Za razliku od snažnog i skupog sustava grijanja koji je opremljen u običnom stanovanju, energetski učinkovita kuća ne sagorijeva gorivo niti pretvara električnu energiju mreže u toplinu (osim u slučajevima kritičnog pada temperature). Takva kuća u sebi žilavo zadržava - zahvaljujući promišljenoj toplinskoj izolaciji, ventilaciji s rekuperacijom i optimalnom smještaju zgrade - tzv. pasivnu toplinu. I bilo što se može koristiti kao izvor ove pasivne energije:
- izravna sunčeva svjetlost koja prodire kroz prozore;
- toplina koju stvaraju kućanski aparati, pa čak i stanovnici i kućni ljubimci;
- i, naravno, uređaji čija je glavna funkcija opskrba kuće sunčevom energijom - solarni paneli (baterije), o kojima će biti riječi.
Solarni paneli skladno se uklapaju u pasivnu kuću, budući da u potpunosti zadovoljavaju glavno načelo njezine izgradnje - korištenje obnovljive energije iz okoliša.
Princip rada solarnih panela i njihova interakcija s drugim kućnim sustavima
- Rad solarnih ploča temelji se na pretvaranju toplinskog zračenja koje utječe na silicijske pločice u električnu energiju;
- Solarni paneli omogućuju korištenje sunčeve energije za rad kućanskih aparata, ventilacijskih sustava i (djelomično) grijanja;
- Ako su mogućnosti solarnih panela veće od potreba kućanstva, tada se višak energije može koristiti u sustavima za pohranu i pretvorbu električne energije.
- Ako je potreba za električnom energijom veća od kapaciteta panela, dio koji nedostaje može se nabaviti iz mreže (opcija mrežne solarne stanice) ili iz generatora na tekuće gorivo (autonomna solarna stanica).
Vrste solarnih modula
Klasifikacija fotonaponskih sustava provodi se prema kriterijima korištenih materijala i dizajna. Solarne baterije su:
- U obliku silikonskih ploča (najčešći, najučinkovitiji i najskuplji), učinkovitost - do 22%; Proizvode se u tri podvrste: monokristalne (najpouzdanije), polikristalne i amorfne; u prva dva položaja koristi se čisti silicij, u trećem - silicijev vodik, koji se nanosi na podlogu;
- Film - izrađen korištenjem kadmijeva telurida, bakar-indijevog selenida i polimera. Imaju nižu cijenu, ali i niže performanse (učinkovitost 5-14%), tako da će baterija odgovarati "apetitima" doma, bit će potrebno povećanje površine koja prima zračenje.
Potrošačka svojstva solarnih panela opisana su sljedećim karakteristikama:
- Vlast.Što je veća površina solarne ploče, to je veća njena snaga; Za proizvodnju energije od 1 kWh/dan ljeti bit će potrebno oko 1, 5 m2 solarnih panela. Najučinkovitija snaga se očituje kada zrake padaju okomito na površinu baterije, što se ne može stalno osigurati, pa je promjena performansi panela tijekom dana prirodan proces. Kako bi se osiguralo dobivanje potrebne količine energije u proljeće i jesen, ovoj površini mora se dodati približno 30%;
- Učinkovitost(učinkovitost) modernih solarnih panela - u prosjeku oko 15-17%;
- Trajanje baterije i gubitak snage tijekom vremena. Proizvođači u pravilu daju jamstvo za rad solarnih panela 25 godina, obećavajući smanjenje snage tijekom tog razdoblja ne više od 20% od izvorne (za neke proizvođače životni vijek varira između 10-25 godina uz jamstvo smanjenja snage ne više od 10%). Kristalni moduli su najtrajniji, njihov procijenjeni vijek trajanja je 30 godina. Prva solarna baterija na svijetu radi više od 60 godina. Smanjenje same proizvodnje solarnih modula događa se uglavnom zbog postupnog uništavanja brtvenog filma i zamućenja sloja između stakla i solarnih ćelija - od vlage, ultraljubičastog zračenja i promjena temperature;
- Baterija uključena, koji osigurava rad ploče noću, dobar je dodatak mogućnostima solarnog generatora. Baterija obično traje manje od samog solarnog modula, u prosjeku 4-10 godina;
- Dostupnost dodatnih čvorova– poput stabilizatora napona, regulatora punjenja baterije, pretvarača (pretvarač istosmjerne struje u izmjeničnu struju od 220 V za uporabu u kućanstvu) olakšava upravljanje uređajem i njegovu integraciju u sustav „Pametne kuće";
- Cijena baterije– izravno ovisi o njegovom području: što je uređaj moćniji, to je skuplji. Štoviše, inozemni paneli još uvijek su jeftiniji od domaćih jer su tamo solarni paneli popularniji nego kod nas. Ali kada se uspoređuju cijene naših i uvoznih uređaja, potrebno je, prije svega, međusobno usporediti učinkovitost rada solarnih panela - ovdje domaći proizvođači postižu dobre pokazatelje učinkovitosti - do 20%.
