Alternatīvā enerģija kļūst arvien pieejamāka. Šis raksts jums sniegs pilnīgu izpratni par vietēja mēroga saules enerģiju, saules bateriju un paneļu veidiem, saules fermu veidošanas principiem un ekonomisko iespējamību..
Saules enerģijas īpašības vidējos platuma grādos
Alternatīvā enerģija ir ļoti pievilcīga vidēja platuma iedzīvotājiem. Pat ziemeļu platuma grādos vidējā gada radiācijas deva ir 2,3–2,6 kWh / m2. Jo tuvāk dienvidiem – jo augstāks ir šis rādītājs. Piemēram, Jakutskā saules starojuma intensitāte ir 2,96, bet Habarovskā – 3,69 kWh / m2. Rādītāji decembrī svārstās no 7% līdz 20% no gada vidējās vērtības, un jūnijā un jūlijā tie divkāršojas.
Šeit ir piemērs saules paneļu efektivitātes aprēķināšanai Arhangeļskā, reģionā ar vienu no zemākajiem saules starojuma intensitātes rādītājiem:
Kur:
- Q ir vidējais saules starojuma daudzums gadā reģionā (2,29 kWh / m2);
- LĪDZizslēgts – kolektora virsmas novirzes koeficients no dienvidu virziena (vidējā vērtība: 1,05);
- Lppnom – saules paneļa nominālā jauda;
- LĪDZsviedri – zudumu koeficients elektriskās instalācijās (0,85–0,98);
- QISP – starojuma intensitāte, pie kuras panelis tika pārbaudīts (parasti 1000 kWh / m22).
Pēdējie trīs parametri ir norādīti paneļu pasē. Tātad, ja KVAZAR paneļi ar nominālo jaudu 0,245 kW darbojas Arhangeļskas apstākļos un zudumi elektriskajā instalācijā nepārsniedz 7%, tad viens fotoelementu bloks nodrošinās aptuveni 550 Wh ģenerēšanu. Attiecīgi objektam ar nominālo patēriņu 10 kWh būs nepieciešami apmēram 20 paneļi.
Ekonomiskā iespējamība
Saules paneļu atmaksāšanās periodu ir viegli aprēķināt. Reiziniet saražotās enerģijas daudzumu dienā ar dienu skaitu gadā un paneļu kalpošanas laiku, nezaudējot vērtību – 30 gadi. Iepriekš apskatītā elektriskā iekārta var radīt vidēji no 52 līdz 100 kWh dienā atkarībā no dienasgaismas stundu ilguma. Vidējā vērtība ir aptuveni 64 kWh. Tādējādi 30 gadu laikā spēkstacijai teorētiski vajadzētu radīt 700 tūkstošus kWh. Ar vienas daļas likmi 3,87 rubļi. un viena paneļa izmaksas ir apmēram 15 000 rubļu, izmaksas atmaksāsies 4–5 gadu laikā. Bet realitāte ir prozaiskāka.
Fakts ir tāds, ka decembra saules starojuma vērtības ir aptuveni par apmēram apmēram zemākas nekā gada vidējā vērtība. Tāpēc pilnībā autonomai elektrostacijas darbībai ziemā ir nepieciešami 7–8 reizes vairāk paneļu nekā vasarā. Tas ievērojami palielina ieguldījumus, bet saīsina atmaksāšanās periodu. “Zaļā tarifa” ieviešanas perspektīva izskatās diezgan iepriecinoša, taču pat šodien ir iespējams noslēgt līgumu par elektroenerģijas piegādi tīklam par vairumtirdzniecības cenu, kas ir trīs reizes zemāka par mazumtirdzniecības tarifu. Un pat ar to pietiek, lai rentabli pārdotu vasarā saražotās elektroenerģijas pārpalikumu 7-8 reizes.
Galvenie saules paneļu veidi
Ir divi galvenie saules paneļu veidi.
Cietie silīcija saules elementi tiek uzskatīti par pirmās paaudzes elementiem un ir visizplatītākie: apmēram 3/4 no tirgus. Ir divi to veidi:
- monokristāliskajiem (melnajiem) ir augsta efektivitāte (0,2–0,24) un zema cena;
- polikristālisku (tumši zilu) ir lētāk ražot, bet mazāk efektīvu (0,12–0,18), lai arī izkliedētā gaismā to efektivitāte samazinās mazāk.
Mīkstos fotoelementus sauc par plēves šūnām, un tos izgatavo no silīcija izsmidzināšanas vai ar daudzslāņu kompozīciju. Silīcija šūnas ir lētākas ražot, taču to efektivitāte ir 2–3 reizes zemāka nekā kristālisko. Tomēr izkliedētā gaismā (krēslā, apmācies) tie ir daudz efektīvāki nekā kristāls.
Dažiem kompozītmateriālu plēvju veidiem efektivitāte ir aptuveni 0,2, un tie maksā daudz vairāk nekā cietie elementi. To izmantošana saules spēkstacijās ir ļoti apšaubāma: plēvju paneļi laika gaitā ir vairāk pakļauti degradācijai. To galvenā piemērošanas joma ir pārvietojamas spēkstacijas ar mazu enerģijas patēriņu.
