Слънчеви колектори - какво трябва да знаете?

Слънчевите колектори са част от система за преобразуване на слънчевата енергия в електрическа. Като се има предвид, че цените на електроенергията, получена чрез конвенционално производство от изкопаеми горива, непрекъснато се покачват, нараства интересът към алтернативни начини за получаване на енергия. Енергията, получена от „зелени“, тоест възобновяеми източници, става все по-интересна както заради цената, така и заради благосъстоянието за околната среда и здравето. Инвестирането в слънчеви панели, които бихте инсталирали на покрива на къщата си, би се изплатило чрез спестявания за 7-8 години и също така би ви позволило независимост от публичната инфраструктура.

1. Какво е слънчева енергия?

Слънчевата енергия е полезна енергия, произвеждана от Слънцето, която използваме под формата на електричество или топлина. Слънчевата енергия се получава по различни начини; най-често чрез фотоволтаични слънчеви колектори, които превръщат слънчевите лъчи в електричество. В допълнение към производството на електричество, слънчевата енергия се използва и за отопление на сгради и вода. Слънчевата енергия се използва в три основни области: жилищна, търговска и социална.

1.1. Как действа слънчевата енергия?

За получаване на слънчева енергия са необходими панели или модули, съставени от слоеве силициеви клетки, метални рамки, стъклени корпуси и кабели, които предават електричеството от клетките. Силицият е неметал със свойството проводимост, поради което може да получава слънчева енергия и да я преобразува в електричество. Когато слънцето огрява силиция, в него се движат електрони и се установява електрически поток. Това е известно в науката, по-точно във физиката на слънчевите клетки, като "фотоволтаичен ефект". Науката за производство на електричество с помощта на слънчеви колектори се основава на този фотоволтаичен ефект. Открит е през 1839 г. от френския физик Александър-Едмонд Бекерел и е определен като свойство на определени материали, полупроводници, да установяват токов поток при излагане на слънчева светлина. Фотоволтаичният процес протича по такъв начин, че силициевата фотоволтаична слънчева клетка абсорбира слънчевото излъчване и електроните в нея започват да се движат. Така нареченото възбуденото състояние на електрона установява токов поток, който се предава по кабели към устройство, наречено преобразувател. Токовият поток към преобразувателя е постоянен ток (DC) и излиза като променлив ток (AC), тоест като прав ток или променлив ток.

1.2. Разходи за електроенергия

Пропорционално с увеличаването на ефективността на слънчевите колектори, разходите за слънчева енергия намаляват. Само през последното десетилетие намалението е около 60% и експертите изчисляват, че тази тенденция ще продължи. Все повече държави решават да предоставят субсидии, което допълнително влияе върху растежа на търсенето и производството. По света все повече данъчни стимули за инвестиции в слънчеви колектори са достъпни за всички, които се интересуват от т.нар. зелена енергия, а някъде достигат 26% от разходите за инсталиране на слънчева система. Този стимул обаче е ограничен и изтича през 2024 г.

1.3. Слънчевата енергия е възобновяем източник

Слънчевата енергия е чиста, евтина и възобновяема форма на енергия, която може да се използва по цялата планета - всяка точка на земното кълбо, до която достига слънчевата светлина, е потенциално място за производство на слънчева енергия. Това е неизчерпаем източник, защото идва от Слънцето. Технологиите за производство и използване на възобновяема енергия се справят с такива неизчерпаеми източници. Сравнете например производството на електроенергия от възобновяеми източници с производството на изкопаеми горива. Създаването на нефт, газ и въглища е отнело стотици хиляди години и всеки път, когато един от тези източници се използва за производство на електричество, ние сме една крачка по-близо до изчерпването на тези ресурси. Използването на възобновяема енергия - вятър, слънце и вода - обаче не изчерпва техните източници. Слънчевата светлина винаги (или поне за много дълго време) ще осветява земната повърхност, така че превръщането на светлината в електричество няма да направи Слънцето по-малък ресурс, нито сега, нито в бъдеще. Това прави слънчевата енергия възобновяема по природа. Въпреки че понастоящем електричеството се произвежда от различни суровини по света и все още до голяма степен се основава на изкопаеми горива като нефт и газ, възобновяемите енергийни източници като слънчевата енергия стават все по-голяма част от енергийния профил, тъй като разходите за слънчева енергия и други възобновяемите технологии са силно конкурентни.

1.4. Къде се използва слънчевата енергия?

