Zeleno

Solarni energetski sistemi 101


Solarna energija može se koristiti za obavljanje svih vrsta poslova oko kuće, od pružanja električne energije za svjetla i uređaje do zagrijavanja bazena, lječilišta, tuša ili sobe. No, koliko dobro solarni sistem funkcionira za vas, ovisit će o desetinama faktora, uključujući mjesto gdje živite, izlaganje suncu, električnu brzinu, ono što plaćate za gorivo za grijanje, vaš budžet i vašu posvećenost crpanju sunčeve energije. nego vaši trenutni dobavljači.

Srce bilo kojeg aktivnog sunčevog sistema, bez obzira da li on isporučuje struju ili toplinu, je kolektor (koji se ponekad naziva i panel ili modul). Pasivni sustavi djeluju na prirodne sile kao što su kretanje topline iz hladne u vruću i činjenica da se vruća tekućina povećava. Suprotno tome, aktivni sistem zahtijeva da druga oprema, poput puhala, pumpi i pretvarača, koristi energiju koju kapnete od sunca.

ZAJEDNIČKE VRSTE KOLEKTORA
U osnovi postoje dvije vrste solarnih kolektora, električni (oni koji sunčeve zrake pretvaraju u električnu energiju) i toplinski (oni koji ga pretvaraju u toplinu). Oboje se obično nalaze na krovovima, mada se nizovi mogu nalaziti i na zemlji ili na stupu.

Solarni električni paneli (koji se ponekad nazivaju i PV ili fotonaponski moduli) obično se sastoje od solarnih ćelija-pločica veličine silikonskih pločica, ožičenih i sastavljenih u panel ili modul. Oni često imaju plavu ili zelenu cast, ali mogu biti i crni. Najčešći tipovi kućnih solarnih električnih kolektora su:

• Kristalni PV moduli čine ogromnu većinu solarnih električnih kolektora na tržištu. Izrađene su tako da se u čahure narezaju ručno oblikovani ingoti od silikonskog kristala ili štruce, a svaki nosi pozitivni i negativni elektron. Vafli su povezani zajedno kako bi formirali module, a moduli su povezani zajedno kako bi formirali nizove. Kad je na obloge udarila sunčeva svjetlost, električna struja struji od prednjih kontakata do stražnjih kontakata, distribuirajući naboj od modula do modula.

• Tankoslojni moduli i laminati izrađuju se nanošenjem raznih materijala za poluvodiče u vrlo tankim slojevima na različite podloge, uključujući staklo i fleksibilne podloge. I oni proizvode električnu energiju. Ako je materijal poluprovodnika zaštićen staklom, tankoslojni solarni kolektori nazivaju se modulima. Kad materijal poluprovodnika ima fleksibilnu zaštitnu navlaku, oni se nazivaju laminatima.

Tankoslojni moduli i laminati predstavljaju mali dio ukupne prodaje solarnih modula, dijelom i zbog činjenice da im je potrebno do četiri puta više krovnog prostora za proizvodnju istog kW-hr / god proizvodnje. Stambena aplikacija koja je privukla najveće zanimanje za tankoslojne PV folije je na metalnim krovovima (između vertikalnih šavova) i solarnim šindrama.

Solarni termički kolektori koriste se za grijanje, uglavnom su skuplji, i malo više odstupe od krova. Ipak, postoji dosta izuzetaka. Neki termički kolektori izgledaju poput velikih, ravnih kutija ili su na njih pričvršćeni cilindrični spremnici. Ostale se sastoje od niza velikih staklenih cijevi. Najčešći tipovi solarnih termičkih kolektora uključuju:

• Termički ravni kolektori, dizajnirani za grijanje, obično su pravokutni kućišta debljine 4'- 5'sa staklenim poklopcima na vrhu. Unutar kućišta se nalazi pocrnjeni lim za upijanje sa integralnim prolazima kroz koji teče tečnost da bi uklonila sunčevu toplinu. Zagrijana tečnost tada se može koristiti za kućnu vodu ili za grijanje prostora. Cijev prolazi kroz kućište kolektora, tako da se može povezati s dodatnim sakupljačima, kao i s dovodnom i povratnom mrežom. Tečnost koja cirkuliše kroz sakupljač obično je voda ili antifriz (glikol), ili kombinacija oboje.

