Сонячну енергію можна використовувати для всіляких робіт по дому, починаючи від забезпечення електрикою освітлювальних приладів та до обігріву басейну, спа-центру, душу або кімнати. Але те, як добре працює сонячна система, буде залежати від десятків факторів, включаючи те, де ви живете, ваш вплив на сонце, вашу електричну швидкість, те, що ви платите за опалювальне паливо, ваш бюджет і вашу прихильність скористатися сонячною енергією ніж поточні провайдери.
Серцем будь-якої активної сонячної системи, незалежно від того, забезпечує вона електроенергією чи теплом, є колектор (іноді його називають панеллю або модулем). Пасивні системи покладаються на дії природних сил, таких як переміщення тепла від холодного до гарячого та той факт, що гарячі рідини піднімаються. І навпаки, для активної системи потрібне інше обладнання, таке як повітродувки, насоси та інвертори, щоб використовувати енергію, яку ви захоплюєте від сонця.
ЗАГАЛЬНІ ТИПИ КОЛЕКТОРІВ
По суті, існує два типи сонячних колекторів, електричний (перетворюючи сонячні промені в електричний) і тепловий (перетворюють його на тепловий). Обидва вони зазвичай знаходяться на дахах, хоча масиви також можуть бути встановлені на землі або на стовпі.
Сонячні електричні панелі (іноді їх називають фотоелектричними або фотоелектричними модулями), як правило, складаються із силіконових пластин розміром із плитку розміром із плитку, з'єднаних дротом і зібраних у панель або модуль. Вони часто мають синій або зелений відтінок, але можуть бути і чорними. Найпоширенішими типами побутових сонячних електричних колекторів є:
• Кристалічні фотомодулі
складають переважну більшість сонячних електричних колекторів на ринку. Вони виготовляються шляхом нарізання штучних злитків кристалів кремнію, або хлібців, на пластини, кожна з яких містить позитивний і негативний електрон. Вафельні пластини з'єднані між собою, щоб сформувати модулі, а модулі - дротовими, щоб утворити масиви. Коли на пластини потрапляє сонячне світло, електричний струм проходить від передніх контактів до задніх контактів, розподіляючи заряд від модуля до модуля.
• Тонкоплівкові модулі та ламінати виготовляються шляхом нанесення різних напівпровідникових матеріалів дуже тонкими шарами на різні основи, включаючи скло та гнучкі основи. Вони теж виробляють електроенергію. Якщо напівпровідниковий матеріал захищений склом, тонкоплівкові сонячні колектори називаються модулями. Коли напівпровідниковий матеріал має гнучку захисну кришку, їх називають ламінатами.
Тонкоплівкові модулі та ламінати становлять невелику частку від загального обсягу продажів сонячних модулів, однак, частково через те, що їм потрібно до чотирьох разів більше площі на даху для того ж виробництва кВт-год / рік. Житлове застосування, яке викликало найбільший інтерес для тонкоплівкових фотоелектричних фотоелектричних конструкцій, - це металеві покрівлі, що стоять у фальцах (між вертикальними швами), та сонячна черепиця.
Сонячні теплові колектори використовуються для опалення, як правило, громіздкіші і трохи більше відстоюють дах. Проте є маса винятків. Деякі теплові колектори виглядають як великі плоскі ящики або до них прикріплені циліндричні резервуари. Інші складаються з серії великих скляних трубок. До найпоширеніших типів сонячних теплових колекторів належать:
• Теплові плоскі колектори, призначені для опалення, зазвичай мають товщину прямокутних корпусів від 4 до 5 дюймів із скляними кришками зверху. Усередині корпусу знаходиться почорнілий лист поглинача з інтегрованими проходами, через які тече рідина, щоб відвести сонячне тепло. Потім нагріту рідину можна використовувати для водопостачання або опалення приміщень. Трубопровід проходить через корпус колектора, тому його можна підключити до додаткових колекторів, а також до подаючої та зворотної мережі. Рідина, яка циркулює через колектор, як правило, є водою або антифризом (гліколем) або їх комбінацією.
