Какие характеристики солнечных батарей наиболее важные?

Размеры солнечных батарей и другие их параметры: на что необходимо обратить внимание?

В предварительном расчете любой СЭС одной из важнейших характеристик являются размеры солнечных батарей. Исходя из длины, ширины и общего количества этих элементов будет определяться конфигурация их размещения на крыше или участке. Не менее принципиален и ряд других параметров – тип полупроводникового материала ячеек, категория качества, мощность панелей и станции в целом, и т.д. Поэтому перед покупкой следует внимательно изучить все основные показатели.

Площадь солнечной батареи и габариты отдельных ячеек

Гелио модуль представляет собой гибкую или жесткую конструкцию прямоугольной формы, основу которой составляют ряды полупроводниковых ячеек. Каждая из них генерирует напряжение около 0,5-0,6V и может иметь различные типоразмеры. Наиболее распространены следующие варианты габаритов (в миллиметрах):

52 × 19;
52 × 38;
52 × 150;
80 × 150;
26 × 156;
125 × 125;
156 × 156.

Например, модуль Sunways ФСМ-270П из 60 ячеек (по 10 в длину и 6 – ширину) размером 156 × 156 мм каждая имеет размеры, с учетом рамы, 1640 × 992 мм. Площадь такой солнечной панели составит чуть больше 1,6 м2.

При монтаже необходимо устанавливать модули таким образом, чтобы не допустить частичного затенения одним рядом батарей соседнего. В связи с этим на одну панель 250 – 400 ватт обычно выделяется 1,5 – 2 квадратного метра пространства.

Устройство солнечной панели

Конструктивно каждый модуль состоит из следующих составляющих:

жесткая или гибкая подложка;
несколько рядов уложенных вплотную полупроводниковых ячеек, разделенных токопроводящими дорожками;
рама по периметру, удерживающая ячейки вместе (в некоторых современных моделях отсутствует);
полностью герметичное, защитное поверхностное стеклянное или полимерное покрытие с антибликовыми свойствами;
выходные кабели для подключения к соседним модулям и электрической сети.

От размера и КПД солнечных батарей зависит их совокупная мощность. В настоящий момент выпускаются панели от десятых долей до 500 ватт. Наиболее легкие и компактные варианты используются в небольших автономных устройствах – часах, фонариках, туристических «кейсах» и т.д. Полноразмерные крупные модули служат основой частных и промышленных солнечных электростанций производительностью от нескольких сотен до миллионов киловатт-часов.

Виды солнечных батарей и их особенности

На эффективность фотоэлектрических ячеек огромное влияние оказывает тип полупроводника, отвечающего за преобразование излучения в электрический ток. Сегодня на рынке преобладают панели, созданные на базе:

монокристаллического кремния Mono-Si;
поликристаллического кремния Poli-Si.

Значительно реже в устройстве солнечных панелей применяются малопроизводительный аморфный кремний, редкоземельные элементы (например, теллурида кадмия Cd-Te) и дорогостоящие «аэрокосмические» германиево-галлиевые батареи типа CIGS. На стадии прототипов активно исследуется фотовольтаика следующего поколения, с использованием органики и минеральных перовскитов.

1. Монокристаллические.

Изготавливаются из выращенных методом Чохральского кремниевых кристаллов высокой степени очистки. Выдают максимальный КПД 22-24% при идеальных условиях освещения – ярком солнце, ориентации на юг и оптимальных углах наклона. Рекомендуются к установке в наиболее солнечных регионах на крышах домов и земляных участках, позволяющих провести размещение, близкое к оптимальному. Эффективный срок службы 25-30 лет.

2. Поликристаллические.

Отличаются от монокристаллов другим методом кристаллизации. Технология выращивания делает рабочую поверхность не гладкой, а «игольчатой». Это несколько снижает продуктивность поглощения при прямом солнце, но повышает (по данным многих исследований) производительность в не самых благоприятных условиях. При работе в средней полосе, при неидеальном положении относительно солнца среднегодовая генерация солнечных панелей данного вида с КПД 18-20% лишь немного уступает Mono-Si. Срок службы составляет 20-25 лет, но цена таких батарей на 8-10% ниже.

3. Тонкопленочные.

Такие виды солнечных панелей последних поколений тоньше и легче классических моделей, за счет гибкости могут устанавливаться на криволинейные поверхности. Они наименее чувствительны к ухудшению условий освещения и обладают самым низким температурным коэффициентом. Максимально удобны в миниатюрных мобильных солнечных станциях, активно используются автотуристами и любителями многодневных походов пешком или на лодках.

Категории качества фотоэлектрических панелей

Помимо размера, номинальной мощности и КПД солнечных батарей, критически важной характеристикой является качество их исполнения. На гелио рынке по данному показателю модули делятся на четыре категории.

Первая – Grad A.

Характеризуется наивысшим качеством. Производится компаниями из всемирно известного ТОП рейтинга TIER-1 от Bloomberg. Отличительные черты:

минимальная степень деградации ячеек со временем;
идеальная внутренняя кристаллическая структура;
однородная поверхность без цветовых перепадов и дифракционной картины;
полное отсутствие сколов, микротрещин и скрытых дефектов.

Вторая – Grad B

Первой категории солнечных батарей по характеристикам уступает незначительно. Отличается:

наличием небольших перепадов насыщенности цветового оттенка;
несколько большей скоростью деградации.

Производители – менее престижные, но хорошо зарекомендовавшие себя на рынке компании, преимущественно из юго-восточной Европы, Турции и Китая.

Третья – Grad С

Категория представлена панелями «no name» фирм из Поднебесной или европейской б/у продукцией. Характерные признаки:

визуально различимые небольшие поверхностные дефекты;
цветовая неоднородность поверхности;
невысокий срок эксплуатации.

Несмотря на существенно сниженную стоимость, для полноценных новых СЭС использовать такую продукцию не рекомендуется.

Четвертая – Grad D

Включает все виды солнечных батарей с низким КПД и непредсказуемым сроком службы. Отличительные черты:

большое количество явных дефектов;
некачественная пайка;
сильные перепады цвета.

Ввиду невозможности оценить эффективность и длительность использования, покупка нежелательна даже для второстепенных целей. Приобретаются обычно на запчасти.

Солнечные батареи – прочие важные характеристики

Среди прочих наиболее принципиальных параметров фотоэлектрических панелей выделяют следующие показатели.

Представляет собой допустимое положительное и отрицательное отклонение от номинальной мощности. Например, обозначение 300  3 Вт означает толеранс, соответствующий 1%.

2. Температурный коэффициент.

Одной из особенностей полупроводниковых ячеек является снижение эффективности при сильном перегреве панелей. Для элементов на базе кремния падение составляет около 0,4-0,5% на каждый градус выше 25°C. Под прямыми лучами летнего солнца рабочая поверхность способна нагреваться до 65-75°C, что соответствует снижению КПД на 20-25%. Редкоземельные солнечные батареи малочувствительны к высоким температурам, их температурный коэффициент в несколько раз ниже.

Диапазон рабочих температур всех типов высококачественных модулей примерно одинаков и колеблется в пределах от – 45°C до +90°C.

С течением времени фотоэлектрические ячейки постепенно теряют свою эффективность. На графике процесс деградации выглядит как гиперболическая кривая. У качественных панелей категории Grad A падение производительности составляет 2-3% в первый год, до 10% за 10 лет и до 20% спустя 25-30 лет. Солнечные батареи не столь высокого качества деградируют быстрее.

4. Фотоэлектрическая чувствительность к интенсивности освещения.

