Valorificarea energiei soarelui pentru alimentarea caselor este o opțiune viabilă și din ce în ce mai rentabilă pentru proprietarii de case.
Energia solară poate fi folosită pentru a face tot felul de lucrări în jurul casei, de la furnizarea de energie electrică pentru lumini și electrocasnice până la încălzirea unei piscine, spa, duș sau cameră. Dar cât de bine funcționează un sistem solar pentru tine va depinde de zeci de factori, inclusiv locul în care locuiești, expunerea la soare, tariful electric, ce plătești pentru combustibil pentru încălzire, bugetul și angajamentul tău de a utiliza mai degrabă energia solară. decât furnizorii dvs. actuali.
Inima oricărui sistem solar activ , indiferent dacă furnizează energie electrică sau căldură, este colectorul (numit uneori panou sau modul). Sistemele pasive se bazează pe forțele naturale pentru a funcționa, cum ar fi mișcarea căldurii de la rece la cald și faptul că fluidele fierbinți cresc. În schimb, un sistem activ necesită alte echipamente, cum ar fi suflante, pompe și invertoare, pentru a utiliza energia pe care o captați de la soare.
TIPURI COMUNE DE COLECTOARE
Există în esență două tipuri de colectoare solare, electrice (cei care transformă razele solare în electricitate) și termici (cei care le transformă în căldură). Ambele se găsesc de obicei pe acoperișuri, deși matricele pot fi, de asemenea, montate pe sol sau pe stâlp.
Panourile electrice solare ( uneori denumite module fotovoltaice sau fotovoltaice) sunt de obicei compuse din celule solare – plachete de silicon de dimensiunea plăcilor, conectate și asamblate într-un panou sau modul. Acestea au adesea o culoare albastră sau verde, dar pot fi și negre. Cele mai comune tipuri de colectoare electrice solare rezidențiale sunt:
- Modulele fotovoltaice cristaline cuprind marea majoritate a colectoarelor electrice solare de pe piață. Ele sunt făcute prin felierea lingourilor de cristal de siliciu artificial, sau pâini, în napolitane, fiecare purtând un electron pozitiv și negativ. Wafer-urile sunt conectate împreună pentru a forma module, iar modulele sunt conectate împreună pentru a forma matrice. Când napolitanele sunt lovite de lumina soarelui, un curent electric trece de la contactele frontale la cele din spate, distribuind încărcarea de la modul la modul.
- Modulele și laminatele cu peliculă subțire sunt realizate prin depunerea diferitelor materiale semiconductoare în straturi foarte subțiri pe diferite substraturi, inclusiv sticlă și suporturi flexibile. Și ei produc energie electrică. Dacă materialul semiconductor este protejat de sticlă, colectorii solari cu peliculă subțire sunt denumiți module. Când materialul semiconductor are un înveliș de protecție flexibil, ele se numesc laminate. Modulele și laminatele cu peliculă subțire reprezintă o mică parte din vânzările totale de module solare, parțial datorită faptului că necesită de până la patru ori mai mult spațiu pe acoperiș pentru a produce aceeași putere kW-h/an. Aplicația rezidențială care a atras cel mai mare interes pentru PV cu peliculă subțire este pe acoperișurile metalice cu îmbinare verticală (între cusăturile verticale) și ca șindrilă solară .
Colectorii solari termici sunt folosiți pentru aplicații de încălzire, sunt în general mai voluminoase și stau puțin mai mult de pe acoperiș. Există, totuși, o mulțime de excepții. Unii colectori termici arată ca cutii mari, plate sau au rezervoare cilindrice atașate la ele. Altele constau dintr-o serie de tuburi mari de sticlă. Cele mai comune tipuri de colectoare solare termice includ:
- Colectoarele termice cu plăci plate , proiectate pentru încălzire, sunt de obicei carcase dreptunghiulare cu grosimea de 4″ până la 5″ cu capace de sticlă deasupra. În interiorul carcasei se află o foaie absorbantă înnegrită, cu pasaje integrale prin care curge un lichid pentru a îndepărta căldura soarelui. Lichidul încălzit poate fi apoi utilizat pentru apă menajeră sau pentru încălzirea spațiilor. Tubul trece prin carcasa colectorului, astfel încât poate fi conectat la colectoare suplimentare, precum și la rețeaua de alimentare și retur. Lichidul care circulă prin colector este de obicei apă sau antigel (glicol) sau o combinație a celor două.
