Saulė yra didžiulis atsinaujinančios, neišsenkančios energijos šaltinis, kurį galime panaudoti savo šeimos namuose. Fotoelektros elementai (taip pat žinomi kaip saulės elementai) naudojami saulės energijai paversti elektra. Kaip ląstelės iš tikrųjų veikia? Kokia jų kaina ir ar pelninga juos įrengti mūsų namuose? Į visus šiuos klausimus atsakysime žemiau.
Jei planuojate montuoti fotovoltines plokštes, būtinai peržiūrėkite kelių bendrovių pasiūlymus. Juos galite gauti labai paprastai - naudokitės rangovo paieškos paslauga, kurią galima rasti statybos skaičiuotuvų svetainėje. Užpildę trumpą formą, gausite keliolika pasiūlymų iš įvairių įmonių nemokamai ir be jokių įsipareigojimų.
Kas yra fotovoltiniai elementai ir kaip jie veikia?
Fotoelektros elementai yra puslaidininkiniai silicio plokštelės. Viduje yra elektromagnetinis laukas (dar vadinamas potencialiu barjeru). Ant ląstelės krintantys saulės spinduliai išmuša elektronus iš savo puslaidininkių vietos. Tokiu būdu susidaro priešingų krūvių (neigiamų ir teigiamų elektronų) nešėjų poros. Šie krūviai yra atskirti dėl elektrinio lauko veikimo. Dėl to ląstelėse atsiranda elektros įtampa, kurią galime naudoti prijungę energiją vartojančius prietaisus.
Taip pat verta prisiminti, kad šiuolaikinės fotovoltinės plokštės dirba visą dieną nuo aušros iki sutemų. Debesuotomis dienomis jie naudoja išsklaidytus spindulius, o tai reiškia, kad saulės elementas gali veikti nepriklausomai nuo oro sąlygų.
Vienos šeimos namuose įrengtų fotovoltinių elementų tipai
Iki šiol žinome keturių tipų fotovoltinius elementus (seleną, silicį, dažus ir polimerus). Tačiau Lenkijos rinkoje veikiančių gamintojų pasiūlymuose galime rasti tik fotovoltinių plokščių, pagamintų silicio pagrindu. Vienos šeimos namuose naudojame:
Monokristalinis saulės elementas - pagamintas iš vieno silicio kristalo, supjaustyto smulkiais gabalėliais. Juos lengva atpažinti pagal jiems būdingą, labai tamsią spalvą. Šio tipo saulės kolektoriai pasižymi ilgu tarnavimo laiku ir dideliu efektyvumu. Monokristalinė saulės baterija gali paversti 17–22% saulės energijos, o tai yra gana patenkinamas rezultatas. Vieno skydo galia paprastai yra nuo 150 iki 180 W. Išlaidos yra vienintelis reikšmingas trūkumas. Deja, šio tipo fotovoltinių elementų kainoraštis yra gana didelis.
Polikristalinė saulės baterija - pagamintas iš polikristalinio silicio kristalo. Juos galime atpažinti iš melsvos spalvos. Būdingas polikristalinių elementų bruožas yra didelis atsparumas, taip pat verta atkreipti dėmesį į patrauklią fotovoltinių elementų kainą. Šio tipo saulės kolektorių efektyvumas yra nuo 14 iki 18%. Pasak daugelio ekspertų, polikristalinių ląstelių naudojimas yra geriausias sprendimas mūsų klimato sąlygomis.
Amorfinis saulės elementas - yra technologiškai pažangiausi, jie pagaminti iš nekristalizuoto (amorfinio) silicio. Juos galime atskirti šiek tiek bordo spalva ir šiek tiek mažesniais dydžiais. Įdomu tai, kad amorfinės ląstelės gali sukurti elegantiškus modulius, sumontuotus ant pastato stogų ar baliustradų. Šio tipo saulės jėgainės yra mažiausiai efektyvus sprendimas. Jų efektyvumas yra nuo 6 iki 10%. Tačiau verta pabrėžti, kad svarbiausias šio sprendimo privalumas yra patraukli pirkimo kaina. Šio tipo fotoelektrinių plokščių kainoraštis yra patraukliausias mūsų kišenei.
