Слънчевата енергия може да се използва за всякакви работи около къщата, от осигуряване на електричество за светлини и уреди до затопляне на басейн, спа център, душ или стая. Но колко добре работи една слънчева система ще зависи от десетки фактори, включително къде живеете, излагането ви на слънце, електрическата ви скорост, какво плащате за отоплително гориво, бюджета и ангажимента ви да черпите от слънчевата енергия от настоящите ви доставчици.
Сърцето на всяка активна слънчева система, независимо дали осигурява електричество или топлина, е колекторът (понякога наричан панел или модул). Пасивните системи разчитат на действието на природни сили, като движението на топлина от студено към горещо и факта, че горещите течности се повишават. И обратно, активната система изисква друго оборудване, като вентилатори, помпи и инвертори, за да използва енергията, която улавяте от слънцето.
ОБЩИ ВИДОВЕ КОЛЕКТОРИ
По същество има два вида слънчеви колектори, електрически (тези, които преобразуват слънчевите лъчи в електричество) и топлинни (тези, които го преобразуват в топлина). И двете обикновено се намират на покриви, въпреки че решетките също могат да бъдат монтирани на земята или на стълб.
Слънчеви електрически панели (понякога наричани фотоволтаични или фотоволтаични модули) обикновено се състоят от силиконови пластини с размер на плочки със слънчеви клетки, свързани и сглобени в панел или модул. Те често имат синя или зелена отливка, но могат да бъдат и черни. Най-често срещаните видове битови слънчеви електрически колектори са:
• Кристални PV модули
съставляват по-голямата част от слънчевите електрически колектори на пазара. Те се получават чрез нарязване на изкуствени слитъци от силициев кристал или питки на вафли, всяка от които носи положителен и отрицателен електрон. Вафлите са свързани помежду си, за да образуват модули, а модулите са свързани заедно, за да образуват масиви. Когато вафлите са ударени от слънчева светлина, електрически ток преминава от предните контакти към задните контакти, разпределяйки заряда от модул на модул.
• Тънкослойни модули и ламинати се правят чрез нанасяне на различни полупроводникови материали в много тънки слоеве върху различни основи, включително стъкло и гъвкави подложки. Те също произвеждат електричество. Ако полупроводниковият материал е защитен от стъкло, тънкослойните слънчеви колектори се наричат модули. Когато полупроводниковият материал има гъвкав защитен капак, те се наричат ламинати.
Тънкослойните модули и ламинати представляват малка част от общите продажби на слънчеви модули, отчасти поради факта, че те изискват до четири пъти повече покривно пространство, за да произведат една и съща мощност от kW-hr / год. Жилищното приложение, което предизвика най-голям интерес за тънкослойни PV, е върху метални покриви с постоянен шев (между вертикалните шевове) и като слънчеви керемиди.
Слънчеви топлинни колектори се използват за отоплителни приложения, обикновено са по-обемисти и малко повече стоят настрани от покрива. Има много изключения. Някои термоколектори изглеждат като големи, плоски кутии или имат цилиндрични резервоари, прикрепени към тях. Други се състоят от поредица от големи стъклени тръби. Най-често срещаните видове слънчеви топлинни колектори включват:
• Термични плоски колектори, предназначени за отопление, обикновено са 4 ″ - до 5 ″ - дебели правоъгълни заграждения със стъклени капаци отгоре. Вътре в заграждението има почернен абсорбиращ лист с интегрални проходи, през които течността тече, за да отвежда слънчевата топлина. След това нагрятата течност може да се използва за битова вода или за отопление на помещенията. Тръбите преминават през корпуса на колектора, така че могат да бъдат свързани към допълнителни колектори, както и към захранващата и връщащата мрежа. Течността, която циркулира през колектора, обикновено е вода или антифриз (гликол) или комбинация от двете.
• Евакуирани тръбни колектори, по-нов тип термоколектор, се прави от ред евакуирани тръби, всяка със собствена абсорбираща плоча и тръби. Течността отвежда топлината от абсорбиращата плоча, точно както прави с конвенционалния термоколектор. Използването на евакуирани тръбни колектори се увеличи през последните години, но те все още представляват малък процент от днешния пазар.