• Евакуйовані трубкові колектори, новий тип теплового колектора, виготовляється з ряду евакуйованих трубок, кожна з яких має власну поглинальну пластину та трубку. Рідина відводить тепло з пластини поглинача, як це робиться із звичайним тепловим колектором. За останні роки зросло використання евакуйованих трубних колекторів, але вони все ще становлять невеликий відсоток сучасного ринку.
• Неглазуровані теплові колектори зазвичай екструдуються з чорного полімеру і включають ряд трубок, через які рідина, що підлягає нагріванню, може перекачуватися. Неглазуровані теплові колектори підходять для низькотемпературних застосувань, таких як опалення басейнів та спа-центрів.
• Колектори гарячого повітря мають тенденцію бути більшими за колектори, які нагрівають рідину, іноді покриваючи всю зовнішню стіну будівлі. Отже, вони частіше використовуються в комерційних програмах. Деякі колектори гарячого повітря, які також називають колекторами, що охолоджуються повітрям, засклені. Такі колектори використовуються для обігріву приміщення. З ними не так багато може піти не так, оскільки заморожування та перегрів не є проблемою.
ЯК ПРАЦЮЮТЬ СОНЯЧНІ СИСТЕМИ
Сонячні електричні колектори перетворюють сонячне випромінювання безпосередньо на електрику, яку можна негайно використовувати, зберігати в батареях або направляти в електричну мережу. В останньому випадку власник будинку отримує кредит за те, що виробляється, тим самим знижуючи рахунок за електроенергію. По суті, комунальне підприємство служить сховищем для електроенергії, яка виробляється в періоди доби, коли вона вам не потрібна. Мережа також є резервною для похмурих періодів, коли ви не виробляєте багато сонячної електроенергії.
Теплові колектори перетворюють сонячну енергію в тепло. Випромінювання потрапляє на пластину поглинача, і тепло відводиться рідиною або повітрям. Повинні бути передбачені положення щодо перегріву систем, що охолоджуються рідиною, коли немає потреби в теплі. Якщо використовується вода, необхідно забезпечити заморожування. Тепло можна використовувати негайно або зберігати для подальшого використання. У сонячних системах опалення гарячою водою ємність зберігає гарячу воду. У випадку з плавальними басейнами басейн виступає в ролі накопичувального бака.
При сонячному опаленні приміщення тепло може зберігатися у великих резервуарах з водою або в деяких типах кладки, включаючи контейнери, наповнені каменем. Нагріте повітря можна розподілити по різних приміщеннях за допомогою повітроводів або труб приблизно так само, як звичайні системи опалення.
НАЙКРАЩЕ ПОВЕРНЕННЯ ІНВЕСТИЦІЙ
Власники будинків, які бажають встановити сонячну систему, можуть отримати різні федеральні та державні стимули. Ви можете дізнатись, що є у вашому районі, перейшовши до Бази даних державних стимулів для відновлюваних джерел енергії та ефективності (DSIRE).
Взагалі, опалення для гарячого водопостачання та опалення басейнів мають найкоротші виплати (від 5 до 7 років) і вимагають найменших вкладень (від 3000 до 10 000 доларів до стимулювання). Установки коштують дешевше в кліматі, де температура замерзання не є проблемою. Установки сонячної електроенергії, які б задовольнили значну частину ваших потреб у електриці, вимагають набагато більших вкладень, хоча витрати на комплектуючі за останні роки впали. Якщо це зробити під час будівництва, витрати значно нижчі.
Програми лізингу, якщо вони є у вашому районі, також різко знижують витрати на встановлення системи. Сонячне опалення приміщення також вимагає великих інвестицій, якщо ви просто не хочете обігріти одну або дві кімнати на південній стороні вашого будинку.
Незалежно від того, який тип Сонячної системи ви плануєте, почніть економити енергію зараз. Вимкнути світло, прийняти коротший душ та утеплити горище та стіни коштує набагато менше, ніж встановити безліч сонячних колекторів!
Враховуючи сонячну енергію для свого будинку? Знайдіть професійного підрядника у вашому районі тут.
Примітка автора: Окрім того, що Джо часто співпрацює з BobVila.com, Джо Прові є співавтором разом з Евереттом М. Барбер, проекту „Перетвори свій будинок на сонячну енергію” (The Taunton Press, 2010)