Hibrīda paneļos papildus fotoelementa blokam ietilpst kolektors – kapilāru cauruļu sistēma ūdens sildīšanai. Viņu priekšrocība ir ne tikai vietas ietaupīšana un karstā ūdens piegādes iespēja. Ūdens dzesēšanas dēļ saules baterijas, sildot, zaudē mazāk veiktspējas.
Tabula. Ražotāju pārskats
Modelis SSI Solar LS-235 SOLBAT MCK-150 Kanādas Solar CS5A-210M Chinaland CHN300-72P Valsts Šveice Krievija Kanāda Ķīna Veids Polikristāls Monokristāls Monokristāls Polikristāls Jauda pie 1000 kWh / m2, W 235 150 210 300 Elementu skaits 60 72. lpp 72. lpp 72. lpp Spriegums: bez slodzes / bez slodzes, V 36.9 / 29.8 18/12 45,5 / 37,9 36,7 / 43,6 Strāva: zem slodzes / īssavienojums, A 7.88 / 8.4 8.33 / 8.58 5.54 / 5.92 8.17 / 8.71 Svars, kg deviņpadsmit 12 15.3 24 Izmēri, mm 1650x1010x42 667x1467x38 1595x801x40 1950x990x45 Cena, berzēt. 13 900 10 000 14 500 18150. gads Saules enerģijas kompleksa aprīkojums
Baterijas darbības laikā rada līdzstrāvu līdz 40 V. Lai izmantotu to mājas vajadzībām, ir jāveic virkne pārveidojumu. Par to ir atbildīgs šāds aprīkojums:
- Baterijas paka. Ļauj izmantot ģenerēto enerģiju naktī un zemas intensitātes stundās. Tiek izmantotas hēlija baterijas ar nominālo spriegumu 12, 24 vai 48 V.
- Uzlādes kontrolieri uztur optimālu akumulatora darbības laiku un patērētājiem nodod nepieciešamo jaudu. Bateriju un akumulatoru parametriem tiek izvēlēts nepieciešamais aprīkojums.
- Sprieguma pārveidotājs pārveido līdzstrāvu maiņstrāvā un tam ir vairākas papildu funkcijas. Pirmkārt, invertors nosaka sprieguma avota prioritāti, un, ja trūkst jaudas, tas “sajauc” jaudu no cita. Hibrīdi invertori arī ļauj saražotās enerģijas pārpalikumu nodot pilsētas tīklā.
1 – saules paneļi 12 V; 2 – saules paneļi 24 V; 3 – uzlādes kontrolieris; 4 – akumulators 12 V; 5 – 12 V apgaismojums; 6 – invertors; 7 – automatizācija “vieda māja”; 8 – akumulatora bloks 24 V; 9 – avārijas ģenerators; 10 – galvenie patērētāji ar 220 V spriegumu
Mājsaimniecības pieteikums
Saules paneļus var izmantot absolūti jebkuram mērķim: no saņemtās enerģijas kompensēšanas un atsevišķu līniju piegādes līdz pilnīgai energosistēmas autonomijai, ieskaitot apkuri un karstā ūdens piegādi. Pēdējā gadījumā nozīmīgu lomu spēlē enerģijas taupīšanas tehnoloģiju – rekuperatoru un siltumsūkņu – plaša pielietošana..
Jauktā lietošanā saules enerģija izmanto invertorus. Šajā gadījumā jaudu var novirzīt vai nu atsevišķu līniju vai sistēmu darbībai, vai arī daļēji kompensēt pilsētas elektrības izmantošanu. Klasisks efektīvas energosistēmas piemērs ir siltumsūknis, ko darbina neliela saules elektrostacija ar akumulatoru banku.
1 – pilsētas tīkls 220 V; 2 – saules paneļi 12 V; 3 – 12 V apgaismojums; 4 – invertors; 5 – uzlādes kontrolieris; 6 – galvenie patērētāji 220 V; 7 – akumulators
Tradicionāli paneļi tiek uzstādīti uz ēku jumtiem, un dažos arhitektūras risinājumos tie pilnībā aizstāj jumta segumu. Šajā gadījumā paneļiem jābūt orientētiem uz dienvidu pusi tā, lai plaknes stari būtu perpendikulāri.
Saules paneļi mājām: pielietošanas un savienojuma diagrammas
Latvijā iedzīvotājiem ir pieejams inovatīvs spēcīgs risinājums - saules paneļu izmantošana mājā. Saulei ir liela nozīme mūsu ikdienas dzīvē. Šis risinājums dod iespēju izmantot vienkāršu, izturīgu, energoefektīvu un ilgtspējīgu paneļu savienojumu un pielietojumu, lai mēs varētu saražot, samazināt jebkuras neatkarīgas dzīvesvietas enerģijas izmaksas. Šie saules paneļi sniedz iespējas izmantot zemāko izmaksu par enerģiju un efektīvu izmantošanu.
Inženiertehniskās sistēmas 
Vai ir kāds veids, kā iegūt atbalstu instalējot saules paneļus mājām? Vai ir nepieciešama speciālistu palīdzība, lai pārzīmētu savienojuma diagrammas vai aprēķinātu elektrības padevi? Kā maksājumi tiek veikti par šāda veida ierīcēm?
Vai ir pieejamas pielietošanas un savienojuma diagrammas saules paneļu izmantošanai mājās?