• Неглазирани термоколектори обикновено се екструдират от черен полимер и включват поредица тръби, през които течността, която трябва да се нагрее, може да се изпомпва. Неглазираните термоколектори са подходящи за нискотемпературни приложения, като тези, използвани за отопление на басейни и спа центрове.
• Колектори за горещ въздух са склонни да бъдат по-големи от колекторите, които загряват течността, като понякога покриват цялата външна стена на сграда. Следователно те се използват по-често в търговски приложения. Някои колектори за горещ въздух, наричани още „въздушно охладени“ колектори, са остъклени. Такива колектори се използват за отопление на помещенията. С тях няма много неща, които могат да се объркат, защото замръзването и прегряването не са проблеми.
КАК РАБОТЯТ СЛЪНЧЕВИТЕ СИСТЕМИ
Слънчевите електрически колектори преобразуват слънчевата радиация директно в електричество, което може да се използва незабавно, да се съхранява в батерии или да се изпраща към електрическата мрежа. В последния случай собственикът на жилище получава кредит за произведеното, като по този начин намалява сметката си за електричество. Всъщност компанията за комунални услуги служи за съхранение на електроенергия, която се произвежда през периоди от деня, когато нямате нужда от нея. Мрежата е там и като резервно копие за облачни периоди, когато не произвеждате много слънчева електроенергия.
Термичните колектори преобразуват слънчевата енергия в топлина. Радиацията удря абсорбиращата плоча и топлината се изтегля от течност или въздух. Трябва да се предвидят разпоредби за справяне с прегряването на системи с течно охлаждане, когато няма нужда от топлина. Ако се използва вода, трябва да се вземат мерки за замразяване. Топлината може да се използва веднага или да се съхранява за по-късна употреба. В слънчевите системи за отопление с топла вода резервоар съхранява горещата вода. В случай на басейни, басейнът действа като резервоар за съхранение.
При слънчево отопление на помещението топлината може да се съхранява в големи резервоари с вода или в някакъв вид зидария, включително кошчета, пълни с камък. Нагретият въздух може да бъде разпределен в различни помещения чрез канали или тръби по същия начин, както конвенционалните отоплителни системи.
НАЙ-ДОБРО ВРЪЩАНЕ НА ИНВЕСТИЦИИТЕ
Различни федерални и щатски стимули могат да бъдат на разположение на собствениците на жилища, които желаят да инсталират слънчева система. Можете да разберете какво се предлага във вашия район, като отидете в Базата данни за държавни стимули за възобновяеми източници и ефективност (DSIRE).
Като цяло приложенията за битово отопление с топла вода и отопление на басейни имат най-краткото изплащане (5 до 7 години) и изискват най-малките инвестиции (3000 до 10 000 долара преди стимули). Инсталациите струват по-малко в климат, където температурите на замръзване не са проблем. Слънчевите електрически инсталации, които биха задоволили значителна част от вашите електрически нужди, изискват много по-големи инвестиции, въпреки че разходите за компоненти са спаднали през последните години. Ако се направи по време на строителството, разходите са значително по-ниски.
Лизинговите програми, ако са налични във вашия район, също драстично намаляват разходите за инсталиране на система. Слънчевото отопление на помещенията също изисква голяма инвестиция, освен ако просто не искате да затоплите една или две стаи от южната страна на къщата си.
Независимо какъв тип слънчева система планирате, започнете да пестите енергия сега. Изключването на осветлението, вземането на по-къси душове и изолирането на тавана и стените струва много по-малко, отколкото при инсталирането на множество слънчеви колектори!
Имате предвид слънчевата енергия за вашия дом? Намерете професионален изпълнител във вашия район тук.
Бележка за автора: Освен че често участва в BobVila.com, Джо Прови е съавтор, заедно с Еверет М. Барбър, на „Преобразуване на дома ви в слънчева енергия“ (The Taunton Press, 2010)