Бързото разпространение на технологиите за производство и използване на слънчева енергия доведе до растеж и в други области. Може дори да се каже, че две полета - слънчеви технологии за съхранение и електрически превозни средства - напредват със скоростта на светлината. Тъй като слънчевите клетки произвеждат електричество само в слънчеви периоди, складирането и съхранението на така получената енергия за по-късна употреба се превръща във все по-голямо предизвикателство. Например, слънчевите батерии са тези, които съхраняват енергията, за да се използва, когато няма слънце. Нещо повече, решенията за съхранение работят на всички нива на инсталации на слънчеви клетки и предлагат редица допълнителни предимства, от енергийната надеждност до гъвкавостта на мрежата и по-ниските разходи. Друг пример са електрическите превозни средства. С по-ниските разходи за поддръжка и гориво и по-малко вредно въздействие върху околната среда, в сравнение с двигателите с вътрешно горене, електрическите превозни средства стават все по-важна част от автомобилната индустрия. В свят на все по-взискателна електрификация във всички области, слънчевата енергия е един от най-евтините, най-надеждните и най-чистите начини за захранване в бъдеще.

1.5. Предимства на слънчевата енергия

Има редица причини, поради които собствениците на жилища избират слънчева енергия. Някои от най-често срещаните са опазването на околната среда и собственото здраве, както и намаляването на разходите и по-високата стойност на недвижимите имоти. Така наречената зелена енергия не само намалява разходите за отопление и охлаждане, но и многобройни разходи, свързани с използването и поддръжката на устройства и оборудване, намалява концентрацията на въглероден диоксид, парниковия ефект и още други неща. Независимо дали причините ви са лични, екологични или финансови, ето нашите 10 причини ЗА Слънчевата енергия.

1.5.1. Намалени или отменени сметки за електроенергия

Независимо дали притежавате апартамент, къща, предприятие или организация с нестопанска цел, ви е ясно, че сметките за електроенергия са значителна част от месечните ви разходи. Със система от слънчеви клетки бихте получили безплатно електричество за цикъл от гарантирани 25 години и дори по-дълго, колкото средните такива устройства могат да издържат. Дори и да не можете да произвеждате цялата енергия, която консумирате, сметките за комунални услуги ще бъдат намалени, което отново ще ви спести.

1.5.2. Слънчевите колектори са печеливша инвестиция

Слънчевите колектори не са разход, а инвестиция и то, една от най-добрите и дългосрочни, които могат да се сравняват само с облигации и акции. Собственикът на средното съоръжение чрез спестявания връща инвестицията за 7-8 години с възвръщаемост от 10% и повече.

1.5.3. Защита срещу растящите разходи

През последните десет години цените на електроенергията за частни клиенти са нараснали средно с 3%. Инвестирайки в слънчева енергийна система, вие ще се предпазите от различни непредсказуеми фактори, дори от капризите на пазара. Чрез закупуване и инсталиране на слънчево оборудване, вие ще си осигурите предвидим и точен контрол на потреблението и разходите.

1.5.4. Увеличете стойността на вашия имот

Многобройни проучвания показват, че имотите с независими източници на захранване на пазара винаги имат по-висока стойност и се продават по-бързо. Купувачите стават все по-наясно с ползите и са все по-информирани по тази тема, така че увеличеното търсене на такива недвижими имоти със сигурност ще продължи.

1.5.5. Енергийна независимост

Слънцето е почти неограничен източник на енергия и със сигурност ключов фактор за енергийна независимост в дългосрочните планове на всяка страна. Чрез увеличаване на възможностите за производство и използване на слънчева енергия като електрическа, би било по-сигурно и да се постигне пълна независимост от системите, работещи с изкопаеми горива.

1.5.6. Създаване на работни места и подпомагане на местната икономика

Индустрията за слънчеви продукти създава работни места по-бързо от други отрасли на икономиката и това е тенденция, която със сигурност ще продължи.

1.5.7. Опазване на околната среда

Слънчевата енергия е чудесен начин за намаляване на концентрацията на въглероден диоксид. Смята се, че на жилищните сгради се падат около 1/3 от емисиите на въглероден диоксид, а по -голямото използване на зелена енергия може да намали този процент. Изчисленията показват, че стандартната система за слънчеви колектори за домакинствата "спестява" количество въглероден диоксид, равно на засаждането на 100 дървета всяка година.

1.5.8. Покажете ангажираността си за устойчивост

Устойчивостта и социалната отговорност са важни елементи от нашата култура и ценности. Потребителите и различните общности все повече признават и възнаграждават компании, които решат да правят бизнес отговорно. Компаниите смятат, че "зелените" сертификати са силен двигател за покупка - всъщност все повече клиенти избират да купуват от такива производители, което създава по-добър икономически климат и подобрява бизнес резултатите.