Худшими показателями в этой категории обладают монокристаллические ячейки, у которых снижение эффективности при падении яркости освещения максимально. Поликристаллические элементы на 3-4% менее чувствительны.

5. Удельная эффективность.

Измеряется как отношение номинальной мощности к единице площади. У монокристаллов она максимальна, поскольку эти солнечные панели характеризуются наивысшим КПД и сроком эксплуатации. Для достижения тех же показателей СЭС на базе Poli-Si потребуется большая площадь и размеры отдельных модулей.

6. Защитное покрытие.

В дешевых моделях лицевая рабочая сторона закрывается обычным стеклом. Дорогостоящие модули премиального класса комплектуются сверхпрочной каленой разновидностью. Сами ячейки покрываются специальной пленкой EVA, а тыльная часть батареи – полиэтиленом высокой плотности ПЭТ.

О характеристиках солнечных батарей

Солнечные панели — эффективный источник энергии, который уже длительное время используется во многих странах мира в качестве альтернативной возможности получать тепло и свет экологически чистым способом. Особенно привлекательны они для людей, которые ценят чистоту окружающей среды и являются активными сторонниками ее сохранения. Человеку, который серьезно задумался о такой необычной покупке, будет полезно узнать, какими бывают солнечные батареи — характеристики тех или иных разновидностей могут отличаться: мощность аккумулятора, уровень комплектации, качество материала, из которого изготовлены панели, их размеры и, наконец, цена.

Немного о сфере применения

Солнечные батареи уже длительное время широко применяются в разных сферах человеческой деятельности, начиная с их установки на крупных промышленных объектах и заканчивая бытовым использованием на крышах жилых домов и автомобилей. Подробнее о промышленных солнечных батареях →

Их активно используют:

в селах и деревнях, где часто отключается электричество;
в условиях слабой электрификации местности;
как резервные источники энергии;
при реализации экспериментальных проектов (например, использование энергии Солнца с целью получения горячей воды).

Разновидности солнечных панелей

Существуют следующие разновидности модулей:

Монокристаллические. Их структура представлена силиконовыми ячейками, которые преобразуют энергию Солнца в электрическую. Несомненные плюсы — компактность и эффективность в плане производительности, среднее число которой составляет 22-25%. Монокристаллические модули и по сей день являются уверенными лидерами по показателям мощности, КПД и долговечности. Это отражается и на стоимости: цена их очень высока.
Поликристаллические. Производятся из кремния, имеющего поликристаллическую структуру. Стоят намного дешевле первого варианта. Но их технические характеристики, в том числе и производительность, уже ниже — 18-23%. Бла годаря этому солнечные панели перестали быть чем-то недоступным для обычных людей. Человек со средним уровнем достатка вполне может воспользоваться именно этим предложением.
Аморфные. Их конструкция предусматривает наличие фотоэлементов, изготовленных из тонкой пленки. В отличие от поли- и монокристаллических модулей, они не могут выработать большого количества энергии. Но и стоимость у них гораздо меньше. При этом аморфные панели обладают очень ценным преимуществом: они могут полноценно работать в условиях не только рассеянного, но и совсем слабого освещения. Тонкопленочные панели являются экспериментальной разработкой. Поэтому в широкой продаже их встретить пока нереально.

Влияние факторов внешней среды на уровень производительности

Как уже упоминалось, вещество, из которого производятся все типы батарей — это кремний. Чем меньше в нем находится сторонних примесей, тем качественнее получается модуль. И тем выше становится его цена при поступлении в розничную продажу.

Поскольку все фотоэлементы должны быть размещены не внутри, а снаружи помещений, существует множество факторов, которые будут оказывать влияние на их производительность. Прежде всего, речь идет о температурном коэффициенте мощности.

Батарея находится под воздействием прямых солнечных лучей и очень сильно нагревается. Следовательно, некоторое количество мощности будет потеряно в результате нагрева. Поскольку именно мощность представляет из себя физическую величину, от которой напрямую зависит объем энергии, производимой солнечным аккумулятором, процент ее потери мгновенно оказывает влияние на его работу. Так, если на улице долго стоит сухая и очень жаркая погода, процент потери мощности может составлять до 25 — как у моно-, так и у поликристаллов.

Установлено, что монокристаллы подвергаются деградации гораздо быстрее, нежели поликристаллы. В течение первого года непрерывной работы уровень мощности снижается до двух процентов у поликристаллических и до трех — у монокристаллических солнечных батарей. В дальнейшем, если качество фотоэлементов высокое, процент деградации значительно уменьшится (от 0,67 до 0,71% в год).

При выборе батареи не стоит «вестись» на чрезмерно низкую цену. Чаще всего она означает и соответствующий уровень качества. Ну и, конечно, если учитывать структуру поликристаллов, они физически будут занимать больше места, чем монокристаллические панели. При этом уровень мощности у последних будет таким же, а площадь — гораздо меньше.

Качественные характеристики

Размер солнечной панели обычно составляет 1-2 м², показатель мощности при этом — 220-250 Вт.

На основании качественных характеристик все фотоэлементы делятся на несколько категорий:

Grade A. В них применяется самый чистый кремний, качество — самое высокое. Микротрещины и сколы полностью отсутствуют. Модули аккуратные, имеют одинаковую цветовую гамму. Отличаются минимальным процентом деградации и максимальным КПД. После проведения PID теста (теста на старение) происходит снижение мощности не более чем на 5%.
Grade B. Эти фотоэлементы имеют дефекты во внешней или внутренней структуре. После PID теста мощность снижается не более чем на 30%.
Grade C. Присутствуют трещины и сколы, неравномерность цвета, низкая цена. Не рекомендуется применение в жилых домах по причине низкой производительности и малого срока годности. Фиксируется снижение мощности более чем на 30%.
Grade D. самое плохое качество, сильные дефекты, маленькие размеры, слабая степень надежности. Их использование очень нежелательно, невзирая на минимальный ценник.

Для максимальной эффективности к приобретению можно рекомендовать панели уровня А и B. В крайнем случае — С, если есть нужда в альтернативном источнике энергии для небольшого производственного помещения, который будет использоваться не регулярно, а время от времени.

Описание комплектации и функция каждого устройства

В стандартную комплектацию солнечной электростанции входят:

собственно модули или панели (как правило, их несколько);
обычная аккумуляторная батарея;
инвертор;
контроллер;
клеммы;
кабель;
стеллаж для установки.

Солнечные модули накапливают энергию, а затем преобразовывают ее в электрическую. Одна из функций контроллера — корректное распределение постоянного тока по находящимся в доме приборам, потребляющим электричество. Также он контролирует уровень температуры, режим зарядки и напряжения.

Инвертор — это преобразователь, который необходим для того, чтобы постоянный ток становился переменным, обеспечивая стабильное функционирование электропитания. Обычная аккумуляторная батарея (АКБ) нужна для накопления энергии, которая будет использована. Например, ночью или в пасмурные дни, когда солнце редко выходит из-за облаков или туч.

Сроки службы

Желающих приобрести этот экологически чистый альтернативный источник энергии прежде всего интересует вопрос о том, сколько лет он будет исправно работать и не возникнет ли с ним серьезных проблем в ближайшее время.

Производителями указывается, что сроки службы у таких АКБ — от 20 до 30 лет. Однако многие из них могут исправно работать и далее. Известно, что до сих пор сохранилась солнечная батарея, которая была изготовлена одной из первых в мире. Она прекрасно работает и сейчас, хотя уже давно появились панели, технические характеристики которых значительно обогнали первые разработки.

