Systemy energii słonecznej 101

Zdjęcie: Fafco

Energia słoneczna może być wykorzystywana do wykonywania wszelkiego rodzaju pracy w domu, od dostarczania energii elektrycznej do świateł i urządzeń po rozgrzewanie basenu, spa, prysznica lub pokoju. Ale to, jak dobrze działa układ słoneczny, będzie zależeć od dziesiątek czynników, w tym miejsca, w którym mieszkasz, ekspozycję na słońce, stawkę elektryczną, to, co płacisz za ogrzewanie paliwa, budżet i zaangażowanie w korzystanie z energii Słońca raczej niż twoi obecni dostawcy.

Sercem każdego aktywnego układu słonecznego, niezależnie od tego, czy zapewnia on energię elektryczną czy ciepło, jest kolekcjoner (czasami nazywany panelem lub modułem). Systemy pasywne polegają na działaniu sił naturalnych, takich jak ruch ciepła z zimnego do gorącego i fakt, że rosną gorące płyny. I odwrotnie, aktywny system wymaga innego sprzętu, takiego jak dmuchawy, pompy i falowniki, aby wykorzystać energię, którą wychwytują ze słońca.

Typowe rodzaje kolekcjonerów
Istnieją zasadniczo dwa rodzaje kolekcjonerów słonecznych, elektryczne (te przekształcające promienie słoneczne w energię elektryczną) i termiczne (te, które przekształcają go w ciepło). Oba są zazwyczaj znajdujące się na dachach, chociaż tablice mogą być również montowane w ziemi lub słupie.

Słoneczne panele elektryczne (czasami określane jako moduły PV lub fotowoltaiczne) zwykle składają się z płytek silikonowych o wielkości ogniw słonecznych, przewodowych i zmontowanych w panelu lub module. Często mają niebieską lub zieloną obsadę, ale mogą być czarne. Najczęstsze rodzaje mieszkalnych kolekcjonerów słonecznych są:

• Krystaliczne moduły PVobejmują zdecydowaną większość kolekcjonerów słonecznych na rynku. Są one wykonane przez krojenie sztuczne kryształowe wlewki krzemowe lub bochenki na wafle, z których każdy zawiera dodatni i ujemny elektron. Wafle są połączone ze sobą, aby utworzyć moduły, a moduły są połączone ze sobą, aby utworzyć tablice. Gdy wafle są uderzone przez światło słoneczne, prąd elektryczny biegnie z przednich kontaktów do tylnych styków, dystrybuując ładunek z modułu do modułu.

• Moduły i laminaty cienki filmusą wytwarzane przez zdeponowanie różnych materiałów półprzewodników w bardzo cienkich warstwach na różnych podłożach, w tym szkła i elastyczne zaplecze. Oni również produkują energię elektryczną. Jeśli materiał półprzewodnikowy jest chroniony przez szkło, kolekcjonerki słoneczne cienki filmu są określane jako moduły. Kiedy materiał półprzewodnikowy ma elastyczną osłonę ochronną, nazywane są laminatami.

Moduły i laminaty cienkopięcia odpowiadają za niewielką część całkowitej sprzedaży modułów słonecznych, częściowo ze względu na fakt, że wymagają one do czterech razy więcej miejsca na dach, aby wytworzyć tę samą moc wyjściową KW-HR/YR. Zastosowanie mieszkalne, które wzbudziło największe zainteresowanie cienkimi pv, znajduje się na metalowych dachach (między pionami) i jako gonty słoneczne.

Słoneczne kolektory termiczne są używane do zastosowań grzewczy. Istnieje jednak wiele wyjątków. Niektóre kolektory termiczne wyglądają jak duże, płaskie pudełka lub mają do nich przymocowane cylindryczne zbiorniki. Inne składają się z serii dużych szklanych rur. Najczęstsze rodzaje słonecznych kolekcjonerów termicznych obejmują:

• Termiczne płaskie kolektory, Zaprojektowane do ogrzewania, są zazwyczaj od 4 "- do 5 cali, prostokątne obudowy ze szklanymi osłonami na górze. Wewnątrz obudowy znajduje się poczerniały arkusz absorbera ze zintegrowanymi fragmentami, przez które płyn przepływa, aby oderwać ciepło słońca. Podgrzewany ciecz może być następnie wykorzystany do wody domowej lub do ogrzewania przestrzeni. Rurki przemieszczają się przez obudowę kolektora, dzięki czemu można ją podłączyć do dodatkowych kolekcjonerów, a także do sieci zasilania i zwrotu. Ciecz krąży przez kolektor, to zwykle woda lub przeciw zamarzaniu (glikol) lub kombinacja tych dwóch.

