Jak wybrać kolektory słoneczne?

Do niezależnego zasilania domu w energię elektryczną stosuje się różne typy paneli słonecznych. Jest to najpopularniejsze alternatywne źródło energii, które może nie tylko wytwarzać energię elektryczną, ale także służyć do ogrzewania domów. Technologia jest coraz lepsza, a wydajność systemu coraz większa.

Panele słoneczne mogą zmniejszyć lub nawet wyeliminować zużycie energii elektrycznej.

Podczas gdy 10-15 lat temu niewiele osób mogło zainstalować panele słoneczne ze względu na bardzo wysoką cenę, dziś budżet jest znacznie niższy. Zmniejsza się również okres zwrotu nakładów. A dzięki nowoczesnym ogniwom fotowoltaicznym zastosowanym w panelach, panele słoneczne wytwarzają wystarczającą ilość energii elektrycznej nawet w pasie środkowym.

Rodzaje paneli słonecznych

Urządzenia solarne, jak nazywane są również panele słoneczne, można podzielić na dwie główne grupy. Wszystko zależy od technologii, w jakiej są one produkowane:

1. Typ fotowoltaiczny, może to być folia lub krzem. Są to polimerowe ogniwa fotowoltaiczne połączone szeregowo za pomocą styków. Oddzielnym modułem jest panel słoneczny.
2. Kolektor słoneczny występuje jako kolektor rurowy i płaski. Najlepsze rozwiązanie, które może magazynować energię elektryczną lub ogrzewać czynnik grzewczy.

Panele elastyczne są łatwiejsze w montażu i wygodniejsze, ale ich trwałość jest mniejsza.

Jak zbudowane są konwertery fotowoltaiczne

Nazwa wskazuje, że przetwarzają one energię słoneczną na energię elektryczną. Są one produkowane w dwóch wersjach - na ramie aluminiowej i na płycie polimerowej.

W pierwszej wersji przednia część jest chroniona przez szkło, a tylna ściana jest pokryta folią izolacyjną. W drugim przypadku obie części ochronne są wykonane z tworzywa sztucznego.

Wszystkie ogniwa fotowoltaiczne są połączone ze sobą za pomocą przewodzących szyn zbiorczych, które są połączone w jeden system. W zależności od właściwości zastosowanego krzemu, wyróżnia się następujące typy paneli słonecznych

1. Monokrystaliczna. Wykorzystuje się w nich czysty krzem, który jest uprawiany jako monokryształ, a następnie cięty na płytki o grubości od 0,4 do 0,4 mm. Płytki te posłużą jako podstawa przyszłych paneli słonecznych. Do jednego panelu potrzeba 36 takich płyt.
2. Polikrystaliczna Warianty są znacznie łatwiejsze w produkcji, dlatego urządzenia słoneczne tego typu kosztują mniej. Istotą tej technologii jest to, że krzem jest topiony, a następnie powoli schładzany, po czym polikryształy są cięte na cienkie płytki. Odmianę tę łatwo odróżnić po jej charakterystycznym, jaskrawoniebieskim kolorze.
3. Na bazie krzemu amorficznego. Ten wariant różni się od poprzednich tym, że zastosowano w nim technologię, w której odparowujący krzem jest osadzany na elemencie nośnym, a następnie ta cienka warstwa jest pokrywana związkiem ochronnym. Urządzenia te są zwykle umieszczane na ścianach domów i innych budynków.

Cechy charakterystyczne konstrukcji paneli.

Najbardziej wydajne są baterie monokrystaliczne, których sprawność wynosi średnio od 14 do 20%. Sprawność akumulatorów polikrystalicznych jest o rząd wielkości niższa i wynosi od 10 do 12%. Wersje z krzemu amorficznego są najmniej wydajne, są przeznaczone do światła rozproszonego i są wykorzystywane jako pomocnicze źródło energii, ich sprawność wynosi od 5 do 6%.

Nawiasem mówiąc! Firma Sanyo opracowała własne rozwiązanie - wielowarstwową strukturę ogniwa fotowoltaicznego, dzięki czemu sprawność jej paneli wynosi 23%.