При постоянном использовании любого агрегата снижается как его мощность, так и количество энергии, которое он вырабатывает в течение определенного времени. Однако показатель этот не является фатальным: он составляет около 1% в год. Следовательно, за 10 лет постоянной эксплуатации произойдет снижение мощности на 10%.

Продлить срок службы любой панели можно, приобретя дополнительно специальную защитную пленку и заламинировав с ее помощью модули со стороны солнца. Пленка обеспечивает надежную герметизацию и защиту от механического воздействия и может прослужить от 5 до 15 лет. Для защиты батареи с внутренней стороны (от пыли, воды и т.д.) также имеются разные виды пленочных покрытий.

Принцип работы

Любая солнечная батарея — это не огромная монолитная конструкция. Она состоит из нескольких блоков или модулей. Их может быть сколько угодно — в зависимости от особенностей помещения и от того, какой объем электроэнергии в нем потребляется изначально. Исходя из средних расчетов потребления и делается вывод о том, сколько модулей может понадобиться и будет ли выработанное ими количество преобразованной солнечной энергии соответствовать потребностям обитателей жилого дома или работников производства.

Принцип работы любого солнечного модуля основан на преобразовании солнечного света в определенный потенциал электрической энергии с генерацией тока постоянной величины. Если возникает необходимость в увеличении такого показателя системы как мощность, устанавливается большее число элементов. Размеры солнечных панелей, связанных между собой, могут составлять от одного метра до нескольких.

Продуктивность работы таких аккумуляторов зависит от нескольких факторов, связанных с природными условиями и внешней средой в целом:

сила солнечного света;
правильное расположение;
климатическая зона;
время года и суток.

В целях грамотного учета эксплуатационных свойств солнечных батарей и особенностей внешней среды не следует пытаться осуществлять их монтаж самостоятельно. Лучше довериться в этом профессиональным установщикам.

Примерные цены

Цена на разные виды солнечных панелей может разниться от 30 000 до 2 000 000 рублей. Все зависит от количества модулей, качества их исполнения, фирмы-производителя и количества комплектующих частей. Есть самые «бюджетные» варианты, которые могут стоить от 10 500 рублей. Целесообразность их приобретения стоит рассматривать в индивидуальном порядке.

Солнечные батареи — альтернативный источник энергии, который можно использовать в качестве эффективного резерва. Главное — учитывать климатические условия региона проживания. Ведь производительность работы такой системы, большей частью, зависит от количество солнечных дней в году.

Все о солнечных батареях

Принцип работы
Типы фотоэлектрических преобразователей
Характеристики кремниевых солнечных батарей
Монокристалл
Поликристалл
Аморфный кремний
Обзор модулей, не использующих кремний
Полимерные и органические батареи
Как сделать правильный выбор
Почему так важна эффективность
Где купить
Заключение
Видео по теме

Планета Земля и вся зародившаяся на ней жизнь прошла не малый путь эволюции. Солнце обеспечивало энергией все живое и неживое, на протяжении всего периода существования планеты. В 21 столетии мы научились неплохо взаимодействовать с солнечным светом и использовать его в качестве альтернативной энергетики. Для этого инженерами были разработаны и внедрены в эксплуатацию солнечные батареи.

Принцип работы

Конструкция множества солнечных батарей сделана по принципу, что они в физическом смысле являются фотоэлектрическими преобразователями. Электрогенерирующий эффект проявляется в месте «p–n» перехода.

Чтобы сконцентрировать в себе солнечную энергию, полупроводники выполнены в форме панелей. По этой причине эти конструкции получили одноимённое название в независимости от их формы (гибкие или статичные) — солнечные панели.

По какому принципу работают солнечные панели и системы на их основе? Панель включает в себя 2 кремневые пластины с различимыми друг от друга свойствами. Процесс вырабатывания электроэнергии происходит так:

Воздействие солнечных лучей на первую приводит к недостаче электронов.
При воздействии на вторую пластину, та получает избыток электронов.
К пластинам подведены полосы из меди, проводящие ток.
Полосы подключаются к преобразователям напряжения с встроенными АКБ.

Основа — это кремниевые пластины. Но чтобы данную конструкцию использовать в качестве источника бесперебойного питания (а не только во время солнцестояния), к ней подключаются не дешевые аккумуляторы (с их помощью подключенные к сети объекты расходуют энергию ночью).

В промышленности конструкция для поглощения энергии Солнца сделана из многочисленных ламинированных фотоэлектрических ячеек, связанных друг с другом и поставленных на гибкой или жесткой подставке.

Коэффициент полезного действия конструкции вычисляется исходя из применения разных факторов. Основными являются — чистота задействованного кремния и размещение кристаллов.

Процесс очищения кремния довольно сложен, да и расположить кристаллы в единой направленности не легко. Сложность процессов, отвечающих за повышение КПД конвертируется в высокую цену за подобное оборудование.

Солнечные панели — перспективное направление в энергетике, поэтому в исследования новых проектов в этой сфере инвестируется многомиллиардные вложения. Каждый квартал коэффициент фотоэлектрического преобразования повышается, благодаря манипуляциям с проводниками и элементами конструкции. При этом, за основу может браться не только кремний.

Типы фотоэлектрических преобразователей

В промышленности существует классификация солнечных батарей по типу устройства и применяемого фотоэлектрического слоя.

По устройству делятся на:

панели из гибких элементов, они же гибкие;
панели из жестких элементов.

При развертывании панелей чаще всего используются гибкие тонкоплёночные. Они укладываются на поверхность, игнорируя некоторые неровные элементы, что делает данный тип устройства — более универсальным.

По типу фотоэлектрического слоя для последующего преобразования энергии панели делятся на:

Кремниевые (монокристалл, поликристалл, аморфные).
Теллурий–кадмиевые.
Полимерные.
Органические.
Арсенида–галлиевые.
Селенид индия– меди– галлиевые.

Хотя разновидностей множество, львиную долю в потребительском обороте имеют кремниевые и теллурий–кадмиевые солнечные панели. Эти два типа выбирают из–за соотношения КПД/цена.

Характеристики кремниевых солнечных батарей

Кварцевый порошок — это сырьевой материал для кремния. Данного материала на Урале и Сибири очень много, поэтому именно кремниевые солнечные панели есть и будут в большем обиходе, чем остальные подтипы.

Монокристалл

Монокристаллические пластины (mono–Si) содержат в себе синевато–темный цвет, равномерно размещенный на всей пластине. Для таких пластин применяется максимально очищенный кремний. Чем он чище, тем КПД солнечных батарей выше и самую наибольшую стоимость на рынке таких устройств.

Наивысший КПД — 17–25%.
Компактность — задействование сравнительно с поликристаллом меньшей площади для развертывания оснащения в условиях тождества мощности.
Износостойкость — бесперебойная работа выработки электроэнергии без замены основных комплектующих обеспечивается за четверть века.

Чувствительность к пыли и грязи — осевшая пыль не дает батареям работать со светом от светила и соответственно уменьшает КПД.
Высокая цена равна увеличенному сроку окупаемости.

Так как mono–Si нуждаются в ясной погоде и лучах Солнца, панели устанавливаются на открытых местах и поднятые на высоту. Насчет местности, то предпочтение отдается местности, в которой ясная погода обыденность, а количество солнечных дней приближено к максимальному.

Поликристалл

Поликристаллические пластины (multi–Si) наделены неравномерным синим окрасом из–за разнонаправленности кристаллов. Кремний не настолько чист, как в используемых mono–Si, поэтому КПД несколько ниже, вместе со стоимостью таких солнечных батарей.

