Lietuviški plokštieji saulės kolektoriai: skirtumai, veikimo principai ir praktiniai įrankiai

Svarstydami ar diskutuodami apie saulės elektrines ir jų įsiregimą dažnai painiojame esminę saulės modulių sąvoką. Dažniausiai ši, saulės energijai gaminti naudojama, įranga (saulės moduliai) yra klaidingai vadinama „saulės baterijomis“. Tiesa, nors abu paminėtieji elementai vis dėlto naudojami saulės energijos gamybai, jų paskirtis energijos gamybos procese - skirtinga. Kalbant šia tema, turbūt neretai tenka išgirsti ir dar vieną terminą - „saulės kolektoriai“. Tačiau kuo jie visi skiriasi ir kada kurią sąvoką vertėtų vartoti? Kas yra fotovoltiniai saulės moduliai ir ką reikėtų apie juos žinoti?

Fotovoltiniai įrenginiai sudaryti iš puslaidininkių medžiagų, kurios saulės šviesą paverčia elektros energija. Taigi, fotovoltiniai moduliai - tai, grandinėmis sujungti pavieniai elementai, kurie kartu sudaro vieningą sistemą saulės šviesą paverčiančią elektros energija. Elektros generavimo procesas vyksta pačiame fotovoltiniame elemente saulės šviesai (energijai) atskyrus elektronus nuo jų pagrindinio silicio atomų. Elektronams fiksuojant fotonus (šviesos energiją) yra suteikiama energijos jų išsilaisvimui nuo „šeimininko“ atomo. Laisvajam elektronui kirtus PN sandūrą/ jungtį sunku sugrįžti atgal, todėl viršutiniame paviršiuje, nukreiptame į saulę, susidaro neigiama įtampa (galiniame - teigiama). Sujungus šiuos paviršius išorine grandine yra ištraukiama srovė, įtampa ir sugeneruota energija iš saulės elemento.

Paprasčiau tariant, saulės modulių paskirtis - generuoti elektros energiją pasitelkiant saulės šviesą. Modulių generuojama elektros energija gali būti naudojama visoms buities reikmėms (elektrinių buities prietaisų naudojimui). Daugiau apie saulės modulius galite sužinoti Solet Technics interneto puslapyje „saulės moduliai“.

Tuo tarpu dažnai saulės modulius vadinamų „saulės baterijų“ paskirtis šiek tiek kitokia. Nors jos nėra pagrindinė saulės elektrinės dalis, jų funkcija taip pat be galo svarbi - kaupti pagamintą ir nepanaudotą elektros energiją (elektros energijos perteklių) vėlesniam naudojimui. Taigi, saulės elektrinės sugeneruota ir nepanaudota elektros energija niekur nedingsta, jos atsargos yra kaupiamos saulės baterijose. Pastarosios saulės elektrinėje dažniausiai yra naudojamos, kai prarandama galimybė prisijungti prie elektros tinklų ar prisijungimo kaina viršija baterijų kainą.

Kam yra reikalingi saulės kolektoriai?

Priešingai nei saulės modulių, kolektorių gaminama energija yra tik šiluminė (nėra gaminama elektra). Pastarosios energijos gamyba vyksta saulės kolektoriams gavus saulės energijos - saulės spinduliuotė paverčiama vartotojui naudinga šilumine energija, kuri perduodama skysčio pavidalu, tekančiu per kolektorių (pavyzdžiui, vandeniu ar neužšąlančiu skysčiu). Ši energija naudojama tik namų šildymui ar karšto vandens ruošimui. Nepanaudota energija gali būti kaupiama šiluminėje saugykloje. Dažniausiai išskiriamos dvi saulės kolektorių rūšys - plokštieji (skysčiu perduodama energija) ir vakuuminiai (oru perduodama energija).

Plokščiasis kolektorius sudarytas iš absorberio, šiluminės izoliacijos ir vamzdelio, kuriuo teka šilumnešis. Tuo tarpu vakuuminis saulės kolektorius yra sudarytas iš atskirtų sandarių vamzdelių, kurių viduje esančios varinės plokštelės, kaitinamos saulės spindulių, kaupia energiją (kolektoriuose nėra jokios izoliacinės medžiagos, nes kiekviename vamzdelyje esantis vakuumas - pati efektyviausia šilumos izoliacija). Pastarieji geriausiai tinkami naudoti šaltesnio klimato juostose, kur saulės kiekis yra ne toks didelis.