- Colectoarele cu tuburi evacuate , un tip mai nou de colector termic, sunt realizate dintr-un rând de tuburi evacuate, fiecare cu placa sa absorbantă și tubulatura. Lichidul elimină căldura de pe placa absorbantă, la fel ca în cazul unui colector termic convențional. Utilizarea colectoarelor cu tub evacuat a crescut în ultimii ani, dar acestea reprezintă încă un procent mic din piața actuală.
- Colectoarele termice neglazurate sunt de obicei extrudate dintr-un polimer negru și includ o serie de tuburi prin care lichidul de încălzit poate fi pompat. Colectoarele termice neglazurate sunt potrivite pentru aplicații la temperaturi scăzute, cum ar fi cele utilizate pentru încălzirea piscinelor și spa-urilor .
- Colectoarele de aer cald tind să fie mai mari decât colectoarele care încălzesc lichidul, acoperind uneori întregul perete exterior al unei clădiri. Prin urmare, ele sunt mai des folosite în aplicații comerciale. Unele colectoare de aer cald, numite și colectoare „răcite cu aer”, sunt vitrate. Astfel de colectoare sunt folosite pentru încălzirea spațiilor. Nu există multe lucruri care pot merge prost cu ele, deoarece înghețarea și supraîncălzirea nu sunt probleme.
CUM FUNCȚIONEAZĂ SISTEMELE SOLARE
Colectorii electrici solari transformă radiația solară direct în energie electrică, care poate fi utilizată imediat, stocată în baterii sau trimisă la rețeaua electrică. În acest din urmă caz, proprietarul casei primește credit pentru ceea ce este produs, reducându-și astfel factura la electricitate. De fapt, compania de utilități servește drept depozit pentru energia electrică care este produsă în perioadele din zi în care nu aveți nevoie de ea. Rețeaua este, de asemenea, acolo ca o rezervă pentru perioadele înnorabile, când nu produceți multă energie solară .
Colectorii termici transformă energia solară în căldură. Radiația lovește placa absorbantă, iar căldura este absorbită de lichid sau aer. Trebuie luate prevederi pentru a face față supraîncălzirii sistemelor răcite cu lichid, atunci când nu există cerere de căldură. Dacă se folosește apă, trebuie luate măsuri pentru înghețare. Căldura poate fi folosită imediat sau depozitată pentru o utilizare ulterioară. În sistemele solare de încălzire a apei calde , un rezervor stochează apa caldă. In cazul piscinelor, piscina actioneaza ca rezervor de stocare.
În încălzirea spațiilor solare, căldura poate fi stocată în rezervoare mari de apă sau în anumite tipuri de zidărie, inclusiv pubele umplute cu piatră. Aerul încălzit poate fi distribuit în diferite încăperi prin conducte sau țevi în același mod ca sistemele convenționale de încălzire.
În general, aplicațiile de încălzire cu apă caldă menajeră și de încălzire a piscinei au cele mai scurte profituri (5 până la 7 ani) și necesită cele mai mici investiții (3.000 $ până la 10.000 $ înainte de stimulente). Instalațiile costă mai puțin în climatele în care temperaturile de îngheț nu reprezintă o problemă. Instalațiile de energie solară care ar satisface o parte semnificativă din nevoile dumneavoastră electrice necesită investiții mult mai mari, deși costurile componentelor au scăzut în ultimii ani. Dacă se face în timpul construcției, costurile sunt semnificativ mai mici.
Programele de leasing, dacă sunt disponibile în zona dvs., reduc, de asemenea, dramatic costul instalării unui sistem. Încălzirea solară a spațiului necesită și o investiție mare, cu excepția cazului în care doriți pur și simplu să încălziți una sau două camere din partea de sud a casei.
Indiferent de ce tip de sistem solar vă gândiți, începeți acum să economisiți energie. Costă mult mai puțin să stingi luminile, să faci dușuri mai scurte și să izolezi mansarda și pereții decât pentru a instala o serie de colectoare solare!