Solárnu energiu je možné použiť na rôzne práce okolo domu, od poskytovania elektriny pre svetlá a spotrebiče až po ohrev bazéna, vírivky, sprchy alebo miestnosti. To, ako dobre pre vás solárny systém funguje, bude závisieť od desiatok faktorov, vrátane toho, kde žijete, vystavenia slnku, vašej elektrickej energie, toho, čo platíte za vykurovacie palivo, vášho rozpočtu a vášho záväzku skôr využívať slnečnú energiu ako vaši súčasní poskytovatelia.
Srdcom každej aktívnej slnečnej sústavy, bez ohľadu na to, či poskytuje elektrinu alebo teplo, je kolektor (niekedy sa nazýva panel alebo modul). Pasívne systémy sa spoliehajú na to, že pri svojej činnosti fungujú prírodné sily, napríklad pohyb tepla z chladu na teplo a skutočnosť, že horúce tekutiny stúpajú. Aktívny systém naopak vyžaduje ďalšie zariadenia, ako sú napríklad dúchadlá, čerpadlá a invertory, aby mohli využívať energiu, ktorú zachytíte zo slnka.
SPOLOČNÉ TYPY ZBERATEĽOV
V zásade existujú dva typy slnečných kolektorov, elektrické (tie, ktoré premieňajú slnečné lúče na elektrinu) a tepelné (tie, ktoré ho menia na teplo). Oba sa zvyčajne nachádzajú na strechách, aj keď sú polia pripevnené tiež na zem alebo na stĺp.
Solárne elektrické panely (niekedy označované ako FV alebo fotovoltaické moduly) sa zvyčajne skladajú zo silikónových doštičiek s veľkosťou solárnych článkov a dlaždíc, ktoré sú káblové a zostavené do panelu alebo modulu. Často majú modrý alebo zelený odtieň, ale môžu byť tiež čierne. Najbežnejšie typy bytových solárnych elektrických kolektorov sú:
• Kryštalické FV panely
predstavuje prevažnú väčšinu solárnych elektrických kolektorov na trhu. Vyrábajú sa krájaním ingotov alebo chlebov z umelých kremíkových kryštálov na plátky, z ktorých každý nesie pozitívny a negatívny elektrón. Oblátky sú zapojené dohromady do formy modulov a moduly sú zapojené dohromady do formy polí. Keď sú dosky vystavené slnečnému žiareniu, z predných kontaktov na zadné kontakty vedie elektrický prúd, ktorý distribuuje náboj z modulu do modulu.
• Tenkovrstvové moduly a lamináty sa vyrábajú nanášaním rôznych polovodičových materiálov vo veľmi tenkých vrstvách na rôzne podklady vrátane skla a pružných podkladov. Aj oni vyrábajú elektrinu. Ak je polovodičový materiál chránený sklom, označujú sa tenkovrstvové slnečné kolektory ako moduly. Ak má polovodičový materiál pružný ochranný kryt, hovorí sa im lamináty.
Tenkovrstvové moduly a lamináty tvoria malý zlomok z celkového predaja solárnych modulov, čiastočne však kvôli skutočnosti, že na výrobu rovnakého výkonu kWh / rok vyžadujú až štyrikrát viac strešného priestoru. Domáca aplikácia, ktorá má najväčší záujem o tenkovrstvové PV, je na kovových strechách so stojatými švami (medzi zvislými švami) a ako solárne šindle.
Solárne tepelné kolektory sa používajú na vykurovanie, sú zvyčajne objemnejšie a stoja o niečo viac zo strechy. Existuje však veľa výnimiek. Niektoré tepelné kolektory vyzerajú ako veľké, ploché boxy alebo sú k nim pripevnené valcové nádrže. Ostatné pozostávajú zo série veľkých sklenených trubíc. Medzi najbežnejšie typy solárnych tepelných kolektorov patria:
• Tepelné ploché kolektory, určené na vykurovanie, sú zvyčajne štvorcové obdĺžnikové kryty so šírkou 4 ″ až 5 ″ so sklenenými krytmi na vrchu. Vo vnútri krytu je začiernená absorpčná vrstva s integrovanými priechodmi, cez ktoré preteká kvapalina, ktorá odvádza slnečné teplo. Ohriata kvapalina sa potom môže použiť na úžitkovú vodu alebo na vykurovanie priestorov. Hadice prechádzajú cez kryt kolektora, takže ho možno pripojiť k ďalším kolektorom, ako aj k napájacej a vratnej sieti. Kvapalina, ktorá cirkuluje cez kolektor, je zvyčajne voda alebo nemrznúca zmes (glykol) alebo ich kombinácia.
