Сонячні енергетичні системи – технології, що піклуються про природу та економлять кошти.
В далеке минуле відійшли часи, коли приборкання сонячної енергії було темою науково-фантастичних романів. Завдяки інноваційним технологіям з’явилася можливість безкоштовно черпати цей цінний ресурс від найбільшого природного світила. Людство отримало шанс знову стати дитям природи. Воно спрямовує розсудливий погляд у майбутнє. Що чекає нас там, через роки? Стрімко зростають тарифи на комунальні послуги. Сьогодення особливо голосно заявляє про необхідність змін. Новий виток в розвитку людства повинен дати перехід на використання сонячної енергії.
В результаті – все більший процент населення обирає для себе «екофілософію» – радикально новий стиль життя. Екологічна філософія – це турбота про те, щоб наші нащадки жили у світі з чистим повітрям та водою. Економічна філософія – це вигідна інвестиція в придбання автономних сонячних систем, що забезпечують оселю світлом, теплом та гарячою водою.
Сонячні системи являють собою потужне, проте невибагливе в використанні обладнання. Їх встановлюють в основному на покрівлю житлових та промислових будинків з метою перетворення світлових променів в електричний струм та тепло. Використання таких альтернативних технологій у побуті має безліч переваг, серед яких можна виділити хоча б декілька основних:
1. Сонячні системи допомагають суттєво заощаджувати кошти при сплаті рахунків. Вже не лякатиме чергове підвищення тарифів на комунальні послуги, а відомо, що ця проблема є важким тягарем нашого сьогодення.
2. Потужність сонячних енергетичних установок настільки висока, а економія настільки значна, що уже через 3-5 років вони здатні повністю окупити кошти, що вклали в їх придбання.
3. З часом сонячні системи починають приносити дохід. Встановлено: кількість сонячної енергії, що потрапляє на дахи та стіни житлових будівель, значно (майже в три рази) перевищує потребу в ній мешканців дому. Надлишкову енергію можна цілком успішно реалізовувати. В розвинених країнах широко практикується продаж власниками будинків накопиченої сонячними системами енергії місцевим енергетичним компаніям. Зараз це стало можливим і у нас.
4. Автономні енергетичні джерела зроблять житло незалежним від глобальних теплових та електричних мереж. Непередбачувані поломки та проведення ремонтних робіт ніяк не вплинуть на благополуччя Вашої сім’ї.
Таким чином, бачимо, що придбання сонячних систем, особливо за сучасних умов невпинної девальвації грошової одиниці, являється успішним інвестуванням коштів з поглядом в найближче майбутнє.
Що ж представляють собою сонячні системи і як обрати потрібну модель?
Перш за все потрібно знати, що за принципами дії та за призначенням сонячні системи бувають двох видів. Це фотоелектричні та теплові системи.
Обидва види систем працюють по принципу використання енергії випромінюваного сонця, тільки відбувається це в них по-різному.
Фотоелектричні системи трансформують сонячну радіацію в електричну енергію, що дозволяє забезпечити повну електрифікацію будинку. Теплові системи – перетворюють сонячну енергію в термічну, яка в свою чергу використовується при обігріві житла та при подачі гарячої води.
Фотоелектричні сонячні системи (їх більш спрощено прийнято називати сонячними батареями) – це установки, в яких застосовується спосіб прямого перетворення сонячної енергії в електричну.
Цікаво дізнатися про те, по якому принципу працюють фотоелектричні сонячні прилади? Дія цих установок базується на фізичних та хімічних властивостях напівпровідникових матеріалів. Найбільш популярним елементом при виробництві сонячних панелей на даний момент є кремній. Чому саме він? Тому що ця сполука має особливі властивості. Всі атоми кремнію мають один лишній електрон. Сонячні промені безперервно потрапляють на поверхню монокристалічного модуля та своїми фотонами «вибивають» із зовнішньої оболонки атомів кремнію зайві електрони. Вивільнені негативно заряджені частинки утворюють своєрідний ланцюг і починають рухатися в одному напрямі. Цей потік електронів і призводить до утворення електричної енергії.