Pagrindiniai skirtumai tarp saulės kolektorių ir saulės fotovoltinių modulių

Be jau aprašytų funkcinių skirtumų, saulės kolektoriai ir fotovoltiniai moduliai taip pat išsiskiria savo efektyvumu bei charakteristikomis. Saulės moduliai, sudaryti iš fotovoltinių elementų, yra naudojami elektros energijai gaminti ir tiekti gyvenamiesiems namams ar komercinėms reikmėms. Saulės spinduliuotė, patenkanti ant modulių, yra paverčiama nuolatine srove (DC). O keitiklio pagalba ši srovė pakeičiama į kintamąją (AC), kurią naudojame namuose. Kita vertus, saulės kolektoriai surenka šilumą iš saulės spindulių ir ją paverčia į šildymui tinkamą energiją. Saulės kolektoriai dažniausiai naudojami šildyti tiek komercines, tiek gyvenamąsias patalpas. O saulės elektrinės - tiekti elektros energiją. Modulių efektyvumas priklauso nuo saulės šviesos kiekio, kuris yra paverčiamas elektra. Įrenginio efektyvumas svyruoja nuo 17 iki 22 proc., tačiau jį gali paveikti ir temperatūra, montavimo kampas. Našus saulės kolektorių veikimas taip pat priklauso nuo spinduliuotės kiekio, kuris patenka ant šių paviršiaus.

Taip pat priklauso ir faktai dėl temperatūros, nuostolių, šilumos pernešimo ir paviršiaus ploto. Trumpai tariant, saulės kolektoriai ir elektrinės yra du atskiri prietaisai, atliekantis skirtingas funkcijas. Tačiau, saulės kolektoriai yra skirti tik šildymui. Saulės elektrinė yra universalesnė sistema.

Saulės kolektorių kainos ir praktiniai aspektai

Saulės kolektorių kaina priklauso nuo plokščių tipo ir kokybės. Tačiau, gali varijuoti dėl sudėtingesnio saulės kolektorių įrengimo. Pavyzdžiui, jei norimame įrengti name yra sudėtinga ar pasenusi vandentiekio sistema, saulės kolektorių įrengimo išlaidos gali padidėti. Kaina priklauso ir nuo šildymo sistemos dydžio, saulės kolektorių skaičiaus ir karšto vandens poreikio. Dažniausiai, 3-4 miegamųjų kambarių namui yra įrengiami 2-5 saulės kolektoriai. Plokštieji saulės kolektoriai leidžia paruošti nemokamą karštą vandenį ilgiau nei pusę metų, o žiemą šildymo elektra saulės kolektorius sutaupo iki 50 proc. vandens ruošimo išlaidų. Saulės kolektorių panelės garantija yra iki 10 metų. Įsigiję saulės kolektorių ne tik sutaupysite šildymui išleidžiamus pinigus, bet ir jausitės puikiai prisidėdami prie ekologišką energiją elektrai gaminti vartojančios bendruomenės. Vandens šildymas saulės energija patogus ir tuo, kad modernūs šildytuvai su saulės kolektoriais gali veikti ir apsiniaukusią dieną, kai saule patiems žmonėms pasimėgauti atrodo neįmanoma, tad saulės elektrinės efektyvios ir tuomet, kai vyrauja atšiauresni lietuviški orai.

Kiek kainuoja saulės baterijos, priklauso nuo jų tipo - hibridinių plokščiųjų-vakuuminių kolektorių ir baterijų kaina būna didesnė. Kita vertus, vakuuminis saulės kolektorius turi gerą izoliaciją, kadangi vakuumas nėra laidus nei šalčiui, nei šilumai. Bet kuris saulės elementas yra puiki alternatyva tradiciniam šildymui. Price range: €1.690,00 through €2.690,00. Įvertinimas: 5.00 iš 5 (viso įvertinimų: 1) (1 atsiliepimas).

