Solární energii lze použít k provádění nejrůznějších prací kolem domu, od dodávky elektřiny pro světla a spotřebiče až po ohřev bazénu, lázní, sprchy nebo místnosti. Jak dobře pro vás solární systém funguje, bude záviset na desítkách faktorů, včetně toho, kde žijete, vystavení slunci, vaší elektrické rychlosti, co platíte za topné palivo, vašeho rozpočtu a vašeho závazku spíše využívat sluneční energii než vaši současní poskytovatelé.
Srdcem jakékoli aktivní sluneční soustavy, bez ohledu na to, zda poskytuje elektřinu nebo teplo, je kolektor (někdy nazývaný panel nebo modul). Pasivní systémy spoléhají na působení přírodních sil, jako je pohyb tepla z chladu na teplo a skutečnost, že stoupají horké tekutiny. Aktivní systém naopak vyžaduje další zařízení, jako jsou dmychadla, čerpadla a invertory, aby mohly využívat energii zachycenou ze slunce.
SPOLEČNÉ TYPY Sběratelů
V zásadě existují dva typy solárních kolektorů, elektrické (ty, které přeměňují sluneční paprsky na elektřinu) a tepelné (ty, které ho přeměňují na teplo). Oba se obvykle nacházejí na střechách, i když pole mohou být také připevněna k zemi nebo k pólu.
Solární elektrické panely (někdy označované jako FV nebo fotovoltaické moduly) se obvykle skládají ze silikonových destiček o velikosti solárních článků - dlaždic, zapojených a sestavených do panelu nebo modulu. Často mají modré nebo zelené obsazení, ale mohou být také černé. Nejběžnější typy domácích solárních elektrických kolektorů jsou:
• Krystalické FV panely
tvoří velkou většinu solárních elektrických kolektorů na trhu. Jsou vyrobeny krájením umělých křemíkových ingotů nebo chlebů na plátky, z nichž každý nese pozitivní a negativní elektron. Oplatky jsou spojeny dohromady, aby vytvořily moduly, a moduly jsou spojeny dohromady, aby vytvořily pole. Když jsou destičky zasaženy slunečním světlem, protéká elektrický proud z předních kontaktů na zadní kontakty a distribuuje náboj z modulu do modulu.
• Tenkovrstvé moduly a lamináty jsou vyráběny nanášením různých polovodičových materiálů ve velmi tenkých vrstvách na různé podklady, včetně skla a pružných podkladů. I oni vyrábějí elektřinu. Pokud je polovodičový materiál chráněn sklem, jsou tenkovrstvé solární kolektory označovány jako moduly. Pokud má polovodičový materiál pružný ochranný kryt, říká se jim lamináty.
Tenkovrstvé moduly a lamináty tvoří malý zlomek celkového prodeje solárních modulů, částečně však kvůli skutečnosti, že k výrobě stejného výkonu kW-hr / rok vyžadují až čtyřikrát více střešního prostoru. Rezidenční aplikace, která vzbudila největší zájem o tenkovrstvé PV, je na kovových střechách se stojatými švy (mezi svislými švy) a jako solární šindele.
Solární tepelné kolektory se používají pro vytápění, jsou obecně objemnější a stojí o něco více ze střechy. Existuje spousta výjimek. Některé tepelné kolektory vypadají jako velké ploché krabice nebo jsou k nim připevněny válcové nádrže. Jiné se skládají z řady velkých skleněných trubic. Mezi nejběžnější typy solárních tepelných kolektorů patří:
• Tepelné ploché kolektory, určené k vytápění, jsou typicky obdélníkové skříně se 4 ″ až 5 ″ obdélníkovými kryty se skleněnými kryty nahoře. Uvnitř krytu je zčernalá absorpční vrstva s integrovanými průchody, kterými protéká kapalina, která odvádí sluneční světlo. Ohřátá kapalina může být poté použita pro užitkovou vodu nebo pro vytápění místností. Hadice prochází skrz kryt kolektoru, takže jej lze připojit k dalším kolektorům i k napájecí a zpětné síti. Kapalinou, která cirkuluje kolektorem, je obvykle voda nebo nemrznoucí směs (glykol) nebo kombinace těchto dvou látek.