• Ewakuowane kolekcjonerki rur, Nowszy rodzaj kolektora termicznego, wykonany z rzędu ewakuowanych rur, każda z własną płytą absorbującą i rurkami. Ciecz usuwa ciepło z płyty absorbera, podobnie jak w przypadku konwencjonalnego kolektora termicznego. Korzystanie z ewakuowanych kolekcjonerów rur wzrosło w ostatnich latach, ale nadal reprezentują niewielki procent dzisiejszego rynku.

• Niezwłaniowe kolekcjonerki termiczne są zazwyczaj wytłaczane z czarnego polimeru i obejmują serię rur, przez które podgrzewanie cieczy można pompować. Niezwłaniowe kolektory termiczne nadają się do zastosowań w niskiej temperaturze, takich jak te używane do podgrzewania basenów i spa.

• Kolekcjonerzy gorącego powietrza zwykle są większe niż kolekcjonerzy, którzy podgrzewają ciecz, czasami pokrywając całą zewnętrzną ścianę budynku. W konsekwencji są częściej stosowane w zastosowaniach komercyjnych. Niektóre kolekcjonerzy gorącego powietrza, zwane także kolekcjonerami „chłodzonymi powietrzem”, są oszklone. Takie kolektory są używane do ogrzewania przestrzeni. Niewiele może się z nimi nie pomylić, ponieważ zamrażanie i przegrzanie nie są problemami.

Jak działają systemy słoneczne
Solar Electric Collectors przekonwertuj promieniowanie słoneczne bezpośrednio na energię elektryczną, które mogą być używane natychmiast, przechowywane w akumulatorach lub wysyłane do sieci elektrycznej. W tym drugim przypadku właściciel domu otrzymuje uznanie za to, co jest produkowane, obniżając w ten sposób rachunek za prąd. W efekcie firma użyteczności publicznej służy jako magazynowanie energii elektrycznej produkowanej w okresie dnia, w którym jej nie potrzebujesz. Siatka znajduje się również jako kopia zapasowa na pochmurne okresy, gdy nie wytwarzasz dużo energii słonecznej.

Kolektorzy termiczne przekształcają energię słoneczną na ciepło. Promieniowanie uderza w płytę absorbera, a ciepło jest odciągane przez ciecz lub powietrze. Należy przewidzieć, aby poradzić sobie z przegrzaniem systemów chłodzonych cieczą, gdy nie ma zapotrzebowania na ciepło. Jeśli używana jest woda, należy dokonać przepisów dotyczących zamrażania. Ciepło może być używane natychmiast lub przechowywane do późniejszego użycia. W systemach ogrzewania ciepłej wody słonecznej zbiornik przechowuje gorącą wodę. W przypadku basenów basen działa jak zbiornik magazynowy.

W ogrzewaniu przestrzeni słonecznej ciepło może być przechowywane w dużych zbiornikach z wodą lub w pewnym rodzaju murowaniu, w tym pojemnikom wypełnionym kamieniem. Podgrzewane powietrze może być dystrybuowane do różnych pomieszczeń przez kanały lub rury w taki sam sposób, jak konwencjonalne systemy grzewcze.

Najlepszy zwrot z inwestycji
Różne zachęty federalne i stanowe mogą być dostępne dla właścicieli domów, którzy chcą zainstalować system słoneczny. Możesz dowiedzieć się, co jest dostępne w Twojej okolicy, przechodząc do bazy danych zachęt państwowych dla odnawialnych źródeł energii i wydajności (DSIRE).

Ogólnie rzecz biorąc, krajowe podgrzewanie ciepłej wody i podgrzewania basenu mają najkrótsze zwrotki (5–7 lat) i wymagają najmniejszych inwestycji (3000 do 10 000 USD przed zachętami). Instalacje kosztują mniej klimatu, w których temperatury zamarzania nie są problemem. Instalacje energii słonecznej, które zaspokoiłyby znaczną część potrzeb elektrycznych, wymagają znacznie większych inwestycji, chociaż koszty komponentów spadły w ostatnich latach. Jeśli wykonane podczas budowy, koszty są znacznie niższe.

Programy leasingowe, jeśli są dostępne w Twojej okolicy, również radykalnie obniżają koszty instalacji systemu. Ogrzewanie przestrzeni słonecznej wymaga również dużej inwestycji, chyba że chcesz po prostu rozgrzać się jeden lub dwa pokoje po południowej stronie domu.

Niezależnie od tego, jaki rodzaj układu słonecznego zastanawiasz się, zacznij oszczędzać energię. Wyłączenie światła kosztuje o wiele mniej, przyjmuje krótsze prysznice i izoluj na poddaszu i ścian niż instalacja tablicy kolekcjonerów słonecznych!

Rozważanie słonecznego dla twojego domu? Znajdź profesjonalnego wykonawcę w Twojej okolicy, tutaj.

Uwaga autora: Oprócz tego, że jest częstym czynnikiem przyczyniającym się do Bobvila.Com, Joe Provey jest współautorem, z Everett M. Barber, z konwersji domu na energię słoneczną (Taunton Press, 2010)