Положительные факты поликристалла:

Коэффициент полезного действия 12–18%.
При неблагоприятной погоде КПД лучше, чем у Mono–Si.
Цена данного агрегата меньше, а сроки окупаемости намного ниже.
Ориентация на солнце не принципиальна, поэтому можно размещать их на крышах различных строений.
Длительность эксплуатации — эффективность поглощения энергии и аккумулирования электричества падает до 20% спустя 20 лет непрерывной эксплуатации.

КПД уменьшен до 12–18%.
Требовательность к месту. Для развертывания нормальной станции выработки электроэнергии нужно больше места, чем при задействовании батареи из монокристалла.

Читайте также:

Сращивание бруса по длине

Аморфный кремний

Технология производства панелей существенно отличается от предыдущих двух. В приготовлении задействованы горячие пары, опускающиеся на подложку без образования кристаллов. При этом используется меньше производственного материала и это учитывается при формировании цены.

Коэффициент полезного действия — 8–9% во втором поколении и до 12% в третьем.
Высокий коэффициент полезного действия при не совсем солнечной погоде.
Возможность использования на гибких модулях.
Эффективность батарей не падает вниз при повышении температуры, что позволяет монтировать их на всякие поверхности с нестандартной формой.

Основным недостатком можно считать меньший КПД (если сравнивать с иными аналогами), в связи с чем требуется большая площадь для получения сопоставимой отдачи от оборудования.

Обзор модулей, не использующих кремний

Солнечные панели, изготавливаемые из более дорогих аналогов, достигают коэффициента в 30%, они могут быть в несколько раз дороже аналогичных систем на основе кремния. Некоторые из них всё же имеют более низкий КПД, при этом обладая возможностью работать в агрессивной среде. Для изготовления таких панелей применяется чаще всего теллурид кадмия. Применяются и другие элементы, но реже.

Перечислим основные преимущества:

Высокий КПД, от 25 до 35%, с возможностью достигнуть, в относительно идеальных условиях даже 40%.
Фотоэлементы стабильны даже при температурах до 150 °C.
Концентрация света от светила на маленькой панели позволяет обеспечить водяной теплообменник энергией, в результате чего образовывается пар, который вращает турбину и генерирует электричество.

Как и говорили ранее — минусом является высокая цена, но в некоторых случаях они являются лучшим решением. Например, в экваториальных странах, где поверхность модулей может нагреться до 80 °C.

Полимерные и органические батареи

Модули, созданные на основе полимерных и органических материалов, получили своё распространение в последние 10 лет, они создаются в виде плёночных конструкций, толщина которых редко превышает 1 мм. Их КПД близок к 15%, а стоимость в несколько раз ниже кристаллических аналогов.

Низкая стоимость производства.
Гибкий (рулонный) формат.

Недостатком панелей из этих материалов является снижение эффективности на длительной дистанции. Но этот вопрос ещё исследуется и производство постоянно модернизируется, чтобы исключить минусы, которые могут проявиться в существующем поколении такого вида батарей через 5–10 лет.

Как сделать правильный выбор

Для владельцев домов, расположенных на Европейском континенте выбор довольно прост — это поликристалл либо монокристалл из кремния. При этом, при ограниченных площадях стоит сделать выбор в пользу монокристаллических панелей, а при отсутствии таких ограничений — в пользу поликристаллических батарей. При выборе производителя, технических параметров оборудования и дополнительных систем стоит обратиться к компаниям, которые занимаются как продажей, так и установкой комплектов. Учитывайте, что вне зависимости от производителя — качество систем у «топовых» производителей вряд ли будет отличаться, поэтому не дайте себя обмануть, изучая ценовую политику.

Если решили заказать установку «солнечной фермы» под ключ, учтите, что сами панели в пакете таких услуг займут всего 1/3 общей стоимости, а окупаемость вплотную приблизится к отметке «10 лет»:

Бюджетным, но эффективным выбором станут панели от компании Amerisolar, поликристаллическая модель носит название AS–6P30 280W, имеет размер 1640х992 мм и выдаёт, соответственно — 280 Вт мощности. КПД модуля составляет 17.4%. Из минусов — гарантия всего 2 года. Но стоимость ∼7 тыс. рублей.
Аналогичным по мощности будет модуль RS 280 POLY от китайской Runda, стоимость ещё ниже — около 6 тыс. рублей.
Если место ограничено, стоит обратить внимание на продукт компании LEAPTON SOLAR — LP72–375M PERC, КПД составляет 19.1%, и при размерах 1960х992 мм получаем на выходе 375 Вт энергии. Стоимость такой батареи будет в районе 10 тыс. рублей.
Ещё одним эффективным вариантом с меньшими габаритами, 1686х1016 мм будет новинка от LG — NeOn 340 W. «Не он» может похвастаться КПД в 19.8%, но не может похвастаться стоимостью, она будет более чем в половину выше предыдущего образца — примерно 16 тысяч рублей.
Для тех, кто хочет обратить своё внимание на премиальный сегмент, тайваньская компания BenQ выпустила на рынок монокристальный модуль SunForte PM096B00 333W, выдающий на выходе 333 Вт мощности, имеющий номинальный КПД в 20.4% при размерах 1559х1046 мм. Этот модуль получил впечатляющую стоимость в почти 35 тысяч рублей.

Читайте также: может ли быть использована солнечная панель для дачи, какие дополнительные устройства и материалы необходимы и как их выбрать.

Почему так важна эффективность

Большое значение эффективность приобретает при расчёте площади, которую вы можете использовать под систему солнечных батарей. При сопоставимых размерах описанных модулей от Amerisolar AS–6P30 280W (1.63 квадратных метра) и NeOn 340 W от LG (1.71 квадратных метра), разница в мощности на один квадратный метр на выходе будет составлять 15.6%. С одной стороны, это может показаться не очень эффективным, учитывая разницу в цене более чем в два раза, но в случае с ограниченным пространством или более агрессивной внешней средой, возможно, сдвинет ваш выбор в пользу этого известного производителя.

Увеличенный коэффициент полезного действия подчеркивает не только эффективность технологии изготовления, но и качественные материалы, используемые при изготовлении. Это сможет сказаться на сроках работы устройств, на устойчивость панелей к так называемой деградации. Не стоит забывать также и про гарантийные обязательства производителя. Имея представительства и гарантийные сервисы почти во всех уголках мира — LG сможет похвастаться более лояльным подходом к клиентам и выполнением своих обязательств.

Где купить

Приобрести солнечные панели можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых панелей есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Заключение

Если рассматриваете установку солнечной станции в качестве инвестиций, выбор моделей с меньшим КПД будет более оправданным. Если целью является использование системы в домашнем хозяйстве, по принципу «установил и забыл», мы порекомендуем обратить внимание на панели от более именитых производителей, это позволит получить большую отдачу от станции в долгосрочной (более 5 лет) перспективе.

Видео по теме

Главные показатели солнечных батарей

Монтаж солнечных батарей, сооружение домашней СЭС – затратная инвестиция, которая должна быть технически обоснованной и экономически выгодной. До приобретения такой дорогостоящей системы необходимо тщательно изучить все ее особенности. Разобраться на какие параметры нужно обратить внимание, чтобы подобрать качественные, долговечные и практичные солнечные батареи. Технический аспект вопроса – наиболее важен. Также не менее важными являются оценка качества изготовления панелей, отсутствие дефектов и, естественно, их эффективности.