• Evakuované trubicové kolektory, novější typ tepelného kolektoru, je vyroben z řady evakuovaných trubek, každá s vlastní absorpční deskou a trubkami. Kapalina odvádí teplo z absorpční desky, stejně jako u běžného tepelného kolektoru. Používání kolektorů s vakuovými trubicemi se v posledních letech zvýšilo, ale stále představují malé procento dnešního trhu.
• Nezasklené tepelné kolektory jsou obvykle vytlačovány z černého polymeru a zahrnují řadu trubek, kterými lze čerpat kapalinu, která má být ohřívána. Neglazované tepelné kolektory jsou vhodné pro nízkoteplotní aplikace, jako jsou ty, které se používají k ohřevu bazénů a lázní.
• Sběrače horkého vzduchu bývají větší než kolektory, které ohřívají kapalinu, někdy pokrývají celou vnější stěnu budovy. Proto se častěji používají v komerčních aplikacích. Některé horkovzdušné kolektory, nazývané také „vzduchem chlazené“ kolektory, jsou prosklené. Tyto kolektory se používají k vytápění místností. Není toho mnoho, co by se s nimi mohlo pokazit, protože zamrznutí a přehřátí nejsou problémy.
JAK FUNGUJÍ SOLÁRNÍ SYSTÉMY
Solární elektrické kolektory převádějí sluneční záření přímo na elektřinu, kterou lze okamžitě použít, uskladnit v bateriích nebo odeslat do elektrické sítě. V druhém případě dostane majitel domu úvěr na to, co se vyrobí, čímž sníží svůj účet za elektřinu. Ve skutečnosti společnost poskytující veřejné služby slouží jako úložiště elektřiny, která se vyrábí během období dne, kdy ji nepotřebujete. Mřížka je zde také jako záloha pro zamračená období, kdy neprodukujete příliš mnoho solární elektřiny.
Tepelné kolektory přeměňují sluneční energii na teplo. Záření zasahuje desku absorbéru a teplo je odváděno kapalinou nebo vzduchem. Musí být přijata opatření pro řešení přehřátí kapalinou chlazených systémů, když není potřeba tepla. Pokud se používá voda, je třeba provést opatření pro zmrazení. Teplo lze okamžitě použít nebo uskladnit pro pozdější použití. V solárních systémech ohřevu teplé vody zásobník akumuluje horkou vodu. V případě bazénů funguje bazén jako akumulační nádrž.
Při solárním vytápění prostoru může být teplo skladováno ve velkých nádržích s vodou nebo v nějakém druhu zdiva, včetně nádob naplněných kamenem. Ohřátý vzduch může být distribuován do různých místností potrubím nebo potrubím stejným způsobem jako konvenční topné systémy.
NEJLEPŠÍ NÁVRATNOST INVESTIC
Majitelé domů, kteří chtějí instalovat solární systém, mohou mít k dispozici různé federální a státní pobídky. Informace o tom, co je ve vaší oblasti k dispozici, najdete v databázi státních pobídek pro obnovitelné zdroje a účinnost (DSIRE).
Obecně platí, že aplikace na ohřev teplé vody a ohřev bazénu mají nejkratší návratnost (5 až 7 let) a vyžadují nejmenší investice (3 000 až 10 000 $ před pobídkami). Zařízení stojí méně v klimatu, kde mrznoucí teploty nejsou problém. Instalace solární elektřiny, která by uspokojila významnou část vašich elektrických potřeb, vyžadují mnohem větší investice, ačkoli náklady na komponenty v posledních letech poklesly. Pokud se tak stane během stavby, náklady jsou výrazně nižší.
Leasingové programy, pokud jsou ve vaší oblasti k dispozici, také dramaticky snižují náklady na instalaci systému. Solární vytápění prostor vyžaduje také velké investice, pokud nechcete jednoduše ohřát jednu nebo dvě místnosti na jižní straně vašeho domu.
Bez ohledu na to, o jakém typu sluneční soustavy uvažujete, začněte šetřit energií hned teď. Vypínání světel, kratší sprchy a izolace podkroví a stěn stojí mnohem méně než instalace řady solárních kolektorů!
Uvažujete o solární energii pro váš domov? Zde najdete profesionálního dodavatele ve vaší oblasti.
Poznámka autora: Kromě toho, že je Joe Provey častým přispěvatelem na BobVila.com, je spolu s Everett M. Barber spoluautorem knihy Převeďte svůj domov na sluneční energii (The Taunton Press, 2010).