Wersje filmowe są obecnie produkowane na bazie kadmu, indu i galu. Jest to odmiana polimerowa, która charakteryzuje się elastycznością, a jej parametry są porównywalne z klasycznymi płytami sztywnymi. Ze względu na bezpieczeństwo (wszystkie substancje w składzie są w stanie stabilnym) i niską cenę, rozwiązanie to staje się coraz bardziej popularne.

Czytaj także

Jak działają panele słoneczne

 

Zestaw minimalny dla domu prywatnego

Najlepiej jest kupić gotowy zestaw, aby nie trzeba było montować wszystkich elementów oddzielnie i rozumieć właściwości każdego z nich. Zestawy prefabrykowane zawierają wszystkie potrzebne elementy, a właściwości każdego z nich są tak dobrane, aby system działał z maksymalną skutecznością. O wiele łatwiej jest analizować informacje, ponieważ są one zebrane w jednym miejscu i usystematyzowane.

Jeśli chodzi o zawartość, najczęściej w zestawie znajdują się następujące elementy:

1. Panele słoneczne. W głównej części liczba ta musi być obliczana indywidualnie w zależności od zużycia energii elektrycznej. Należy z wyprzedzeniem rozważyć lokalizację, ponieważ decyduje ona o efektywności pracy.
2. Kontroler Chroni system, monitoruje poziom naładowania akumulatorów i wyłącza zasilanie, gdy akumulatory są w pełni naładowane. Powinny być umieszczone jak najbliżej paneli.
3. Falownik Przekształca prąd stały na prąd zmienny, który jest potrzebny do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego. Należy go dobrać odpowiednio do jego wydajności i pamiętać, że wartości nominalne i szczytowe są różne. Nie należy kupować wersji o zbyt dużej mocy, jeśli przez większość czasu obciążenie jest niewielkie.
4. Baterie. Magazynują one energię w celu jej uwolnienia w czasie, gdy kolektory słoneczne nie wytwarzają lub wytwarzają zbyt mało energii. Stosuje się kilka akumulatorów, które są połączone zworkami w jedną całość.
5. Kabel do połączenia wszystkich elementów sieci, zworki, bezpieczniki, wyłączniki i inne drobne elementy. Również w przypadku zakupu zestawu wszystko, co jest potrzebne, znajduje się w zestawie, więc nie trzeba się martwić o to, co trzeba kupić dodatkowo.

Wygodnym rozwiązaniem są gotowe zestawy.

Skład zestawu może się różnić w zależności od wydajności, rodzaju zastosowanych paneli słonecznych i rodzaju oświetlenia. płyty i cechy montażowe. Wielu sprzedawców dodaje stojak do instalacji akumulatorów oraz plastikowe pudełko na kilka modułów.

Przy wyborze należy brać pod uwagę nie tylko wydajność sprzętu, ale także jego producenta. Najlepiej jest przeczytać recenzje dotyczące zasobów specjalistycznych lub form tematycznych. Opinia osób korzystających z systemu pozwoli zorientować się, czy podane dane odpowiadają danym rzeczywistym i czy nie występują problemy w działaniu wybranego zestawu.

Film wideo "opowie" Ci o doświadczeniach związanych z korzystaniem z paneli słonecznych.

Obliczenia przed zakupem

Aby znaleźć zestaw solarny o odpowiednich parametrach, należy najpierw obliczyć jego wydajność. Zależy to od obciążenia energetycznego - im wyższy jest ten wskaźnik, tym bardziej wydajne akumulatory będą potrzebne. W przypadku domów prywatnych najlepsze są panele o mocy od 150 do 250 W, natomiast w przypadku domów wiejskich wystarczy opcja o mocy 50 W.

Pierwszym krokiem jest obliczenie podstawowego zużycia energii poprzez uwzględnienie każdego używanego urządzenia i jego średniego czasu pracy w ciągu dnia. Następnie wystarczy zsumować wszystkie liczby, aby uzyskać szacunkowe obciążenie w kilowatogodzinach.

Jest to minimalna liczba, do której należy dążyć. Konieczne jest stworzenie pewnej rezerwy i uwzględnienie strat energii występujących w sieci zasilającej oraz stopniowego spadku poziomu naładowania akumulatorów. Zazwyczaj tworzy się rezerwę w wysokości około 30%, ale lepiej jest ją zwiększyć.

