Отримання енергії від сонця стало дуже популярним в останні роки. Не дивно, адже ця енергія чиста, екологічна та безкоштовна. Єдина вартість, яку доведеться заплатити, — це придбання сонячних колекторів або фотоелектричних панелей.
Використовувати енергію сонця — дуже спокуслива перспектива. Адже вона безкоштовна, доступна кожному та існує у великих обсягах. Це можна зробити двома основними способами — за допомогою сонячних колекторів або фотоелектричних (PV) панелей.
Сонячні колектори для води забезпечують тепло, і в українських кліматичних умовах їх найчастіше використовують для обігріву води. Панелі, в свою чергу, забезпечують електроенергією, що, безумовно, є більш універсальним видом енергії, який можна використовувати багатьма способами. Однак тут проблема полягає у накопиченні генерованої електроенергії, саме тому невеликі домашні установки майже завжди підключені до електромережі, і енергія, яка не використовується в даний момент, подається до неї.
Скільки сонця насправді досягає сонячних колекторів та фотоелектричних панелей?
Хоча кількість сонячної енергії в нашій кліматичній зоні все ще величезна, її розподіл залежно від пори року дуже нерівномірний.
Річна кількість енергії сонячного випромінювання, що падає на 1 м2 поверхні, становить приблизно 1000 кВт-год. Це насправді багато, тому що, щоб отримати таку кількість тепла, необхідно спалити, наприклад, 100 м3 природного газу. Тим часом щорічна потреба в новому будинку площею 150 м2 становить 10 000–20 000 кВт-год.
На жаль, не можна захопити та використати всю сонячну енергію, яка доходить до певної ділянки. Друга, ще більш серйозна проблема — щорічний розподіл цієї енергії. Користувачі отримують приблизно 4/5 цього за пів року, і на жаль ніяк не можна це змінити. Як можна легко здогадатися, саме під час опалювального сезону (приблизно 180 днів) необхідно задовольнятися лише 1/5 річної загальної енергії сонця. Як результат, середнє значення за грудневий день приблизно в 10 разів нижче, ніж у червні чи липні.
З цієї причини сонячні колектори здатні повністю задовольнити попит на гарячу воду для побуту в літні місяці, а взимку вони лише незначно підтримують звичайне джерело тепла (котел, обігрівач). З іншого боку, найкраще підключити фотоелектричні установки до електромережі, а потім скласти баланс — коли є його надлишок, можна повернути його для збору електроенергії пізніше.
Як виглядає типова сонячна установка?
Сонячні колектори — це рішення, яке використовується вже багато років і є досить популярним. На ринку домінують два рішення — так званні плоскі та вакуумні трубчасті колектори. Плоска конструкція простіша, а ціна дещо нижча. З точки зору корисності, важливо, щоб у літній сезон плоскі панелі могли віддавати навіть більше тепла, ніж вакуумні. З іншого боку, в холодну пору року вакуум отримує перевагу, тоді менше тепла виходить в навколишнє середовище. Принцип роботи всіх сонячних колекторів однаковий — сонце нагріває елемент, який називається поглиначем, і від нього нагріває антифриз, який циркулює між колекторами та котушкою в резервуарі з гарячою водою.
Ємність повинна бути великою, зазвичай 200-300 літрів на 4 людини. Рідина приймає тепло, отримане колекторами, але також виконує роль своєрідного акумулятора. У сонячний теплий день можна отримати більше гарячої води, ніж використовується, але це рішення дозволяє використати цей надлишок, якщо погода буде менш сприятливою наступного дня.
У типовій ситуації, коли колектори повинні нагрівати лише воду для 4-5 людей, установка може бути невеликою. Достатньо 2-3 колекторів площею приблизно 2 м2 кожен. Тож усі вони разом не перевищуватимуть 6 м2. Зазвичай можна знайти стільки місця на сонячній поверхні даху. Це, безумовно, найпопулярніше місце, і це правильно, адже тоді можна, наприклад, влаштувати короткі труби, що з’єднують колектори з резервуаром для води, завдяки чому мінімізуються втрати тепла. |
