Solarna energija može se koristiti za sve vrste poslova oko kuće, od pružanja električne energije za svjetla i uređaje do zagrijavanja bazena, spa centra, tuša ili sobe. No, koliko dobro solarni sustav funkcionira za vas, ovisit će o desecima čimbenika, uključujući to gdje živite, vašu izloženost suncu, vašu električnu brzinu, ono što plaćate za grijanje, vaš proračun i vašu predanost crpanju sunčeve energije. nego vaši trenutni pružatelji usluga.
Srce svakog aktivnog sunčevog sustava, bez obzira pruža li električnu ili toplinsku energiju, je kolektor (koji se ponekad naziva ploča ili modul). Pasivni sustavi oslanjaju se na prirodne sile, poput kretanja topline s hladne na vruću i činjenice da vruće tekućine rastu. Suprotno tome, aktivni sustav zahtijeva drugu opremu, poput puhala, pumpi i pretvarača, koja koristi energiju koju hvatate od sunca.
ZAJEDNIČKE VRSTE KOLEKTORA
U osnovi postoje dvije vrste solarnih kolektora, električni (oni koji sunčeve zrake pretvaraju u električni) i toplinski (oni koji ga pretvaraju u toplinu). Obje se obično nalaze na krovovima, iako nizovi mogu biti i na zemlji ili na stupu.
Solarne električne ploče (ponekad nazivani PV ili fotonaponski moduli) obično se sastoje od silikonskih pločica veličine pločica, ožičenih i sastavljenih u ploču ili modul. Često imaju plavi ili zeleni odljev, ali mogu biti i crni. Najčešći tipovi solarnih kolektora za stanovanje su:
• Kristalni PV moduli
čine veliku većinu solarnih električnih kolektora na tržištu. Izrađuju se rezanjem umjetnih ingota silikonskih kristala ili kruhova na oblatne, od kojih svaka nosi pozitivan i negativan elektron. Oblatne su spojene zajedno kako bi oblikovale module, a moduli su povezani zajedno kako bi oblikovali nizove. Kada oblatne udari sunčeva svjetlost, električna struja prolazi od prednjih kontakata do stražnjih kontakata, raspoređujući naboj iz modula u modul.
• Tankoslojni moduli i laminati izrađuju se nanošenjem različitih poluvodičkih materijala u vrlo tankim slojevima na različite podloge, uključujući staklo i fleksibilne podloge. I oni proizvode električnu energiju. Ako je poluvodički materijal zaštićen staklom, tankoslojni solarni kolektori nazivaju se modulima. Kada poluvodički materijal ima fleksibilni zaštitni pokrov, oni se nazivaju laminati.
Tankoplastični moduli i laminati čine mali dio ukupne prodaje solarnih modula, dijelom i zbog činjenice da im je potrebno do četiri puta više krovnog prostora da bi se postigla ista snaga kW-hr / god. Stambena aplikacija koja je privukla najveći interes za tankoslojni PV je na metalnim krovovima u položaju sa šavovima (između vertikalnih šavova) i kao solarna šindra.
Solarni toplinski kolektori koriste se za grijanje, uglavnom su glomazniji i malo više stoje uz krov. Puno je iznimaka. Neki toplotni kolektori izgledaju poput velikih ravnih kutija ili imaju pričvršćene cilindrične spremnike. Ostale se sastoje od niza velikih staklenih cijevi. Najčešći tipovi solarnih toplotnih kolektora uključuju:
• Termalni ravni kolektori, dizajnirani za grijanje, obično su od 4 to do 5 ″ debelih pravokutnih kućišta sa staklenim poklopcima na vrhu. Unutar kućišta nalazi se pocrnjeli apsorber-sloj s integralnim prolazima kroz koje tekućina teče odvlačeći sunčevu toplinu. Zagrijana tekućina tada se može koristiti za potrošnu vodu ili za grijanje prostora. Cijev prolazi kroz kućište kolektora, tako da se može spojiti na dodatne kolektore, kao i na dovodnu i povratnu mrežu. Tekućina koja cirkulira kroz kolektor obično je voda ili antifriz (glikol) ili njihova kombinacija.