Основные параметры, которые используются для характеристики эффективности солнечных панелей:

1. Выходная мощность, измеряемая в Вт или кВт

Поскольку в течение суток эффективность солнечного освещения сильно меняется, а ночью совсем отсутствует, то специалисты в расчетах принимают, что солнечная батарея в среднем за сутки обеспечивает до 20% от пиковой мощности. То есть 1 кВт выходной мощности позволяет за сутки сгенерировать примерно 4,8 кВтч энергии.

2. Техническая производительность различных фотоэлементов

Большинство панелей, используемых в домашних СЭС – поликристаллические. Их КПД варьируется в диапазоне 13% – 19%. В сравнении с монокристаллическими этот параметр составляет 18-22%, а для наиболее передовых, элементов гибридной конструкции – до 41-43%.

Колоссальные потери объясняются тем, что наибольшее количество солнечной энергии отражается от пластин либо расходуется на нагрев конструкции батареи.

Материал моделей также оказывает влияние на выходную производительность. КПД более дешевых кадмиевых пластин – 11%, фотоэлементы, состоящих из смеси солей меди, галлия, селена имеют КПД – 15%, а аналогичные элементы из органических полимеров – от 5%.

Чем параметр КПД батарей выше, тем, соответственно, меньшую площадь модулей потребуется использовать для выработки аналогичного количества мощности энергии.

Производительность солнечных батарей увеличивается до 15% при оснащении их солнечными концентраторами. Они повышают интенсивность падающего света с помощью оптики. Основной механизм концентраторов – механическое устройство, способное поворачивать оптическую систему в сторону падения солнечных лучей.

Еще на производительность оказывает влияние географическое расположение. К примеру, в северных регионах летом самые длинные дни, а зимой – длинные ночь, поэтому летом СЭС работает дольше и количество сгенерированной энергии больше.

3. Напряжение модулей

Напряжение батареи определяется числом фотоэлектрических элементов, соединенных последовательно. Рабочее напряжение каждого фотоэлектрического элемента составляет около 0.5 В. Современные модули могут иметь 36, 60, 72 элементов.

При максимальной мощности, у фотоэлектрического модуля, чем напряжение меньше, тем его эффективность работы возрастает.

4. Температурный коэффициент

Изменение выходных значений напряжение и тока каждого модуля характеризует температурный коэффициент. К примеру, модуля при увеличении температуры окружающей среды напряжение и мощность снижаются, а ток возрастает. Поэтому наибольшие показатели эффективности демонстрирует модуль, который характеризуется наименьшим температурным коэффициентом изменения мощности.

5. Качество изготовления

До приобретения батарей необходимо их визуально проверять на отсутствие повреждений и качество изготовления основных элементов: стекла, наличие защитной пленки и целостность рамы фотоэлектрического модуля. Производительность работы модуля зависит от:

последовательного, обратного и шунтового сопротивлений;
шумовых токов;
состояния EVA-пленки, расположенной между элементами модуля и стеклом;
качества герметизации задней защитной пленки и всей конструкции;
состояния алюминиевой рамы и мн. др.

6. Период окупаемости

Срок окупаемости затрат – это количество времени, которое потребуется фотоэлектрическому модулю для выработки такого количество энергии, которая в денежном эквиваленте была потрачена на его производство.

Для современных модулей этот параметр составляет 1- 4 года. Инновационные элементы на базе тонкопленочных технологий окупаются наиболее быстро, обычно это 1 год или чуть больше. При этом заявляемая производителем продолжительность эксплуатации составляет 20-30 лет.

Виды Заклёпок и для чего они чаще используются? Характеристики +Видео

Сфера использования такого крепежного элемента как заклёпки настолько обширна, что нельзя и вспомнить ни одной технологической отрасли, где бы она не использовалась.

Заклёпки тяговые, к примеру, применяются для крепежа деликатных материалов, формирования полностью закрытых сочетаний, надежных соединений и пр. такие отрасли как: авиация, производство корпусной и мягкой мебели, лодок и их ремонт, системы вентиляции, строительство, машиностроение и даже детские городки с аттракционами, нельзя представить без заклёпок.

В этой статье расскажем об основных видах заклёпок, их технологических характеристиках, сфере применения и способах креплениях. Узнаете в чем особенности вытяжных, резьбовых, алюминиевых, стальных, винтовых, гаечных, нержавеющих заклепок.

Что такое открытые, закрытые, усиленные, лепестковые, распорные, многозажимные, клеммные кассетные и пластиковые заклёпки.

Заклепки как крепежный элемент

Созданы они для того, чтобы облегчить работу и снизить затраты на производстве. Кроме того, заклёпка обладает рядом технологических характеристик, которые делают ее незаменимой и надежной. Рассмотрим основные виды заклепок и их характеристики.

Виды заклепок

Вытяжные заклёпки открытые

Этак заклепка относится к стандартному типу. Ее тело со сквозным отверстием, поэтому напоминает пустотелую заклепку. Главным отличием от пустотелой является то, что после заклепывания головка остаётся в теле заклёпки, в виде части возвратной головки.

Сфера применения данной заклёпки там, где нет жёстких требований к прочности и надежности, толщина материалов колеблется, а размеры дырок с незначительными расхождениями. Эти заклёпки самые популярные на рынке крепежа.

Вытяжные заклёпки закрытые

Данный вид крепежа часто используют для соединения материалов, которые нуждаются в повышенной герметичности. Тело заклёпки не имеет отверстия сквозного, что в свою очередь дает возможность создать оборотную головку, запечатывающую дырку.

Исходя из этого, такие заклёпки имеют второе название – заклёпки закрытые. Плотное соединение препятствует проникновению влаги, пыли и грязи внутрь. Если применять дополнительно прокладки, можно сделать соединение полностью герметичным.

Заклёпки усиленные

Данный вид крепежного элемента предназначен для крепления с увеличенным рубежом крепости. Коэффициент усилий прилагаемых на растяжку и срез, значительно выше, чем у стандартной заклёпки. Поэтому и соединения получаются в результате очень надежными. Оборотная головка, которая формируется при заклёпывании, надежно соединяет компоненты и создает крепкое соединение, не подверженное воздействию вибраций. Такая заклёпка чаще всего применяется в машиностроительной отрасли, авиационной и т.д., то есть тех, где требуется прочное соединение конструкций.

Заклепки лепестковые

Эти заклепки пригодны для соединения пластичных материалов: деревянные плиты, пластик, ДСП, и другое.

При заклёпывании, стержень открывает тело заклёпки на лепестки, которые при сгибании натыкаются на поверхность соединяемых материалов.

Таким образом, формируется обратная головка. Главная задача такого типа головки – обеспечение максимальной площади контактирования и правильное распределение нагрузки.

Головка не погружается в материал, оставаясь на своем месте.

Заклёпки распорные

Такие заклёпки предназначены для монтажа деликатных и мягких материалов. При заклёпывании головка обратная создается особенным образом – складываясь, она распространяет свою нагрузку на немалую площадь, изнаночной поверхности материалов, которые одна соединяет. Именно это бережет головку от проваливания через мягкие материалы, предотвращая тем самым деформацию и образование трещин.

Заклёпки гаечные

Под такие заклёпки не нужно делать дырку. Они созданы для соединения пластин с волокнистыми и гладкими материалами (пластик с древесиной). При креплении гаечной заклёпки, не формируется обратная головка.

При вытаскивании стержень отрывной делает тело заклёпки шире, а насечки впиваются в волокна материала. Распорные или винтовые заклёпки применяют при изготовлении мебели, строительстве – для соединения металла и дерева.

