A diferenza do poderoso e custoso sistema de calefacción que está equipado na vivenda común, unha casa de eficiencia enerxética non queima combustible nin converte a electricidade da rede en calor (excepto nos casos de caída crítica da temperatura). Tal casa conserva tenazmente no seu interior, grazas ao illamento térmico coidadoso, á ventilación con recuperación e á localización óptima do edificio, a chamada calor pasiva. E calquera cousa pode ser utilizada como fonte desta enerxía pasiva:
- luz solar directa que penetra polas fiestras;
- calor xerada polos electrodomésticos, e mesmo polos residentes e as mascotas;
- e, por suposto, dispositivos cuxa función principal é subministrar enerxía solar á casa: paneis solares (baterías), dos que se tratará.
Os paneis solares encaixan harmoniosamente nunha casa pasiva, xa que cumpren plenamente o principio principal da súa construción: utilizar enerxías renovables do medio ambiente.
O principio de funcionamento dos paneis solares e a súa interacción con outros sistemas domésticos
- O funcionamento dos paneis solares baséase na conversión da radiación térmica que afecta ás obleas de silicio en electricidade;
- Os paneis solares permiten utilizar a enerxía solar para operar electrodomésticos, sistemas de ventilación e calefacción (parcialmente);
- Se as capacidades dos paneis solares son superiores ás demandas dos fogares, entón o excedente de enerxía pode usarse en sistemas de almacenamento e conversión de electricidade.
- Se a demanda de electricidade supera a capacidade dos paneis, a parte que falta pode obterse da rede (opción dunha estación solar de rede) ou dun xerador de combustible líquido (estación solar autónoma).
Tipos de módulos solares
A clasificación dos sistemas fotovoltaicos realízase segundo os criterios dos materiais e deseños empregados. As baterías solares son:
- En forma de paneis de silicio (o máis común, o máis alto rendemento e o máis caro), a eficiencia - ata o 22%; Fabbráronse en tres subtipos: monocristalino (o máis fiable), policristalino e amorfo; nas dúas primeiras posicións úsase silicio puro, na terceira - hidróxeno de silicio, que se aplica ao substrato;
- Película: fabricada con telururo de cadmio, seleniuro de cobre-indio e polímeros. Teñen un prezo máis baixo, pero tamén un menor rendemento (eficiencia 5-14%), polo que para adaptar a batería aos "apetitos" do fogar, será necesario un aumento da superficie que recibe radiación.
As propiedades de consumo dos paneis solares descríbense polas seguintes características:
- Poder.Canto maior sexa a área do panel solar, maior será a súa potencia; Para xerar enerxía de 1 kWh/día no verán precisaranse uns 1, 5 m2 de placas solares. A potencia máis eficiente maniféstase cando os raios caen perpendicularmente sobre a superficie da batería, o que non se pode garantir constantemente, polo que cambiar o rendemento do panel durante as horas de luz é un proceso natural. Para conseguir que a cantidade de enerxía necesaria se obteña na primavera e no outono, hai que engadirlle aproximadamente un 30% a esta zona;
- Eficiencia(eficiencia) dos paneis solares modernos - en media uns 15-17%;
- Duración da batería e perda de enerxía co paso do tempo. Os fabricantes, por regra xeral, ofrecen unha garantía para o funcionamento dos paneis solares durante 25 anos, prometendo unha redución de potencia durante este período de non máis do 20% do orixinal (para algúns fabricantes, a vida útil varía entre 10 e 25 anos). cunha garantía de redución de potencia non superior ao 10 %. Os módulos cristalinos son os máis duradeiros, a súa vida útil estimada é de 30 anos. A primeira batería solar do mundo leva máis de 60 anos en funcionamento. A diminución da produción de módulos solares en si prodúcese principalmente pola destrución gradual da película de selado e o enturbiamento da capa entre o vidro e as células solares - pola humidade, a radiación ultravioleta e os cambios de temperatura;
- Batería incluída, que garante o funcionamento do panel pola noite, é unha boa incorporación ás capacidades do xerador solar. A batería adoita durar menos que o propio módulo solar, de media 4-10 anos;
- Dispoñibilidade de nodos adicionais– como un estabilizador de voltaxe, un controlador de carga da batería, un inversor (conversor DC a AC 220 V para uso doméstico) fai máis cómodo o funcionamento do dispositivo e a súa integración no sistema "Smart Home";
- Custo da batería– depende directamente da súa área: canto máis potente sexa o dispositivo, máis caro é. Ademais, os paneis de fabricación estranxeira aínda son máis baratos que os nacionais, xa que os paneis solares son máis populares alí que no noso país. Pero ao comparar os prezos dos nosos dispositivos e os importados, é necesario, en primeiro lugar, comparar a eficiencia operativa dos paneis solares entre si - aquí os fabricantes nacionais conseguen bos indicadores de eficiencia - ata o 20%.