1.5.9. Увеличете удовлетвореността на служителите

Тъй като служителите също са потребители, те проявяват нарастваща симпатия към ангажираността и отговорността на своите работодатели. В този смисъл служителите са доволни от всеки успех и принос на техните организации. Компаниите, които се грижат за своята общност и околната среда, като цяло имат по-ниски колебания, по-ангажирани служители и по-високо ниво на морал.

1.5.10. Станете конкурентоспособни

Бизнесът все повече признава социалните и икономическите ползи от слънчевата енергия. Когато първите потребители избират конкурентна компания, много решават да проучат възможностите, предлагани от използването на слънчева енергия, и да следят конкуренцията.

2. Намерете качествен доставчик

2.1. Професионализъм

Доставчикат, който търсите, трябва да е тясно специализиран в инсталирането на слънчеви системи.

2.2. Лицензи, гаранции, застраховки

Доставчиците на слънчеви системи трябва да имат всички необходими сертификати и застраховки. Гаранцията за монтаж обикновено е от 1 до 10 години.

2.3. Опит

Производството на слънчева енергия е развиваща се индустрия, която привлича експерти от различни области. Изпълнителите, които преди са се фокусирали върху други видове проекти, сега преориентират практиката си в областта на инсталациите на соларни системи. Когато избирате доставчик, уверете се, че има опит с такива проекти. Разгледайте неговите препоръки и завършени проекти.

3. Видове колектори или панели

Когато обмисляте инсталирането на слънчеви колектори или панели, трябва да имате предвид цената, естетиката и енергийната ефективност. Въпреки че това са важни фактори, има един, който е от решаващо значение и за трите - вида на слънчевите колектори, който избирате. Видът на слънчевите колектори зависи от това колко ще струва изработката и инсталирането, както и от това как ще изглеждат панелите на покрива ви. Има три вида слънчеви колектори и всеки има своите предимства и недостатъци. Кои слънчеви колектори са подходящи за вас, зависи от спецификата на ситуацията и вашите желания и очаквания. Какви са тези видове панели? Това са монокристални, поликристални и тънкослойни слънчеви панели. Всеки от тези видове е направен по уникален начин, има различни характеристики и различен външен вид.

3.1. Монокристални слънчеви панели

Те са най-старият тип слънчеви панели. Те са направени от около 40 монокристални слънчеви клетки. Тези слънчеви клетки са направени от чист силиций. В производствения процес (по метода на Чохралски) силициевите кристали се потапят в разтопен силиций. След това кристалите се извличат бавно, така че разтопеният силиций около тях остава като твърда кристална обвивка, наречена слитък. След това слитъците се нарязват на тънко. Слитъците се поставят в клетките, след което клетките се сглобяват и се оформят слънчеви панели. Монокристалните слънчеви клетки изглеждат черни поради взаимодействието си с чист силиций. Въпреки че клетките са черни, има различни цветове и модели на носачи и рамки на панелите. Монокристалните клетки имат формата на квадрат с изрязани ъгли, така че има малки празнини между клетките.

3.2. Поликристални слънчеви панели

Поликристалните слънчеви колектори са по-нови и тяхната популярност и ефективност растат бързо. Подобно на монокристалните, поликристалните клетки са направени от силиций. Поликристалните клетки обаче са направени от разтопени силициеви кристални фрагменти. По време на производствения процес силициевите кристали се потапят в разтопен силиций. Вместо да се извличат бавно като монокристали, те се оставят да се разпаднат, да се стопят и да се охладят. Тъй като новите кристали се охлаждат във формите, натрошеният силиций се нарязва тънко на поликристални слънчеви слитъци. Тези слитъци се сглобяват, за да се създаде поликристална плоча. Поликристалните клетки са сини поради начина, по който отразяват слънчевата светлина. Слънчевата светлина се отразява от силициеви фрагменти по различен начин, от този в чисти силициеви клетки. Обикновено опорите и рамките на панелите са сребърни, но могат да бъдат и други. Формата на клетките е квадратна и няма празнина между ъглите на клетките.

3.3. Тънкослойни слънчеви модули

Те са нова стъпка в индустрията за слънчеви колектори. Характерно за тях е, че не са непременно от силиций. Те могат да бъдат изработени от различни материали, включително кадмиев телурид (CdTe), аморфен силиций (a-Si) и меден индийски галиев селенид (CIGS). Тези слънчеви клетки са създадени чрез поставяне на основния материал между тънки плочи от проводим материал със слой стъкло отгоре за защита. Въпреки че a-Si панелите имат силиций, той е некристален силиций и е покрит със стъкло. Както подсказва името, тънкослойните панели лесно се разпознават по тънкия им профил. Тези плочи са около 350 пъти по-тънки от тези със силиконови слитъци. Но рамките на тези модули понякога са големи, поради което цялата система прилича на монокристални или поликристални панели. Тънкослойните клетки могат да бъдат черни или сини, в зависимост от материала, от който са направени.

