% уксуса. Для его приготовления следует в пятилитровой емкости раствори одну столовую ложку средства. Уксус при необходимости можно заменить на сок лимона. После такой обработки у поверхности появится характерный блеск, утраченный в процессе эксплуатации.

Таким образом, гибкие панели являются превосходным вариантом для оформления стены в различных помещения. С их помощью можно красиво оформить закругленную стеновую поверхность. При соблюдении технологии выполнения работ и рекомендаций по уходу удастся сформировать качественное декоративное покрытие с продолжительным сроком службы.

Где и как применяют солнечную энергию?

Гибкие панели применяются в разных сферах. Прежде чем составлять проект энергообеспечения дома при помощи этих солнечных батарей, выясните, где они применяются и каковы особенности их использования в нашем климате.

Область применения солнечных батарей

Применение гибких солнечных батарей очень широкое. Они с успехом используются в электронике, электрификации зданий, автомобиле- и авиастроении, на космических объектах.

В строительстве такие панели используют для обеспечения жилых и промышленных зданий электричеством.

Солнечная энергия может быть единственным источником электричества, а может дублировать традиционную схему электроснабжения, чтобы на случай недостаточной эффективности в определенный период дом не остался обесточенным

Портативные зарядные устройства на основе гибких солнечных элементов доступны каждому и продаются повсеместно. Большие гибкие туристические панели для добычи электроэнергии в любом уголке Земного шара очень популярны среди путешественников.

Очень необычная, но практичная идея – использовать в качестве основы для гибких батарей дорожное полотно. Специальные элементы защищены от ударов и не боятся больших нагрузок.

Гибкие батареи хороши еще тем, что могут быть применены практически в любых ситуациях. Их можно без труда разместить на крыше автомобиля или корпусе яхты

Эта идея уже реализована. «Солнечная» дорога обеспечивает энергией окрестные деревни, при этом не занимая ни одного лишнего метра земли.

Особенности применения гибких аморфных панелей

Те, кто планирует начинать использование гибких солнечных панелей в качестве источника электроэнергии для своего дома, должны знать особенности их эксплуатации.

Галерея изображений

Фото из

Энергоэффективная вставка на рюкзаке

Портативное зарядное устройство

Эффективная зарядка на дачном участке

Наличие встроенного аккумулятора

Солнечные панели с гибкой металлической основой находят применение там, где к износостойкости мини-электростанций предъявляются повышенные требования:

Галерея изображений

Фото из

Палуба морского или речного судна

Тент на прогулочном речном катере

Незначительный радиус гибки

Установка на металлический кузов

Прежде всего пользователей волнует вопрос, а что делать зимой, когда световой день короткий и электричества не хватит на функционирование всех приборов?

Да, в условиях пасмурной погоды и короткого светового дня производительность панелей снижается. Хорошо, когда есть альтернатива в виде возможности переключения на централизованное электроснабжение. Если ее нет, нужно запасаться аккумуляторами и заряжать их в те дни, когда погода благоприятная.

Интересная особенность солнечных батарей заключается в том, что при нагревании фотоэлемента его эффективность существенно снижается.

В летний зной панели раскаляются, но работают хуже. Зимой, в солнечный день фотоэлементы способны улавливать большее количество света и преобразовывать его в энергию

Число ясных дней в году зависит от региона. Разумеется, на юге использовать гибкие батареи рациональнее, поскольку солнце там светит дольше и чаще.

Так как в течение дня Земля меняет свое положение относительно Солнца, панели лучше располагать универсально – то есть с южной стороны под углом около 35-40 градусов. Такое положение будет актуальным как в утренние и вечерние часы, так и в полдень.

Метод вакуумирования

Способ предусматривает использование вакуумных камер или электронных пушек для осаждения из пара диселендов.

В принципе, использовать можно любые подходы, например, ионное распыление, но все методы имеют свои сложности, такие как образование пленки как на подложке, так и на внутренней поверхности камеры. Другая сложность связана с поставками индия, активно применяемого для изготовления плоскопанельных мониторов.

У таких устройств КПД может превышать отметку 20%.

Хотя активно развиваются панели этого типа, их востребованность невелика и не превышает 2%.

Большую популярность завоевали пленки, в изготовлении которых используется кадмия теллурид, Их КПД 16% (против 18%). Большой популярностью пользуются батареи аморфно-кремниевое. Их КПД удалось увеличить до 10%.

МДФ

МДФ панели изготавливаются на основе древесной спрессованной стружки, которую подвергают специальной обработке антисептическими веществами.

Материал вполне доступен по цене, соответствует нормам экологии и отвечает техническим требованиям отделки. Его нередко используют, как основу для дальнейшей росписи, либо покраски.