Selección e uso de baterías fotovoltaicas
Á hora de seleccionar paneis solares para unha vivenda particular, baséanse, en primeiro lugar, na carga que terán que soportar. Ademais, é necesario relacionarse coa xeometría da vivenda e a planificación das actividades de mantemento preventivo, que en conxunto requiren unha coidadosa consideración dos seguintes aspectos:
- Consumo enerxético diario dos dispositivos que se prevé alimentar con enerxía solar (iluminación de salas, consumidores eléctricos domésticos, dispositivos de seguridade e automatización, etc. ). Hai que ter en conta que a carga e descarga das baterías tamén consome enerxía (aproximadamente un 20%), e os equipos adicionais tamén terán as súas perdas (por exemplo, nun inversor de media - 15-20%);
- A relación entre as dimensións requiridas dos paneis de traballo e as áreas de cuberta correspondentes e a súa xeometría;
- A capacidade de limpar as superficies de traballo das baterías de sucidade, neve e outros factores que afectan o funcionamento dos conversores fotográficos.
Puntos importantes no funcionamento dos paneis solares
- Evite danos físicos ao panel (os arañazos e os danos á integridade da película protectora poden provocar contactos curtos e/ou corrosión);
- En condicións climáticas duras, recoméndase equipar as estacións solares con estruturas de bloqueo do vento;
- As inspeccións periódicas, a limpeza e o mantemento son obrigatorios.
Custo e amortización dos paneis solares
Para a zona media do noso país, cada quilowatt de enerxía do panel solar xera a seguinte cantidade de enerxía:
- no verán - 5 kWh/día (maio-agosto);
- en primavera e outono - 3-4 kWh/día (marzo-abril, setembro-outubro);
- no inverno - 1 kWh/día.
Ao calcular os custos dunha estación solar autónoma, ademais do custo dunha unidade de enerxía xerada polos paneis (uns 60 rublos por 1 W), cómpre ter en conta o custo dos equipos adicionais: desde fixacións e cableado ata baterías, dispositivos de protección e inversores (que supón polo menos o 5 % do custo total, pero os prezos poden variar significativamente, dependendo dos fabricantes e da potencia).
Segundo as recomendacións dos expertos, os custos óptimos para un sistema solar durante todo o ano obtéñense mediante o esquema de "opción de verán máis un xerador eléctrico de reserva". É certo que o xerador terá que acenderse na primavera e no outono, sen esquecer no inverno (as baterías solares nunca están deseñadas para cargarse completamente na tempada de inverno).
Ao calcular o período de recuperación dunha instalación de enerxía solar, a súa produción compárase co parámetro que se toma como base. Nunha estación solar de rede, estas son as tarifas eléctricas; no caso dun sistema de enerxía solar autónomo, este é o custo da enerxía producida por un xerador eléctrico de combustible líquido. A amortización estímase baseándose no feito de que unha batería solar de 1 kW producirá aproximadamente 1000 kWh de enerxía ao ano.
Se tomamos o prezo medio de 1 kWh de electricidade como 5 rublos, entón o período de amortización dunha estación solar de rede será: 80. 000 rublos / 5 rublos * 1000 kWh = 16 anos.
Cunha garantía de 30 anos para unha instalación solar de rede, a amortización (a unha tarifa de 5 rublos/kWh) producirase nun prazo de 16 anos e, nos próximos 14 anos, a electricidade subministrarase gratuitamente.
En canto a un sistema de enerxía solar autónomo, en rigor, a cantidade de enerxía que produce ao ano será inferior aos 1000 kWh designados, que comparte co xerador eléctrico. Pero para cálculos aproximados, non é necesario reducir este número, para ter en conta aproximadamente o aumento do consumo específico de combustible que se produce cando o xerador está cargado parcialmente (é dicir, periodicamente, non constantemente). Entón, o período de amortización do sistema autónomo (baseado no custo da enerxía producida polo xerador de combustible líquido - 25 rublos por 1 kWh) ten o seguinte aspecto: 150. 000 rublos / 25 rublos * 1000 kWh = 6 anos.
Ademais dos indicadores técnicos, a eficiencia dos paneis solares que forman parte dunha central solar autónoma está confirmada polo seu período de recuperación, que é de 6 anos.
Non se reducen as tarifas
Pero os exemplos de instalacións de enerxía solar que se dan suxiren que agora as tarifas pódense "conxelar" individualmente e pode comezar a aforrar aproveitando as capacidades dos paneis fotovoltaicos. Só tes que compralos a fabricantes de marca e probados no mercado para que os seus parámetros sexan previsibles tanto no deseño como no funcionamento.
E o mellor é tratar problemas como: mesmo na fase de deseño dunha casa eficiente enerxéticamente:
- procurando que a fachada sur non estea sombreada;
- selección do ángulo de inclinación do tellado e das superficies de traballo dos paneis;
- orientación correcta da casa aos puntos cardinais;
- evitando o sombreamento das zonas de traballo das placas solares, a súa colmatación con follas de árbores, etc.
Neste caso, todos os parámetros estarán ligados de forma óptima entre si e asegurarase o funcionamento máis eficiente dos paneis solares para unha determinada estrutura.