Przykład systemu z ośmioma bateriami.

Aby znacznie zmniejszyć zużycie energii elektrycznej i nie kupować urządzeń o dużej mocy, które są znacznie droższe, warto przerobić niektóre odbiorniki energii na zasilane napięciem 12 V. Można założyć żarówki LED i zakupić w tym celu niektóre urządzenia. Pozwoli to znacznie zmniejszyć zużycie energii i zaoszczędzić na kolektorach słonecznych.

Należy pamiętać o uwzględnieniu nasłonecznienia, które jest miarą ilości energii słonecznej docierającej do danego obszaru. Aby obliczyć liczbę paneli dla danego regionu, należy skorzystać z gotowego arkusza danych. Należy pamiętać, że maksimum przypada na lato, a minimum na zimę; nie należy tego pomijać.

Nasłonecznienie zależy od regionu.

Mając wszystkie dane, można dokonać obliczeń, przyjmując za podstawę miesiące o minimalnym nasłonecznieniu i skupiając się na nich. W tych okresach system pracuje z prawie pełną wydajnością, a w pozostałym czasie jest przeciążony, co zapobiega przeciążeniu i szybkiemu pogorszeniu się stanu systemu w wyniku dużych obciążeń.

Wybór zasad

Aby wybrać panel słoneczny bez doświadczenia, należy wziąć pod uwagę kilka aspektów. Każdy z nich jest ważny, dlatego warto go zrozumieć, aby nie przeoczyć żadnego z niuansów:

1. Producent paneli słonecznych. Istnieje wiele opcji, należy wybrać te, które są od dawna na rynku i cieszą się uznaniem użytkowników. Najłatwiejszym sposobem jest przeczytanie recenzji konkretnych modeli, wtedy wszystko stanie się jasne. Nie należy brać tanich, chińskich paneli od nieznanych producentów, o których nie ma żadnych informacji.
2. Wartość PTC/STC. Są one określane przez niezależne laboratoria w Stanach Zjednoczonych Ameryki, a ich wartość odzwierciedla wydajność w rzeczywistych warunkach (producenci zwykle podają wartości dla warunków idealnych, których osiągnięcie jest mało prawdopodobne). Wartość ta powinna wynosić około 90%, im jest wyższa, tym lepiej.
3. Mała liczba oznaczająca tolerancję ujemną. Jest to tak zwane odchylenie rzeczywistej wydajności kolektorów słonecznych od ich wartości nominalnej, które nie powinno być większe niż 3%. A jeszcze lepiej, jeśli jest ona pozytywna. Jednocześnie należy kupować takie same panele, ponieważ w przypadku zastosowania różnych paneli system będzie pracował na elemencie o najmniejszej mocy, co spowoduje spadek wydajności.
4. Gwarantowany okres użytkowania. Średni okres eksploatacji wynosi 15 lat, a informacje na ten temat powinny być podane na oficjalnej stronie internetowej producenta i w dokumentacji technicznej. Jeśli nie ma żadnych danych lub gwarancja jest znacznie niższa, należy znaleźć przyczynę. Często sprzedawcy oferują wadliwe panele, które są o rząd wielkości tańsze, ale mają też krótszy okres gwarancji.
5. Sprawność regulatorów i inwerterów musi wynosić co najmniej 95%. W przeciwnym razie w systemie wystąpią znaczne straty energii. W sprzedaży jest wiele opcji o sprawności do 85%, ale rzeczywista wydajność jest jeszcze niższa, dlatego nie należy skąpić na jakości. Tanie chińskie produkty mogą być niestabilne i zmarnują o wiele więcej energii, niż zostało zmarnowane podczas zakupu.
6. Niezawodność elementów ramy, na których będą montowane panele. Wielu sprzedawców, w celu zaoszczędzenia pieniędzy, oferuje elementy nośne nie najwyższej jakości. Ich niezawodność mocowania jest mniejsza i nie są one trwałe. Lepiej jest kupować warianty wykonane z powlekanego aluminium od renomowanych producentów. W przeciwnym razie istnieje ryzyko, że panele po prostu się przewrócą, a oszczędności będą kosztować bardzo dużo pieniędzy.
7. Sprawność wybranych kolektorów słonecznych. Warto zwrócić uwagę na ten parametr tylko po to, aby obliczyć powierzchnię modułów dla normalnego zaopatrzenia w energię. Ten parametr nie ma wpływu na nic innego. Jeśli jest wolne miejsce na dachLepiej jest zaoszczędzić pieniądze i kupić moduły o niższej sprawności, nie wpłynie to w żaden sposób na działanie systemu.