• Evakuované trubicové kolektory, novší typ tepelného kolektora, je vyrobený z radu evakuovaných trubíc, z ktorých každá má vlastnú absorpčnú dosku a potrubie. Kvapalina odvádza teplo z dosky absorbéra, rovnako ako to robí pri konvenčnom tepelnom kolektore. Používanie kolektorov s evakuovanými elektrónkami sa v posledných rokoch zvýšilo, stále však predstavujú malé percento dnešného trhu.
• Nezasklené tepelné kolektory sú typicky extrudované z čierneho polyméru a zahŕňajú sériu rúrok, cez ktoré je možné čerpať kvapalinu, ktorá sa má ohriať. Neglazované tepelné kolektory sú vhodné pre nízkoteplotné aplikácie, napríklad na vykurovanie bazénov a kúpeľov.
• Zberače horúceho vzduchu bývajú väčšie ako kolektory, ktoré ohrievajú kvapalinu, a niekedy pokrývajú celú vonkajšiu stenu budovy. Preto sa častejšie používajú v komerčných aplikáciách. Niektoré kolektory horúceho vzduchu, nazývané tiež „vzduchom chladené“ kolektory, sú zasklené. Takéto kolektory sa používajú na vykurovanie priestorov. Nie je veľa, čo sa s nimi môže pokaziť, pretože zamrznutie a prehriatie nie sú problém.
AKO FUNGUJÚ SOLÁRNE SYSTÉMY
Solárne elektrické kolektory premieňajú slnečné žiarenie priamo na elektrinu, ktorú je možné okamžite použiť, uskladniť v batériách alebo odoslať do elektrickej siete. V druhom prípade dostane majiteľ domu úver za to, čo sa vyrobí, čím zníži svoj účet za elektrinu. Energetická spoločnosť v skutočnosti slúži ako sklad elektriny, ktorá sa vyrába v priebehu dňa, keď ju nepotrebujete. Mriežka je tu tiež ako záloha pre oblačné obdobia, keď neprodukujete veľa solárnej elektriny.
Tepelné kolektory premieňajú slnečnú energiu na teplo. Radiácia dopadá na dosku absorbéra a teplo je odvádzané kvapalinou alebo vzduchom. Musia sa prijať opatrenia na riešenie prehriatia kvapalinou chladených systémov, keď nie je dopyt po teple. Ak sa použije voda, je potrebné zabezpečiť mrazenie. Teplo je možné ihneď použiť alebo uskladniť na ďalšie použitie. V solárnych systémoch na ohrev teplej vody zásobník akumuluje teplú vodu. V prípade bazénov funguje bazén ako akumulačná nádrž.
Pri solárnom vykurovaní priestorov môže byť teplo akumulované vo veľkých nádržiach s vodou alebo v niektorých druhoch muriva vrátane nádob naplnených kameňom. Ohriaty vzduch môže byť distribuovaný do rôznych miestností potrubím alebo potrubím rovnakým spôsobom ako bežné vykurovacie systémy.
NAJLEPŠIA NÁVRATNOSŤ INVESTÍCIÍ
Majitelia domov, ktorí chcú inštalovať solárny systém, môžu mať k dispozícii rôzne federálne a štátne stimuly. Informácie o tom, čo je k dispozícii vo vašej oblasti, nájdete v databáze štátnych stimulov pre obnoviteľné zdroje a účinnosť (DSIRE).
Všeobecne platí, že aplikácie na ohrev teplej úžitkovej vody a vykurovanie bazénov majú najkratšiu návratnosť (5 až 7 rokov) a vyžadujú najmenšie investície (3 000 až 10 000 dolárov pred stimulmi). Zariadenia stoja lacnejšie v podnebí, kde mrznúce teploty nie sú problémom. Inštalácie solárnej elektriny, ktoré by uspokojili značnú časť vašich elektrických potrieb, si vyžadujú oveľa väčšie investície, aj keď náklady na komponenty v posledných rokoch poklesli. Ak sa to urobí počas výstavby, náklady sú podstatne nižšie.
Leasingové programy, ak sú dostupné vo vašej oblasti, tiež dramaticky znižujú náklady na inštaláciu systému. Solárne vykurovanie priestorov si tiež vyžaduje veľké investície, pokiaľ nechcete jednoducho vyhriať jednu alebo dve miestnosti na južnej strane vášho domu.
Bez ohľadu na to, o akom type slnečnej sústavy uvažujete, začnite šetriť energiou už teraz. Vypínanie svetiel, kratšie sprchy a izolácia podkrovia a stien stojí oveľa menej, ako je tomu pri inštalácii radu slnečných kolektorov!
Zvažujete solárne pre váš domov? Tu nájdete profesionálneho dodávateľa vo vašej oblasti.
Poznámka od autora: Okrem toho, že je Joe Provey častým prispievateľom na BobVila.com, spolu s Everettom M. Barberom spoluautorom knihy „Convert your home to solar energy“ (The Taunton Press, 2010).