Заклёпки многозажимные

Это те же вытяжные заклёпки, но с большим разбегом толщины материалов, которые нужно соединять. Такая заклепка создана для перекрытия диапазонов 3-х обычных заклёпок вытяжных и используется в тех случаях, когда нет точных данных о толщине соединяемых материалов.

Заклёпки клеммные

Такие заклёпки применяют в случае необходимости создать соединение контактное и провести электросеть. Заклёпки клеммные производят из материалов способных пропускать ток электричества. Название говорит само за себя, данный элемент крепежа имеет клеммы ( одну или несколько).

Заклёпки пластиковые

Такой крепеж изготовлен из полиамида, но имеет при этом надежное соединение.

Заклёпки из пластика практически не имеют отличий от стандартных вытяжных заклёпок, и даже имеют свои достоинства. А именно: высокий уровень влагопроницаемости, неподверженность коррозии, не проводят ток. Применяются для крепежа изделий из пластика, картона, стекловолокна.

Заклёпки кассетные

Это независимый тип заклёпок. Процесс крепежа такой же, как и у вытяжной заклёпки, с тем отличием, что данного вида крепежа есть один стержень, на целую кассету, который не ломается, а тянется через заклёпочное тело, закрепляя ее в дырки. Мастеру нужно лишь загрузить в заклепочник кассету, а не по отдельности и работать. Это позволяет оставить одну руку свободной и существенно сокращает время работы.

Важно! Технологические характеристики и название заклепок часто может разниться у разных производителей. Также, на рынке крепежа время от времени возникают все новые виды.

Характеристики заклёпок

В зависимости от размера

При выборе метизов, немаловажным является размер самого стержня, который колеблется в пределах 1 – 36 мм, а его дина составляет 2 – 180 мм. Ошибочно считать, что чем толще стержень, чем он прочнее, здесь это роли не играет.

Заклёпки стальные с толщиной 10 мм могут оказаться более надежными, чем изделия из меди с диаметром больше 20 мм. Также, роль играет и оказываемая нагрузка.

Поэтому в некоторых случаях лучше приобретать трубчатые заклёпки с тонкими стенками. Виды заклепок с малой головкой полукруглой отличаются малой толщиной в пределах 1 – 10 мм, и длиной 4 – 80 мм.

Толщина заклёпки с плоской головкой составляет 2 – 36 мм, а длина 4 – 180 мм.

Элементы с максимальной длиной – это полупотайные заклёпки, которые применяют для работы в виды заклепок, которые можно использовать в конструкциях с углублением 200 мм.

Виды метизов по конструкционным особенностям

Таких вариаций существует множество, но самыми востребованными считаются распорные заклёпки. Они применяются для работы с мягкими и рыхлыми материалами.

Шляпка такого метиза при заклепывании складывается, таким образом, который дает возможность распределить нагрузку на большую площадь конструкции.

Лепестковые метизы используют для работы с древесиной. Именно этот тип крепежа позволяет надежно фиксировать волокнистую структуру дерева.

Многозажимные метизы скрепляют материалы с разной толщиной и формируют узел универсального типа.

Кассетные заклёпки относятся к высокотехнологичным видам метизов, в которых элементы фиксируемого упора представляются несколькими десятками уровней.

В таком случае лишь один стержень является основой несущей.

Виды заклёпок в зависимости от материала

Большая часть заклёпок производится из металла: сталь, алюминий, медь и латунь. Все они имеют высокий уровень защиты от деформации и коррозии.

Заклёпки алюминиевые и медные более пластичны, а также имеют малый вес.

Заклёпки стальные используются для работы с конструкциями, для которых необходимо обеспечить высокую степень крепления.

Пластиковые заклёпки изготавливают из полиамида, который обладает высокой прочностью и хорошими эксплуатационными характеристиками. Обеспечивают надежную защиту от пагубного влияния влаги, чего нельзя сказать о гальванических нержавеющих заклёпках. В наше время часто применяют технологию горячего спаивания метизов из пластика и материалов композитных. Это позволяет создать прочную спайку.

Также существуют модели комбинированного типа заклепка алюминий сталь, сталь и пр.

Заклепка алюминиевая под молоток широко применяется в машиностроении, самолетостроении, изготовлении бытовой техники и персональных компьютеров.

Имеет второе название ударная, из-за способа крепления. Заклепка под молоток из алюминия изготовляется в разных классах надежности крепления, имеет различные виды головок, длину и диаметр.

Заклёпки резьбовые и вытяжные

Резьба на заклепках объединяет их с другими типами метизов. Но резьбовые характеризируются способом фиксирования с двух сторон. Тело заклёпки погружается в дырку ранее подготовленную, затем мастер вводит втулку и закручивает.

Это обеспечивает высокую степень надёжности крепления, хотя подходят не для всех материалов. В связи с этим, большей популярностью пользуется заклёпка вытяжная сталь.

Примечание. Принцип вытяжного соединения предусматривает деформирование конструкции в конце процесса заклёпывания для произведения упора.

Техника заклёпывания метизов

Процесс установки заклёпок проходит в несколько этапов. Для начала при помощи сверла делают отверстие, в которое будут производить вставку элемента. Почты все типы заклёпок устанавливают в нишу с диаметром большим на 10 – 15 %, чем толщина стержня.

Примечание. Плотность погружения не важна.

Метиз заклепывают в отверстие таким образом, чтобы головка оказалась с оборотной стороны конструкции. Резьбовые заклёпки устанавливаются при помощи ручного заклепочника. Заклёпки сталь взрывного вида или распорные устанавливают специальным заклепочником (электрическими или пистонными).

Сфера использования заклёпок

В основном заклепка применяется в машиностроении, авиастроении, кораблестроении, строительстве домов, креплении вентилируемых фасадов, производстве детских игровых площадок, креплении декоративных конструкций и элементов.

Преимущественно данный крепеж используют в строительной сфере и ремонтных работах. Тяжеловесные конструкции данным видом метизов не скрепляют.

Примечание. Очень важно, чтобы заклепка обладала гибкостью и прочностью одновременно. Учитывая этот факт, для ее производства применяют сталь малоуглеродистую сталь, сплавы алюминия и медь.

Виды Заклёпок и для чего они чаще используются? Характеристики +Видео

Типы головок вытяжных заклепок

Слепые заклепки имеют несколько типов головок (рисунок 7). Головки заподлицо предназначены для случаев, когда заклепки не должны выходить за плоскость поверхности. Широкие головки применяют для крепления более мягких материалов, чтобы увеличить площадь контакта.

Рисунок 7 — Основные типы головок

а — стандартная, б — потайная, в — широкая

Алюминиевые заклепки — 105 фото основных разновидностей метизов

Алюминиевые заклёпки – это широко распространённый расходный материал, применяемый для соединения листовых деталей. В ситуации, когда проведение сварочных работ не допустимо, это единственно возможное решение. Основное преимущество крепления заклёпками – ударопрочность и вибростойкость.

Краткое содержимое статьи:

Специфика данного расходника

Заклёпки алюминиевые ГОСТ – это разновидность метизов, применяемая для неразрывного крепления разных материалов. Перед тем, как использовать заклёпки, нужно проверить, подходит ли такой способ соединения для конкретных деталей.

Данный материал широко используется при создании самолётов и кораблей, а также в космическом, химическом и даже пищевом производстве.

Немаловажным моментом является выбор размера алюминиевых заклёпок. Их диаметр зависит от величины предполагаемой нагрузки, а длина – от толщины соединяемых элементов.