(тут можна малюнок про фотомодулі…)
Сонячні фотоелектричні системи мають кілька основних складових.
1. Комплект сонячних фотомодулів – панелей. Це основна частина сонячної системи. Модулі працюють по фотонному принципу напівпровідників: вони вловлюють світлові промені та перетворюють енергію сонця в електричний струм (закріплюються на спеціальних опорних конструкціях).
2. Акумуляторна батарея – запасає енергію, що була накопичена монокристалічними модулями на протязі світлового дня. Ця важлива складова сонячних систем дозволяє користуватися світлом та електрикою вночі чи в похмуру погоду.
3. Регулятор заряду – розряду акумулятора, до функцій якого входить моніторинг основних параметрів системи. Це контролер, який дозволяє значно продовжити строк роботи акумуляторної батареї;
4. Інвертор – необхідний елемент сонячної установки. Він перетворюватиме постійну напругу в перемінну для забезпечення роботи електричних приладів у домі.
(тут має бути схема по цих 4 пунктах)
В спрощеному вигляді принцип дії сонячних систем полягає в тому, що фотоелементи (тобто модулі), перетворюють сонячне випромінювання в електричний струм, який передається регулятору заряду-розряду. Від цього контролера струм спрямовується в інвертор напруг, звідки, отримуючи заряд в 220 В, надходить в електричну мережу будинку. Варто відмітити, що при наявності залишку сонячної енергії вона передається на комунальні енергомережі по «зеленому тарифу». Якщо ж сонячної енергії не вистачає – її черпають від цієї ж комунальної мережі, причому зберігається стабільна напруга та сила струму.
Великою перевагою сонячних систем являється повністю автоматизований процес роботи. Завдяки цьому використання сонячних панелей не потребує ніяких спеціальних навиків та постійного контролю з боку користувача.
Теплові сонячні системи працюють по принципу перетворення сонячної енергії у теплову. Отриманого термічного заряду цілком вистачає, щоб забезпечити повне отоплення приміщення (шляхом постачання тепла в батареї та водонагрівачі). Сонячна теплова система, як правило, включає в себе кілька основних компонентів:
1. сонячний колектор – основна частина термальної системи. Саме цей прилад поглинає світлові та інфрачервоні промені , трансформуючи його в теплову енергію;
2. бак акумулятора для теплоносія;
3. електричний котел, що догріває теплоносій до необхідних параметрів
4. насос, який забезпечує циркуляцію теплоносія між баком-акумулятором та колектором;
5. блок управління.
(тут має бути малюнок – схема)
Принцип дії теплового колектора базується на його високій здатності поглинати сонячне випромінювання. Всередині колектора розташований теплоносій (або антифриз) – спеціальна рідка хімічна речовина (найчастіше це гелій), що швидко досягає температури кипіння. Під дією сонячних променів гелій здатний розігріватися до 250-300 градусів Цельсію. Тому навіть у морозну погоду антифриз буде продукувати тепло, що досягатиме відмітки 100 градусів. Розігрітий теплоносій під дією насосу передає теплову енергію воді через теплообмінник (що зазвичай вмонтований в бак-акумулятор, але може бути виведений й окремо). Так відбувається постійна циркуляція гарячої води по трубах і забезпечується безперебійна підтримка теплової та водяної систем будинку. В баку-акумуляторі, що має хорошу теплоізоляцію, гаряча вода може зберігатися дуже довго до моменту її використання. Блок управління сонячною системою дозволяє підтримувати всі параметри температур, необхідні для використання .
Які ж переваги характерні для використання теплових сонячних систем? Статистика показує, що за допомогою сонячних колекторів можна покрити більшість потреб будинку в опаленні. Хоча ще років двадцять тому подібні системи мали дуже низький коефіцієнт корисної дії. Але наука не стоїть на місці. Постійні розробки в галузі альтернативних технологій дозволили досягти значних досягнень в цій сфері. Сучасні сонячні теплові системи на базі колекторів на сьогодні спроможні використовувати до 70 відсотків сонячної енергії.