4. Монтаж и поддръжка

4.1. Компоненти на соларните системи

Соларните системи се състоят от колектор или модул, система от опори и фиксиращи устройства и слънчев преобразувател с компютърно управление. Слънчевите клетки произвеждат постоянен ток от слънчевата светлина. Преобразувателят преобразува произведената електроенергия в променлив ток, така че да може да се използва в домакинството. Компютърна програма управлява слънчевата система и осигурява оптимална работа. Ако искате система, независима от електрическата мрежа, е необходима батерия.

4.2. Процес на инсталиране на слънчеви колектори

Слънчевите панели обикновено се монтират на покрива. Повечето покриви отговарят на изискванията за монтаж - основното е панелите да получават възможно най -много слънчева светлина.

Ако инсталирането на покрива не е възможно или не е желателно, слънчевите клетки могат да бъдат също и на земята. Просто трябва да се уверите, че наблизо няма препятствия, които да пречат на проникването на слънчевите лъчи.

Стъпки за инсталиране на слънчеви колектори на покрива:

1. Първо трябва да монтирате скеле, за да осигурите собствената си безопасност по време на работата, докато сте на покрива.

2. Следващата стъпка е да монтирате фиксиращата система и опората на слънчевите колектори. Цялата конструкция трябва да бъде наклонена и да има ъгъл между 18 ° и 36 °, за да се осигури максимално излагане на слънчева светлина.

3. След монтажа на носачите, слънчевите панели се монтират върху сглобяемата конструкция. Затегнете плътно всички болтове и гайки, за да ги направите стабилни.

4. Следващата стъпка в процеса е подреждането на електрическата инсталация. В повечето случаи се използват съединители MC4, защото са подходящи за всички видове слънчеви колектори. Не забравяйте да изключите захранването по време на монтиране на кабелите.

5. След това се свързва соларният преобразувател. Обикновено се инсталира близо до основната платка и може да бъде както на закрито, така и на открито. Преобразувателите са по-ефективни, ако са на студено, а ако са на открито, трябва да бъдат защитени от слънцето. Ако са инсталирани на закрито, най -доброто място за това са гаражи, килери или други помощни помещения, които остават по-студени през по-голямата част от годината и могат да се проветряват.

6. Когато е инсталиран соларният преобразувател, той също трябва да бъде свързан към батерията. Батерията ви спестява страховете при по-малкото производство на енергия в периоди, когато слънцето е по-малко или изобщо няма.

7. Предпоследната стъпка е да включите преобразувателя в електрически контакт. Трябва да има и измервателен уред, който да контролира количеството произведена и използвана електроенергия. Можете да проверите работата на соларната система с помощта на компютър или други интелигентни устройства. Например, можете да проверите колко електроенергия се генерира в различно време на годината и части от деня и да решите по кое време е най-добре да използвате големи потребители като пералня, например.

8. Последната стъпка е да включите и тествате новоинсталираната соларна система. Това завършва процеса на инсталиране на слънчеви колектори.

4.3. Поддръжка на слънчеви колектори

Тъй като нямат подвижни части, слънчевите колектори изискват много малко поддръжка. Те трябва да се преглеждат няколко пъти годишно, за да се провери за замърсяване. Важно е панелите да са чисти и нищо да не им пречи да абсорбират ефективно радиацията. Преди да почистите панелите, консултирайте се с вашия доставчик относно гаранционните условия. Някои производители на слънчеви колектори могат да анулират вашата гаранция, ако почиствате колекторите сами. Ако нямате такъв договор, можете да използвате обикновен градински маркуч за почистване, като най-доброто време за почистване е сутрин или вечер, докато е по-хладно. Избягвайте пръскането на панелите със студена вода, докато са горещи, тъй като това може да ги повреди. Ако плочите се нуждаят от допълнително почистване, тоест ако не сте успели с поливането, опитайте с мека гъба и сапун. Можете, също така, да наемете специализирана услуга за почистване. Това се препоръчва, ако панелите са твърде на висок или изискват по-основно почистване. Постарайте се, че доставчикът да проверява цялата система на всеки 4-6 години. Също така е добра идея да попитате за възможни, специални условия за почистване и поддържане на цялата система.