• Evakuirani cijevni kolektori, noviji tip termičkog kolektora, izrađen je od niza evakuiranih cijevi, svaka s vlastitom apsorberskom pločom i cijevi. Tekućina uklanja toplinu sa ploče apsorbera, baš kao što je to slučaj sa konvencionalnim termičkim kolektorom. Upotreba sakupljača evakuiranih cijevi povećana je posljednjih godina, ali oni i dalje predstavljaju mali postotak današnjeg tržišta.

• Neglazirani termički kolektori obično se ekstrudiraju iz crnog polimera i uključuju niz cevi kroz koje se može ispumpati tečnost koju treba zagrejati. Neglazirani termički kolektori prikladni su za primjenu na niskim temperaturama, poput onih koji se koriste za zagrijavanje bazena i lječilišta.

• Sakupljači vrućeg vazduha obično su veće od kolektora koji zagrijavaju tečnost, ponekad prekrivajući cijeli vanjski zid zgrade. Zbog toga se oni češće koriste u komercijalnim aplikacijama. Neki sakupljači vrućeg zraka, koji se nazivaju i "zračno hlađeni" sakupljači, ostakljeni su. Takvi se sakupljači koriste za grijanje prostora. Ne može ih puno pogrešiti, jer zamrzavanje i pregrijavanje nisu problemi.

KAKO RADI SOLARNI SISTEMI
Solarni električni kolektori pretvaraju sunčevo zračenje izravno u električnu energiju, koja se može odmah koristiti, skladištiti u baterijama ili poslati u električnu mrežu. U potonjem slučaju, vlasnik kuće prima kredit za ono što je proizvedeno i tako smanjuje svoj račun za električnu energiju. Zapravo, komunalno preduzeće služi za skladištenje električne energije koja se proizvodi tokom dana kada vam nije potrebna. Rešetka je također spremna za oblačno vrijeme, kada ne proizvodite mnogo solarne električne energije.

Toplinski kolektori pretvaraju solarnu energiju u toplinu. Zračenje pogodi ploču apsorbera, a toplota se odvodi tekućinom ili zrakom. Moraju se predvidjeti mjere za pregrijavanje sustava s tekućinskim hlađenjem, kada nema potrebe za toplinom. Ako se koristi voda, moraju se predvidjeti mjere za zamrzavanje. Toplina se može odmah upotrijebiti ili pohraniti za kasniju upotrebu. U solarnim sustavima grijanja s toplom vodom rezervoar pohranjuje 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 punjene kamenom. Zagrijani zrak može se distribuirati u razne prostorije kanalima ili cijevima na gotovo isti način kao i konvencionalni sustavi grijanja.

NAJBOLJI POVRATAK ULAGANJA
Vlasnicima kuća koji žele instalirati solarni sistem mogu biti dostupni razni savezni i državni podsticaji. Možete saznati što je dostupno u vašem području tako da posjetite bazu podataka državnih poticaja za obnovljive izvore energije i efikasnost (DSIRE).

Općenito, aplikacije za grijanje tople vode za kućno grijanje i grijanje bazena imaju najkraće otplate (5 do 7 godina) i zahtijevaju najmanja ulaganja (3.000 do 10.000 dolara prije poticaja). Instalacije koštaju manje u klimatskim klimama gdje temperature smrzavanja nisu problem. Solarne elektroenergetske instalacije koje bi zadovoljile značajan dio vaših potreba za električnom energijom, zahtijevaju mnogo veća ulaganja, iako su troškovi komponenti posljednjih godina opali. Ako se izvrše tokom izgradnje, troškovi su znatno niži.

Programi zakupa, ako su dostupni u vašem području, takođe drastično smanjuju troškove instalacije sistema. Solarno grijanje prostora također zahtijeva velika ulaganja, osim ako jednostavno ne želite ugrijati jednu ili dvije sobe na južnoj strani kuće.

Bez obzira na koji tip sunčevog sistema razmišljate, počnite štedjeti energiju sada. Mnogo je manje ugasiti svjetla, uzeti kraće tuševe i izolirati potkrovlje i zidove nego što je to potrebno za instaliranje niza solarnih kolektora!

S obzirom na solarnu energiju za vaš dom? Ovdje potražite profesionalnog dobavljača u vašem području.

Napomena autora: Osim što je čest suradnik, Joe Provey je koautor, zajedno s Everett M. Barber, iz Convert Your Home to Solar Energy (Taunton Press, 2010)

Pogledajte video: Geotermalna energija (Oktobar 2020).