Достоинства и недостатки

Алюминий – пластичный материал. Это даёт возможность быстро провести крепёж. Поэтому одними из важнейших преимуществ алюминиевых заклёпок является экономичность и низкая энергозатратность.
Грамотный монтаж обеспечивает высокую прочность получаемых соединений.
Доступность по цене.
Доступность по стоимости монтажа. Обеспечивается скоростью и лёгкостью его проведения, низкой ценой самого алюминия и инструмента, необходимого для проведения заклёпочных работ.
Стойкость к коррозии и воздействию агрессивных веществ.
Экологическая безопасность.
Низкий вес.

Низкие прочностные характеристики самого алюминия в сравнении с медью или сталью.
Возможность применения лишь при отсутствии значительных по величине, продолжительных нагрузок механического характера.
Недопустимость использования с агрессивными материалами, такими как сталь и титан.

Разновидности заклёпочных метизов из алюминия

Сегодня выделяют следующие виды заклёпок:

Под молоток. Несмотря на то, что это самый простой способ крепления, он до сих пор остаётся популярным именно из-за своей примитивности. Данный метод используют для неразъёмного соединения разнообразных деталей.

Его суть состоит в следующем: в обоих металлических листах проделываются отверстия диаметром равным диаметру заклёпки. Далее вставляется метиз и при помощи молотка конец без головки расплющивается, тем самым прижимая детали друг к другу. Метизы для подобного крепежа могут быть с круглой или плоской потайной головкой.

Трубчатые (пистонные). Как видно из фото алюминиевых заклёпок такого рода, они имеют полую цилиндрическую форму, шляпки отсутствуют. Еще они менее прочные. Используются для соединения пластмассовых и кожаных элементов.

Принцип действия пистонных заклёпок такой: метиз вставляется в сделанные в обеих деталях отверстия и расклёпывается при помощи пуасонов с обеих концов. К минусам данного способа относится низкая устойчивость к нагрузкам механического характера и необходимость обеспечения двухстороннего доступа.

Закладные. Это заклёпки пистонного типа, в которые заранее вставлен пуансон. При монтаже происходит его расплющивание.

Метизы такого вида удобны в ситуациях, когда затруднён доступ к одной из сторон обрабатываемых элементов. Отрицательной стороной является необходимость прикладывания больших усилий на пуансон.

Резьбовые. Это оптимальный выбор, если необходимо соединить два материала, толщина которых не позволяет нарезать в них резьбу. Заклёпка резьбового типа обладает внутренней резьбой. Ее накручивают на инструмент, потом вставляют в соединяемые детали. Далее инструмент выкручивают и сжимают заклёпку по длине.

Вытяжные. Применяются при соединении особо хрупких и тонких деталей. Вытяжные заклёпки представляют собой гильзу с пуансоном. Для их монтажа требуется специальный инструмент. Достоинствами этого метода являются быстрота установки и простота клёпки.

Фото алюминиевых заклепок

Инструменты из раздела:

Принцип действия

Вытяжные заклепки состоят из гильзы, внутри которой находится стержень с уплотнением на конце. На техническом языке это уплотнение называется пуансон. В процессе клепания на стержень оказывается давление, заставляющее пуансон деформировать конец стержня в подобие шляпки. При этом также расширяется и сама гильза, фиксируя место крепления.

Читайте также: Шайба для хоккея. Виды и применение. Производство и особенности

Работа с заклепками характеризуется относительно высокой скоростью, что можно записать в преимущества этого метиза. Заклепки всегда обрабатываются различными составами, стойкими к агрессивной среде, высокой влажности и перепадам температуры, что позволяет увеличить срок их службы.

Заклёпки

Процесс клёпки осуществляется с помощью заклёпок, изготавливаемых из мягкой стали и представляющих собой стержни в виде цилиндров с двумя головками. Одна из этих головок – закладная, а другая – замыкающая, обеспечивающая крепление деталей.

Заклёпочные соединения классифицируются по следующим категориям:

прочные (рассчитаны для жесткого соединения при силовых нагрузках);
плотные (предназначены для резервуаров с небольшим давлением, где необходима полная герметичность);
прочноплотные.

В настоящее время качество металлических изделий, а также их химический состав можно досконально исследовать через современные и многопрофильные (посмотреть многообразие вариантов) Анализаторы металла и сплавов

Ради герметичного сочленения площадь стыковочной поверхности обрабатывают надежным герметическим средством. Существует три типа клёпки:

Читайте также: Алюминиевый уголок – характеристики, где используется, особенности разных видов, размеры

холодная,
горячая,
смешанная.

Закладные головки имеют различную форму. Существует два метода образования замыкающей головки: прямой и обратный.

Прямой метод подразумевает нанесение ударов со стороны замыкающей головки и плотное отжатие, которое необходимо для более плотного сочленения деталей.

Обратный метод предусматривает нанесение ударов со стороны замыкающей головки; надёжное соединение нескольких поверхностей происходит одновременно с образованием замыкающей головки.

Положительные и отрицательные стороны применения

Плюсы заклёпок из алюминия:

устойчивость к коррозионным разрушениям;
надёжность соединения;
устойчивость к природным осадкам;
безопасность с точки зрения экологии;
малая масса;
финансовая доступность;
пластичность;
быстрота крепления.

более низкая прочность;
нельзя применять для соединения изделий из титана и стали.

Виды Заклёпок и для чего они чаще используются? Характеристики +Видео

Сфера использования такого крепежного элемента как заклёпки настолько обширна, что нельзя и вспомнить ни одной технологической отрасли, где бы она не использовалась.
Заклёпки тяговые, к примеру, применяются для крепежа деликатных материалов, формирования полностью закрытых сочетаний, надежных соединений и пр. такие отрасли как: авиация, производство корпусной и мягкой мебели, лодок и их ремонт, системы вентиляции, строительство, машиностроение и даже детские городки с аттракционами, нельзя представить без заклёпок.

ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКЛЕПОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Заклепочные соединения применяют в конструкциях, воспринимающих большие вибрационные и повторные нагрузки, при небольших толщинах соединяемых деталей, а также для соединения деталей из несвариваемых материалов и не допускающих сварку из-за коробления или отпуска термообразных деталей.

Данный способ соединения наиболее эффективен применительно к листовому и профильному прокату. Причем в ряде случаев этот вид соединения является единственно возможным.

В современной промышленности неразъемные соединения деталей обычно выполняются сваркой, пайкой, клепкой, склеиванием. Каждый из этих процессов обладает своими достоинствами и недостатками. Наиболее широко распространена сварка. Однако сваркой не всегда можно соединять разнородные металлы и металлы с покрытием, при сварки происходит коробление соединяемых деталей, сварочные швы чувствительны к переменным нагрузкам, а термическое влияние сварного шва ослабляет прочность деталей. Эти недостатки сварки успешно преодолеваются новейшим способом скрепления материалов — односторонней клепкой.

ПРЕИМУЩЕСТВА ОДНОСТОРОННЕЙ КЛЕПКИ

Низкая трудоёмкость.
Простота в использовании и монтаже.
Высокое качество соединения.
Несложное техническое обслуживание.
Возможность установки подготовленных (окрашенных или с покрытием) деталей и сборок.
Возможность установки при доступе только с одной стороны.
Высокая степень автоматизации.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Автомобилестроение и автосервис.
Транспортное строительство.
Авиастроение.
Климатическая техника и вентиляция.
Мебельная промышленность.
Строительство и монтаж различных сооружений и конструкций.
Электротехническая промышленность и электроника.
Пищевая промышленность.
Машиностроение.
Производство потребительских товаров и т.д.