• Evakuirani sakupljači cijevi, noviji tip toplotnog kolektora, izrađen je od niza evakuiranih cijevi, svaka sa svojom apsorber pločom i cijevima. Tekućina uklanja toplinu s upijajuće ploče, baš kao što to čini s uobičajenim termalnim kolektorom. Korištenje kolektora za evakuirane cijevi povećalo se posljednjih godina, ali i dalje predstavljaju mali postotak današnjeg tržišta.
• Neglazirani toplotni kolektori Tipično su ekstrudirani iz crnog polimera i uključuju niz cijevi kroz koje se može pumpati tekućina koja se zagrijava. Neglazirani termalni kolektori pogodni su za primjenu na niskim temperaturama, poput onih za grijanje bazena i lječilišta.
• Sakupljači vrućeg zraka imaju tendenciju da budu veći od kolektora koji zagrijavaju tekućinu, ponekad prekrivajući cijeli vanjski zid zgrade. Stoga se češće koriste u komercijalnim aplikacijama. Neki kolektori vrućeg zraka, koji se nazivaju i ‘zračno hlađenim’ kolektorima, ostakljeni su. Takvi kolektori koriste se za grijanje prostora. S njima ne može puno pogriješiti, jer smrzavanje i pregrijavanje nisu problemi.
KAKO DJELUJU SOLARNI SUSTAVI
Solarni električni kolektori pretvaraju sunčevo zračenje izravno u električnu energiju koja se može odmah upotrijebiti, spremiti u baterije ili poslati u električnu mrežu. U potonjem slučaju, vlasnik kuće prima kredit za ono što proizvede, smanjujući tako svoj račun za električnu energiju. Zapravo, komunalno poduzeće služi kao skladište električne energije koja se proizvodi u razdobljima dana kada vam nije potrebna. Mreža je tu i kao rezerva za oblačna razdoblja, kada ne proizvodite puno solarne električne energije.
Termalni kolektori pretvaraju sunčevu energiju u toplinu. Zračenje udara u pločicu apsorbera, a toplina se odvodi tekućinom ili zrakom. Moraju se osigurati mjere pregrijavanja tekućinski hlađenih sustava kada nema potrebe za toplinom. Ako se koristi voda, moraju se osigurati smrzavanja. Toplina se može odmah upotrijebiti ili pohraniti za kasniju uporabu. U solarnim sustavima za grijanje tople vode spremnik skladišti toplu vodu. U slučaju bazena, bazen djeluje kao spremnik.
U solarnom grijanju prostora, toplina se može skladištiti u velikim spremnicima vode ili u nekoj vrsti zida, uključujući kante napunjene kamenom. Zagrijani zrak se kanalima ili cijevima može distribuirati u razne prostorije na sličan način kao i konvencionalni sustavi grijanja.
NAJBOLJI POVRATAK U ULAGANJU
Vlasnici kuća koji žele instalirati solarni sustav mogu biti dostupni razni savezni i državni poticaji. Dostupnim u vašem području možete saznati odlaskom na bazu podataka državnih poticaja za obnovljive izvore energije i učinkovitost (DSIRE).
Općenito, aplikacije za grijanje potrošne tople vode i grijanje bazena imaju najkraće povrate (5 do 7 godina) i zahtijevaju najmanja ulaganja (3000 do 10 000 USD prije poticaja). Instalacije koštaju manje u klimatskim uvjetima gdje temperature smrzavanja nisu problem. Instalacije solarne električne energije koje bi zadovoljile značajan dio vaših električnih potreba zahtijevaju mnogo veća ulaganja, iako su troškovi komponenata posljednjih godina opali. Ako se to radi tijekom gradnje, troškovi su znatno niži.
Programi zakupa, ako su dostupni u vašem području, također dramatično smanjuju troškove instalacije sustava. Solarno grijanje prostora također zahtijeva velika ulaganja, osim ako jednostavno ne želite zagrijati jednu ili dvije sobe na južnoj strani kuće.
Bez obzira na vrstu solarnog sustava koji razmišljate, počnite štedjeti energiju odmah. Isključivanje svjetla, kraće tuširanje i izoliranje potkrovlja i zidova košta puno manje nego postavljanje niza solarnih kolektora!
S obzirom na solarnu energiju za svoj dom? Ovdje pronađite profesionalnog dobavljača u vašem području.
Napomena o autoru: Osim što je čest suradnik BobVila.com, Joe Provey koautor je, zajedno s Everettom M. Barberom, tvrtke Convert Your Home To Solar Energy (The Taunton Press, 2010)