Większość sprzedawanych obecnie paneli słonecznych jest produkowana w Chinach.

Przy okazji! Aby porównać oferty, należy zapytać różnych sprzedawców o cenę za 1 wat energii słonecznej. W ten sposób można porównać, która opcja jest najbardziej opłacalna.

Popularne źródła

Aby mieć pewność, że system będzie działał przez długi czas, a wartości podane w dokumentacji technicznej nie będą odbiegały od rzeczywistych, warto wybierać produkty sprawdzonych producentów. Nie należy oszczędzać na jakości - przy zakupie paneli słonecznych jest to niedopuszczalne. Obecnie najlepsze opcje to:

1. LG Energy. Firma opracowuje panele od około 30 lat, a od 11 lat produkuje je na skalę przemysłową. Fabryka znajduje się w Korei Południowej, a akumulatory objęte są 25-letnią gwarancją i należą do średniego i wyższego segmentu cenowego. Produkty premium są popularne w Ameryce Północnej i Europie.
2. SunPower. Amerykańska firma produkująca panele słoneczne o długiej żywotności. W ciągu 25 lat moc paneli zmniejszyła się tylko o 8%. Produkty są drogie, ale uważane za jedne z najtrwalszych na rynku.
3. Grupa REC. Norweska firma, która prowadzi produkcję w Singapurze, produkuje niezawodne panele, udziela 20-letniej gwarancji, a wydajność spada powoli, więc okres eksploatacji jest znacznie dłuższy niż gwarancja. Dostępne są warianty w kategorii średniej i drogiej.
4. Panasonic. Inna znana marka. Panele słoneczne tego producenta są objęte 25-letnią gwarancją, charakteryzują się wysoką jakością i długim okresem eksploatacji. Produkty są dobrze przystosowane do stosowania na średnich szerokościach geograficznych, a ich sprawność wynosi 18-20%.
5. Jinko Solar. Chińska firma, która sprzedaje produkty na całym świecie i jest uważana za jedną z najlepszych w segmencie tanich cen. Produkty objęte są gwarancją na 25-30 lat i charakteryzują się wysoką jakością pomimo niskiej ceny. Dostępne są zarówno modele ekonomiczne, jak i średniej klasy.
6. Trina Solar. Kolejna chińska marka, która oferuje tanie panele o dobrych wskaźnikach pracy, ale gwarancja jest znacznie krótsza - 10 lat, w tym okresie wydajność spada o około 10%. Wielu ekspertów uważa, że ta opcja jest optymalna pod względem stosunku ceny do jakości.
7. Longi Solar. Firma z Chin, która niedawno weszła na rynek światowy, ale już od dawna sprzedaje niedrogie panele słoneczne w kraju. W produkcji stosuje się monokryształy, co zapewnia dobre działanie nawet w niskich temperaturach i przy słabym oświetleniu. Sprawność waha się od 18 do 20%.

SunPower to jeden z najdłużej działających akumulatorów.

Koszt zestawu i okres zwrotu nakładów

Nie jest możliwe podanie dokładnych ram czasowych, w których koszt systemu zaopatrzenia w energię elektryczną się zwróci. Wpływa na to wiele czynników. Należy jednak wziąć pod uwagę kilka ważnych kwestii i można obliczyć przybliżoną wartość, która sprawdzi się w większości przypadków i pomoże ocenić korzyści oraz podjąć decyzję, czy warto zainstalować taki system:

1. Jeśli dom nie jest podłączony do centralnych mediów, należy wyjaśnić, ile będzie kosztować podłączenie i skompletować całą niezbędną dokumentację. Koszty różnią się w zależności od regionu i pracy, jaką ma wykonać firma dostarczająca energię - mogą wynosić od 50 000 do 500 000 rubli. W rzeczywistości system może się zwrócić już od pierwszego dnia eksploatacji, a może to potrwać kilka lat.
2. W celu zapewnienia nieprzerwanych dostaw energii, w przypadku braku podłączenia do sieci, najłatwiej jest użyć generatora. Dzięki generatorowi dom zawsze będzie miał prąd, nawet jeśli pogoda będzie pochmurna przez kilka tygodni. Jest on włączany tylko w razie potrzeby, co również jest ważne. W takich przypadkach koszty zwracają się średnio w ciągu 5 lat.
3. Jeśli istnieje centralna sieć energetyczna, można zrezygnować z instalowania generatora i zasilać się z niej, gdy energia wytworzona przez panele słoneczne jest niewystarczająca. Proste rozwiązanie, które zmniejsza koszty energii elektrycznej, zwłaszcza w lecie, kiedy system może działać w pełni autonomicznie. W takich przypadkach średni okres zwrotu nakładów wynosi 15 lat.

Włączenie generatora do systemu czyni go bardziej złożonym, ale zapobiega powstawaniu problemów.

Jeśli chodzi o cenę zestawu, to przeciętny zestaw 4 modułów o mocy 300 W i wszystkich niezbędnych do nich elementów kosztuje od 120 do 200 tys. lub więcej, wszystko zależy od producenta komponentów. To wystarczy do zasilenia domu o powierzchni około 100 metrów kwadratowych. Jeśli konstrukcja jest większa lub mniejsza, koszt jest różny, ale okres zwrotu inwestycji jest zazwyczaj taki sam.

Żywotność paneli słonecznych

Aby ocenić korzyści, należy zastanowić się, jak długo panele wytrzymają i czy po upływie okresu gwarancji trzeba będzie je wymienić. Należy wziąć pod uwagę kilka kwestii:

1. Najbardziej trwałe są opcje monokrystaliczne i polikrystaliczne. W ciągu 25 lat użytkowania tracą one nie więcej niż 10% swojej pojemności. Jednak nawet wtedy utrata mocy jest nieznaczna, a w ciągu następnych 10-15 lat utracona zostanie mniej więcej taka sama ilość mocy. Można więc z całą pewnością stwierdzić, że okres eksploatacji takich wariantów wynosi 35-40 lat, a może nawet więcej.
2. Warianty cienkowarstwowe mają znacznie krótszy okres eksploatacji, wynoszący 10-20 lat. Ponadto w ciągu pierwszych 2 lat utrata pojemności może wynosić 10-30%, a większość producentów zapewnia rezerwę mocy, aby zrekompensować ten problem. W późniejszym okresie straty nie są już tak znaczące.
3. Aby przedłużyć okres eksploatacji, należy unikać uszkodzeń części systemu. Należy przyciąć gałęzie z pobliskich drzew i co najmniej kilka razy w sezonie umyć powierzchnię. Sprawdź, czy mocowania i styki są zabezpieczone, aby nie doszło do ich przegrzania.
4. Należy rozważyć koszt wymiany innych elementów systemu. Na przykład akumulatory wytrzymują zwykle od 6 do 10 lat (15 lat w przypadku najbardziej niezawodnych), a urządzenia energoelektroniczne mają żywotność od 10 do 12 lat. Koszt wymiany tych części jest również znaczny, co należy wziąć pod uwagę przy obliczaniu opłacalności.

Przy okazji! Im trudniejsze warunki klimatyczne i większe wahania temperatury między dniem a nocą, a także między porami roku, tym krótszy jest okres eksploatacji kolektorów słonecznych. W regionach południowych trwają one znacznie dłużej.

Panele słoneczne powinny być okresowo czyszczone i nie mogą być uszkadzane przez gałęzie drzew.

Wybierając kolektory słoneczne do domu, najlepiej jest preferować niezawodne i sprawdzone opcje monokrystaliczne i polikrystaliczne. Moduły dobrej jakości będą działać przez około 40 lat, a straty mocy w tym czasie wyniosą około 20%.