Принцип работы

Как пользоваться заклепочником — пожалуй, самый важный вопрос, который интересует мастера. Для того чтобы создать надежное соединение, во время его выполнения необходимо придерживаться следующего алгоритма действий:

Подготовка поверхности.
Нанесение разметки и сверление отверстий.
Монтаж крепежа.

На первом этапе необходимо хорошо выровнять поверхности, чтобы можно было обеспечить максимально плотный контакт между деталями.

Приступая к сверлению отверстий, необходимо следить за тем, чтобы они располагались строго по одной линии. Для надлежащего выполнения этой операции поверхности рекомендуется расположить на ровной плоскости, например, деревянной заготовке, к которой их следует зафиксировать. После этого переходят к нанесению мест расположения будущих отверстий. Далее, начинают проделывать отверстия, следя за тем, чтобы на каждой детали они располагались точно в обозначенных местах.

Важной задачей является обеспечить соответствие размера отверстия требуемым параметрам. Для этого рекомендуется брать сверло чуть большего диаметра. К примеру, если вы создаете отверстие диаметром 3,8 мм, вам следует использовать сверло диаметром 4 мм.

Когда отверстия будут готовы, обязательно «примерьте» подготовленные крепежные элементы. Если всё сделано правильно, то голова заклепки будет плотно примыкать к поверхности в области кромки отверстия и полностью его закрывать.

На заключительном этапе устанавливают заклепки, придерживаясь следующего порядка:

Сперва цилиндрическое тело заклепки нужно поместить в проделанное отверстие соединяемых элементов.
С помощью заклепочника нужно захватить проходящий через все тело стержень, причём он должен быть зафиксирован губами или клепальной головкой инструмента непосредственно у основания головки цилиндра.
Оказывая необходимое усилие на стержень, его нужно вытянуть через тело заклёпки, одновременно расширяя его шляпкой и деформируя конец цилиндра. В итоге у вас должно появиться обратная широкая часть заклепки на внутренней части соединяемых элементов.
Подобрав необходимое усилие для заклепочника, детали надежно соединяются, после чего вам останется только отломать выступающие части вытянутого стержня.

В большинстве случаев при использовании ручного заклепочника приходится несколько раз нажимать на рычаг, чтобы добиться необходимого результата. После соединения элементов по одну его сторону будет располагаться головка тела заклепки, а по другую — расплющенный конец цилиндра, выглядящий как группа лепестков.

УСТАНОВКА ВЫТЯЖНЫХ ЗАКЛЕПОК

Заклепку устанавливают в предварительно просверленное отверстие.
Установочным инструментом вытягивают сердечник, формируя замыкающую головку заклёпки.
После образования замыкающей головки заклепки сопротивление вытягиванию сердечника резко возрастает, и сердечник разрывается по тонкому месту.
Установленная заклепка.

Принцип действия

Вытяжные заклепки устанавливаются методом сквозного монтажа. В соединяемых листах предварительно сверлится отверстие на 0,1-0,2 мм больше диаметра заклепки. Крепеж вставляется в отверстие, пистолет на сердечник — несколько движений рукоятками и готово. Совет. Если нужно выполнить “приличный” объем работ — установить забор из металлического профиля, навес, стены, лучше не покупать самый дешевый инструмент. Как показывает практика, он очень быстро выходит из строя. Недорого оптом купить вытяжные заклепки в РФ можно в компании Машкрепеж. Предприятие на метизном рынке уже более 20 лет.

ОСОБЕННОСТИ МАТЕРИАЛА ВЫТЯЖНЫХ ЗАКЛЕПОК

Алюминий (99.5%)	— малый вес — высокое сопротивление коррозии (морской воде) — легко деформируется — высокая электро и теплопроводность
Алюминиевый сплав (AlMg)	— твердый и прочный — легко полируется — при увеличении доли магния прочность на отрыв увеличивается, а способность к деформированию уменьшается — стойкий к морской воде (AlMg5) b несильным щелочам
Сталь	— для крепления тяжелых конструкций — легко деформируется — прочный — легко нанести покрытие (например антикоррозионное)
Нержавеющая сталь	— очень стойкий к коррозии — для крепления тяжелых конструкций — прочный — немагнитный (A2 и A4) — A4 имеет более высокое сопротивление кислотам чем A2 (механические характеристики одинаковы)
Медь	— высокая электро и теплопроводность — легко деформируется — подходит для пайки

Обратите внимание! Стержень заклепки формирует замыкающую головку и должен быть изготовлен из материала, заведомо превосходящего по твердости и прочности материал корпуса заклепки. Обычно используют стальной стержень.

КОНТАКТНАЯ КОРРОЗИЯ

Контактной коррозией называют усиление коррозии одних металлов при их контакте с другими. Скорость контактной коррозии определяется поляризационными характеристиками контактирующих металлов, соотношением их площадей и омическим сопротивлением системы.

Читайте также:

Сращивание бруса по длине

Таблица далее показывает, как различные металлы могут комбинироваться

Контактирующие металлы
Материал корпуса заклепки	Алюминий	Медь	Сталь	Нержавейка
Алюминий	отлично	плохо	хорошо	отлично
Медь	плохо	отлично	плохо	хорошо
Сталь	хорошо	плохо	отлично	отлично
Нержавейка	отлично	хорошо	отлично	отлично
Монель (Ni/Cu)	плохо	хорошо	отлично	хорошо

ПОКРЫТИЯ ВЫТЯЖНЫХ ЗАКЛЕПОК

Коррозия никогда не может уменьшаться до 0%. Задача покрытий — уменьшать разрушающее влияние коррозии на заклепочное соединение.

ОКРАШИВАНИЕ. Покрытие корпуса заклепки осуществляется краской на основе органических связующих. Окраска возможна различными цветами по каталогу RAL.
ЦИНКОВАНИЕ. Это антикоррозионное покрытие, полученное через электролиз — серебристого цвета, характеризуется образованием на поверхности металла пленки высокой прочности, что обеспечивает установку заклепки или стержня без задиров.
ЦИНК-НИКЕЛЕВОЕ ХРОМОТИРОВАНИЕ. Это покрытие, полученное через электролиз со сплавом цинка и никеля. Образовавшаяся пленка желтоватого цвета гарантирует сопротивление коррозии даже после деформирования корпуса заклепки при установке.

Сфера использования заклёпок

ПРОЧНОСТЬ ЗАКЛЕПОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Основными параметрами прочности являются механическая прочность «на срез» и «на разрыв». Значения этих параметров указываются в каталоге для каждого вида заклепок отдельно. Однако, главным элементом и непременным условием высокой прочности всего заклепочного соединения является правильно сформированная замыкающая головка заклепки.

ПРОЧНОСТЬ НА СРЕЗ

Это максимальная сила, которую заклепка может иметь направленную вдоль. Предел прочности определяется тестированием и имеет минимальное среднее значение. Измеряется в Ньютонах (Н)

ПРОЧНОСТЬ НА РАЗРЫВ

Типы стержней и закладочных головок

По типу стержня заклепки бывают:

Пустотелые. Внутри стержня присутствует свободная полость цилиндрической формы. Они не выдерживают высокие нагрузки, но легко расклепываются.
Полупустотелые. В области закладной головки стержень сплошной.
Сплошной стержень. Заклепки тяжело устанавливать, но они выдерживают высокую нагрузку.

Возможные типы головок — конические, цилиндрические, полукруглые.

Заклепки для металла (Фото: Instagram / stroimarket_erme)