Fotoelektros elementų sistemoms galima gauti patrauklaus finansavimo iš valstybės biudžeto. Jei jus domina, daugiau informacijos šia tema galite rasti spustelėję šią nuorodą.
Saulės elementų sistemos
Vien saulės kolektorių nepakanka saulės energijai paversti elektra. Mums taip pat reikia visos integruotos sistemos, kuri leistų ląstelėms veikti. Komerciniuose pasiūlymuose yra dviejų tipų sistemos
- Išjungtas tinklas (autonominė sistema) - sukuria uždarą sistemą, kurioje energija perduodama į akumuliatorių arba tiesiai į elektros prietaisus.
- Tinklelyje (atvira sistema) - šio tipo saulės jėgainėse nėra baterijų. Perteklinė elektros energija nėra saugoma, bet tiekiama atgal į viešąjį tinklą.
Abi aukščiau išvardytas sistemas galima prijungti tiesiai prie elektros prietaisų arba įrengti papildomą keitiklį, kuris konvertuoja srovę iš nuolatinės į kintamąją. Technologiškai pažangiausiose saulės jėgainėse yra sumontuotos efektyvios baterijos ir valdikliai. Valdiklis gali automatiškai perjungti maitinimą iš saulės (kai baterija išsikrovusi) į energiją, tiekiamą iš viešojo tinklo. Tai gana efektyvus ir funkcionalus sprendimas, padidinantis fotoelektros instaliacijos patogumą.
Svarbiausi fotovoltinių elementų parametrai
Prieš perkant fotovoltinius elementus verta susipažinti su jų techninėmis specifikacijomis. Kai kurie parametrai bus aprašyti gana sudėtingai, tačiau paprastas vartotojas bus patenkintas informacija apie pagrindinius parametrus. Žinoma, verta atkreipti dėmesį į tokius parametrus kaip:
Galios tolerancija - parametras, nurodantis mažiausią modulio galią tam tikromis sąlygomis. Vertė turėtų būti nuo 0 iki 5%.
Didžiausia galia (dar vadinama maksimalia galia) - žymimas simboliu Wp. Šis parametras mums pasako apie didžiausią galią, kurią fotoelektros elementai gauna optimaliomis oro sąlygomis. Tačiau atminkite, kad maksimali galia mažės su elementų darbo laiku.
Maksimali sistemos įtampa - parametras nurodo maksimalią įtampą, kuria gali veikti prie sistemos prijungtos saulės baterijos. Maksimali įtampos vertė svyruoja nuo 600 iki 1000 V.
Tuščiosios eigos įtampa - mes taip pat vadiname atviros grandinės įtampą. Šis parametras nustato maksimalią modulių, neprijungtų prie imtuvų, įtampą. Šio parametro vertė svyruoja nuo 20 iki 50 V.
Maksimali maitinimo įtampa - tai įtampa, gaunama dirbant maksimalia galia.
Reklaminės saulės kolektorių ir šilumos siurblių kainos
Užpildymo koeficientas - parametras, nurodantis faktinės energijos, gautos iš ląstelių, santykį su jų galia, gauta esant maksimaliai srovei ir įtampai. Parametras apibrėžiamas procentais ir neturėtų būti mažesnis nei 70%.
Srovės stipris esant maksimaliai galiai - parametras, nurodytas amperais. Nurodo didžiausią srovės stiprį, kai veikia maksimali galia.
Darbinė temperatūra - tai ypač svarbus parametras. Atminkite, kad mūsų saulės kolektoriai bus veikiami besikeičiančių oro sąlygų, todėl darbinė temperatūra turėtų būti plačiausia, pvz., -45apieC iki +90apieC.
Svarstyklės - šis parametras yra svarbus atliekant montavimo darbus. Verta į tai atkreipti dėmesį ir apskaičiuoti maksimalią mūsų stogo apkrovą. Paprastai viena standartinių dydžių plokštė sveria iki 30 kg (nors yra ir daug sunkesnių išimčių). Komerciniuose pasiūlymuose taip pat yra mažų modulinių plokščių, kurių svoris yra apie 2 kg. Paprastai juos naudojame ant baliustradų ir mažų stogų.