Izbor i uporaba fotonaponskih baterija
Prilikom odabira solarnih panela za privatnu kuću, oni se temelje, prije svega, na opterećenju koje će morati podnijeti. Osim toga, potrebno je obratiti pažnju na geometriju kuće i planiranje aktivnosti preventivnog održavanja, što zajedno zahtijeva pažljivo razmatranje sljedećih aspekata:
- Dnevna potrošnja energije uređaja koji se planiraju napajati iz sunčeve energije (sobna rasvjeta, kućanska električna potrošača, uređaji za sigurnost i automatizaciju itd. ). Treba uzeti u obzir da punjenje i pražnjenje baterija također troši energiju (oko 20%), a dodatna oprema također će imati svoje gubitke (na primjer, u pretvaraču u prosjeku - 15-20%);
- Odnos između potrebnih dimenzija radnih panela i odgovarajućih krovnih površina i njegove geometrije;
- Sposobnost čišćenja radnih površina baterija od prljavštine, snijega i drugih čimbenika koji utječu na rad foto pretvarača.
Važne točke u radu solarnih panela
- Izbjegavajte fizičko oštećenje ploče (ogrebotine i oštećenje cjelovitosti zaštitne folije mogu dovesti do kratkog spoja kontakata i/ili korozije);
- U teškim klimatskim uvjetima preporuča se opremiti solarne stanice strukturama za zaštitu od vjetra;
- Obavezni su redoviti pregledi, čišćenje i održavanje.
Cijena i isplativost solarnih panela
Za srednju zonu naše zemlje svaki kilovat snage solarne ploče proizvodi sljedeću količinu energije:
- ljeti - 5 kWh/dan (svibanj-kolovoz);
- u proljeće i jesen - 3-4 kWh / dan (ožujak-travanj, rujan-listopad);
- zimi - 1 kWh/dan.
Prilikom izračunavanja troškova autonomne solarne stanice, osim troška jedinice snage koju generiraju paneli (oko 60 rubalja po 1 W), morate uzeti u obzir troškove dodatne opreme: od pričvršćivanja i ožičenja do baterije, zaštitni uređaji i inverteri (što je minimalno 5 % ukupne cijene, ali cijene mogu značajno varirati, ovisno o proizvođačima i snazi).
Prema preporukama stručnjaka, optimalni troškovi za cjelogodišnji solarni sustav postižu se korištenjem sheme "ljetna opcija plus rezervni električni generator". Istina, generator će morati biti uključen u proljeće i jesen, a da ne spominjemo zimi (solarne baterije nikada nisu dizajnirane da budu potpuno napunjene u zimskoj sezoni).
Pri izračunu razdoblja povrata investicije solarne elektrane njezin se učinak uspoređuje s parametrom koji se uzima kao osnovni. U mrežnoj solarnoj stanici to su tarife električne energije, au slučaju autonomnog solarnog elektroenergetskog sustava to je trošak energije koju proizvodi električni generator na tekuće gorivo. Povrat se procjenjuje na temelju činjenice da će solarna baterija od 1 kW proizvesti približno 1000 kWh energije godišnje.
Ako uzmemo prosječnu cijenu 1 kWh električne energije kao 5 rubalja, tada će razdoblje povrata za mrežnu solarnu stanicu biti: 80 000 rubalja / 5 rubalja * 1000 kWh = 16 godina.
Uz 30-godišnje jamstvo za mrežnu solarnu instalaciju, povrat (po tarifi od 5 rubalja/kWh) dogodit će se u roku od 16 godina, au sljedećih 14 godina električna energija će se isporučivati besplatno.
Što se tiče autonomnog sustava solarne energije, strogo govoreći, količina energije koju proizvede godišnje bit će manja od predviđenih 1000 kWh, koje dijeli s električnim generatorom. Ali za grube izračune, ovaj broj se ne mora smanjivati - kako bi se približno uzelo u obzir povećanje specifične potrošnje goriva koje se događa kada je generator djelomično (to jest, povremeno, ne stalno) opterećen. Tada razdoblje povrata autonomnog sustava (na temelju cijene energije koju proizvodi generator tekućeg goriva - 25 rubalja po 1 kWh) izgleda ovako: 150 000 rubalja / 25 rubalja * 1000 kWh = 6 godina.
Osim tehničkih pokazatelja, učinkovitost solarnih panela koji su dio autonomne solarne elektrane potvrđuje i njihov rok povrata koji iznosi 6 godina.
Tarife nisu smanjene
No, navedeni primjeri solarnih instalacija sugeriraju da se sada tarife mogu pojedinačno "zamrznuti" i možete početi štedjeti iskorištavanjem mogućnosti fotonaponskih panela. Samo ih trebate kupiti od markiranih, tržišno testiranih proizvođača kako bi njihovi parametri bili predvidljivi i u dizajnu iu radu.
A najbolje je pozabaviti se pitanjima kao što su: čak iu fazi projektiranja energetski učinkovite kuće:
- osigurati da južna fasada nije zasjenjena;
- izbor kuta nagiba krova i radnih površina ploča;
- ispravna orijentacija kuće prema kardinalnim točkama;
- sprječavanje zasjenjenja radnih područja solarnih panela, njihovo začepljenje lišćem drveća itd.
U tom će slučaju svi parametri biti međusobno optimalno povezani i osigurat će se najučinkovitiji rad solarnih panela za određenu strukturu.