Plokščiasis saulės kolektorius - tai karšto vandens ruošimui naudojamas įrenginys, skirtas papildyti jau turimą karšto vandens paruošimo arba šildymo sistemą. Įrenginio veikimui yra būtina turėti namuose įrengtą akumuliacinę talpą su papildomu šilumokaičiu arba reikia atskirai įsigyti akumuliacinę vandens talpą pagal savo individualius poreikius. Optimalus sprendimas ilgaamžiškumo ir kainos atžvilgiu. Lazeriu suvirintas absorberis pagamintas iš aukštos kokybės medžiagų - aliuminio ir vario (Al-Cu). Aukštas efektyvumas pasiekiamas naudojant aukštos kokybės PVD absorbuojančią dangą, saulės spinduliams itin pralaidų U1 klasės stiklą ir pilną korpuso šiluminę izoliaciją (akmens vata). Pagaminta Europoje. Patogus naudojimas. Plokštieji saulės kolektoriai gali būti naudojami tiek individualiems namams, tiek ir didelėms saulės energijos vandens šildymo sistemoms (daugiabučiai, baseinų šildymas, komerciniai ir pramoniniai pastatai).

Saulės kolektorių sistemos montavimo ir eksploatavimo detalės: cirkuliacinis siurblys ALEX HX 10 su išsiplėtimo indu, akumuliacinė talpa, šilumokaitis, valdiklis su dviejų jutiklių integracija, neužšąlančio skysčio naudojimas. Sistema dažnai yra prijungiama prie akumuliacinės talpos/boilerio, o šilumos pernešimui naudojama darbo stotelė su elektroniniu valdikliu ir integruotu cirkuliaciniu siurbliu. Tačiau saulės kolektoriui integruotos vandens talpos nėra, todėl šiluma transportuojama į nuotolinę talpą.

Plokščiųjų saulės kolektorių sistema veikia šaltojo sezono metu ir nereikalauja papildomos priežiūros - su sąlyga, jeigu sistema užpildyta neužšąlančiu skysčiu, o vamzdžiai, kurias transportuojama šiluma, gerai izoliuoti. Tačiau šaltuoju sezonu sugeriamos energijos kiekiai yra ženkliai mažesni. Be to, Viessmann plokščiojo kolektoriaus sprendimai pasižymi ThermProtect technologija, kuri neleidžia stagnacijos ir sumažina garų susidarymą. Montavimo galimybės yra įvairios: horizontaliai ar vertikaliai, ant stogo ar kitose konstrukcijose.

Be vakuuminių vamzdinių kolektorių, „Viessmann“ taip pat siūlo plokščiuosius kolektorius, skirtus gyvenamiesiems, komerciniams ir komunaliniams pastatams. Šie kolektoriai pagaminti iš korozijai ir UV spinduliams atsparių medžiagų ir su absorberiu, per kurį teka šilumos skystis. Pagrindinis jų veikimo principas - šiluma iš saulės įkaitina skystį, kuris vėliau perduoda karštą vandens kaupikliui ar buferiniam kaupikliui. Jei sunyksta energija, kaupiklis gali laikyti šilumą ir nelaikyti įšaldymo. Plokščiojo kolektoriaus širdis yra absorberis - vingiuotas vamzdis, kuriuo teka saulės energijos skystis.

• Fotovoltiniai moduliai verčia šviesą į elektros energiją.
• Saulės kolektoriai konvertuoja saulės energiją į šilumą.
• Moduliai generuoja DC srovę; inverteriu paverčiama į AC energiją namų naudojimui.
• Plokštieji kolektoriai yra būtini šilumai ir karštam vandeniui ruošti, dažnai su akumuliacine talpa.
• Vakuuminiai kolektoriai tinka šaltesniems klimatiniams regionams dėl itin geros izoliacijos.
• Kainos priklauso nuo tipo, dydžio ir sudėtingumo įrengimo.
• ThermProtect technologija mažina stagnaciją ir padidina saugumą.

Praktiniai patarimai planuojant plokščiųjų kolektorių įrengimą

1. Įvertinkite namo stogo ar fasado konfigūraciją ir galimų pajungimų trumpumą.
2. Pasirinkite plokščiojo kolektoriaus modelį atsižvelgiant į šildymo poreikį ir karšto vandens poreikį.
3. Apskaičiuokite galimą sutaupymą žiemą ir vasarą bei priežiūros kaštus.
4. Pasirūpinkite, kad sistema būtų užpildyta neužšąlančiu skysčiu ir tinkamai izoliuoti vamzdžiai.
5. Įvertinkite gamintojų teikiamų garantijų trukmę ir servisų prieinamumą.

tags: #lietuviski #plokstieji #saules #kolektoriai