Matmenys - gali nuspręsti dėl įrengimo išlaidų. Standartinio modulio matmenys yra 30 x 45 cm. Tačiau gamintojų pasiūlymuose taip pat yra daug didesnių ir mažesnių modelių.
Fotoelektrinių elementų kaina
Saulės jėgainės Lenkijoje nėra labai populiarios. Jų kaina vis dar gali būti labai didelė. Prieš pirkdami ląsteles, turime prisiminti, kad atskirų gamintojų kainoraštis gali būti labai skirtingas. Todėl verta peržiūrėti kuo daugiau pasiūlymų. Pigiausios (bet ir sunkiai gaunamos) yra amorfinės ląstelės. Vieno elemento kaina gali svyruoti nuo 800 iki 1000 zlotų. Pirksime geros kokybės polikristalinio silicio elementus už 1 300–2 000 PLN. Savo ruožtu už saulės baterijas, pagamintas iš monokristalinio silicio, sumokėsime bent 2500 PLN. Nepamirškite, kad saulės elektrinė vienkiemyje turi turėti nuo keliolikos iki net kelių dešimčių plokščių. Į galutinę pirkimo kainą taip pat įeina keitiklis, montavimo sistemos, surinkimo išlaidos, sistemos konfigūracijos išlaidos, taip pat kabeliai ir apsauga. Todėl matome, kad fotoelektros plokštės Lenkijoje vis dar yra gana didelės išlaidos.
Sąnaudų modeliavimas fotovoltinės plokštės
Manome, kad fotoelektros elementų įrengimas yra nedideliame dviejų aukštų name. Tokiuose pastatuose dažniausiai naudojamos saulės jėgainės, pagamintos iš polikristalinių plokščių. Mūsų atveju įrenginio galia bus 5 kWp ir jį sudarys 20 plokščių (250 Wp) iš vidutinės klasės kainų. Individualios išlaidos bus tokios:
- Saulės kolektoriai (20 x 1300 PLN) - 26 000 PLN
- Inverteris - 5 800 PLN
- Konstrukcija iš aliuminio profilių (pritaikyta stogui iš plieninių čerpių arba keraminių čerpių) - 4000 zlotų
- Apsauga ir kabeliai - 400 PLN
- Montavimo paslauga su konfigūracija - 4 200 PLN
Galutinė mūsų modeliavimo kaina yra 40 400 PLN. Tai yra orientacinė vertė. Atminkite, kad atskirų rangovų kainoraštis gali labai skirtis. Galutinei projekto kainai įtakos turi net euro kursas (dauguma plokščių importuojamos į Lenkiją).
Ar saulės elektrinė bus pelninga?
Mūsų saulės elektrinės galia yra 5 kWW ir ji gali pagaminti apie 4800 kWh elektros energijos per metus. Šią vertę galima palyginti su vidutiniu metiniu elektros energijos poreikiu keturių asmenų namų ūkiui. Tačiau atminkite, kad mūsų įrenginys veikia tinklo režimu ir neturi baterijų. Perteklinė elektros energija nukreipiama į viešąjį tinklą. Įdomu tai, kad energijos perteklių galime parduoti tinklo tiekėjui. Tačiau suma nebus per didelė, o visam procesui reikės susitarti dėl specialios nuolaidos.
Tiekėjas gali pasiūlyti 0,15–0,25 PLN tarifą už kWh, perkeltą į viešąjį tinklą. Toks mažas tarifas neturės per didelės įtakos viso projekto išlaidų padengimui. Mūsų sutaupytos lėšos sumažėja (ar net panaikinamos) sąskaitos už elektrą. Vidutinis tiekėjo tarifas yra 0,60 PLN / kWh. Per metus savo reikmėms pagaminome 4800 kWh, o tai yra 3 120 zlotų. Taigi investicijos į saulės jėgainę atsipirks ne ilgiau kaip per 13 metų. Tačiau atsižvelkime į tai, kad elektros kainos nuolat kyla. Praktiškai gali pasirodyti, kad investicijos atsipirks daug anksčiau.
