ירוק

מערכות אנרגיה סולארית 101


ניתן להשתמש באנרגיה סולארית לביצוע כל מיני עבודות ברחבי הבית, החל באספקת חשמל לפנסים ומכשירים ועד להתחממות בריכה, ספא, מקלחת או חדר. אך כמה טוב מערכת סולארית עובדת עבורך תהיה תלויה בעשרות גורמים, ביניהם היכן אתה גר, החשיפה שלך לשמש, התעריף החשמלי שלך, מה אתה משלם על דלק חימום, התקציב שלך וההתחייבות שלך לשאוב על אנרגיית השמש במקום מאשר מהספקים הנוכחיים שלך.

ליבה של כל מערכת סולארית פעילה, בין אם היא מספקת חשמל או חום, הוא האספן (המכונה לעיתים פאנל או מודול). מערכות פסיביות מסתמכות על כוחות טבעיים שיפעלו, כמו תנועת חום מקור לחם ועל כך שנוזלים חמים עולים. לעומת זאת, מערכת פעילה דורשת ציוד אחר, כגון מפוחים, משאבות, ומהפכים, בכדי להשתמש באנרגיה שתופסים מהשמש.

סוגים משותפים של אספנים
ישנם למעשה שני סוגים של קולטי שמש, חשמליים (אלה שממירים את קרני השמש לחשמל) ותרמיים (אלה שממירים אותה לחום). שניהם נמצאים בדרך כלל על גגות, אם כי המערכים עשויים להיות גם רכובים על קרקע או מוט.

לוחות חשמל סולאריים (לעתים מכונים מודולים PV או פוטו וולטאיים) מורכבים בדרך כלל מתאי שמש בגודל אריחי סיליקון בגודל אריחים, מחוברים ומורכבים לפאנל או מודול. לעתים קרובות יש להם גבס כחול או ירוק אך יכולים להיות גם שחורים. הסוגים הנפוצים ביותר של קולטי חשמל סולאריים למגורים הם:

• מודולי PV קריסטליים מהווים את הרוב המכריע של קולטי חשמל סולאריים בשוק. הם מיוצרים על ידי חיתוך מטילי קריסטל סיליקון מעשה ידי אדם, או כיכרות, לפלים, כאשר כל אחד מהם נושא אלקטרון חיובי ושלילי. ופלים מחוברים זה לזה ליצירת מודולים ומודולים מחוברים זה לזה ליצירת מערכים. כאשר הוופלים נפגעים מאור השמש, זרם חשמלי זורם מהמגעים הקדמיים למגעים האחוריים, ומפיץ את המטען ממודול למודול.

• מודולים וסרטים דקים בסרט מיוצרים על ידי הפקדת חומרים מוליכים למחצה שונים בשכבות דקות מאוד על מצעים שונים, כולל זכוכית וגיבוי גמיש. גם הם מייצרים חשמל. אם חומר המוליכים למחצה מוגן על ידי זכוכית, מכנים את קולטי השמש בסרט הדק כמודולים. כאשר לחומר המוליך למחצה יש כיסוי מגן גמיש, הם נקראים למינציה.

מודולים וסרטים דקים של סרטים מהווים חלק קטן ממכירות המודולים הסולריים הכוללים, לעומת זאת, בשל העובדה שהם דורשים שטח גג פי ארבעה יותר כדי לייצר את אותה תפוקת קוט"ש לשעה. היישום למגורים שגרר את האינטרס הגדול ביותר עבור PV סרטים דקים הוא על גגות מתכתיים עם תפר עומד (בין התפרים האנכיים) וכבקרת רעפים סולאריים.

קולטי שמש תרמיים משמשים ליישומי חימום, הם בדרך כלל גדולים יותר ועומדים מעט מעל הגג. יש הרבה יוצאים מן הכלל. כמה קולטים תרמיים נראים כמו קופסאות גדולות ושטוחות או מחוברים אליהם טנקים גליליים. אחרים מורכבים מסדרת צינורות זכוכית גדולים. הסוגים הנפוצים ביותר של קולטים תרמיים סולאריים כוללים:

• אספני צלחות שטוחות תרמיות, המיועדים לחימום, הם בדרך כלל מארזים מלבניים בעובי 4 'עד 5' עם כיסוי זכוכית למעלה. בתוך המתחם גיליון בולם מושחר עם מעברים אינטגרליים דרכם זורם נוזל כדי לשאוב את חום השמש. לאחר מכן ניתן להשתמש בנוזל המחומם למים ביתיים או לחימום חלל. הצינור עובר דרך מארז האספנים, כך שניתן לחבר אותו לאספנים נוספים כמו גם לחשמל האספקה ​​והחזרה. הנוזל שמסתובב דרך האספן הוא בדרך כלל מים או נוזל לרדיאטור (גליקול), או שילוב של השניים.

• אספני צינורות מפונים, סוג חדש יותר של אספן תרמי, עשוי משורה של צינורות מפונים, לכל אחד מהם צלחת בולם וצינורות משלה. נוזל מסיר חום מצלחת הבולם, ממש כמו עם קולט תרמי קונבנציונאלי. השימוש באספני צינורות מפונים עלה בשנים האחרונות, אך הם עדיין מהווים אחוז קטן מהשוק של ימינו.

• אספנים תרמיים לא מוסתרים בדרך כלל מוחצנים מפולימר שחור וכוללים סדרה של צינורות דרכם ניתן לשאוב את הנוזל לחימום. אספנים תרמיים בלתי מוסתמים מתאימים ליישומים בטמפרטורה נמוכה, כמו אלה המשמשים לחימום בריכות שחייה וספא.

• אספני אוויר חם נוטים להיות גדולים יותר מאשר אספנים המחממים נוזלים, לפעמים מכסים קיר חיצוני שלם של בניין. כתוצאה מכך משתמשים בהם לעתים קרובות יותר ביישומים מסחריים. כמה אספני אוויר חם, המכונים גם אספנים 'מקוררים באוויר', מזוגגים. אספנים כאלה משמשים לחימום חלל. אין הרבה שיכול להשתבש איתם, כי הקפאה וחימום יתר אינם עניינים.

כיצד עובדות מערכות סולריות
קולטי חשמל סולאריים ממירים קרינת שמש ישירות לחשמל, אשר עשויים לשמש באופן מיידי, לאחסן בסוללות או להישלח לרשת החשמלית. במקרה האחרון, בעל הבית מקבל אשראי בגין המיוצר, ובכך מוריד את חשבון החשמל שלו. למעשה, חברת השירות משמשת לאחסון חשמל המיוצר בתקופות ביום בהן אינכם זקוקים לו. הרשת נמצאת שם גם כגיבוי לתקופות מעוננות, כאשר אינכם מייצרים חשמל סולארי רב.

אספנים תרמיים ממירים אנרגיה סולארית לחום. הקרינה מכה בצלחת הבולם והחום נשאב משם על ידי נוזל או אוויר. יש להקצות הוראות להתמודדות עם התחממות יתר של מערכות מקוררות נוזלים, כאשר אין ביקוש לחום. אם משתמשים במים, יש להקפיד על הקפאה. ניתן להשתמש בחום באופן מיידי או לאחסן לשימוש מאוחר יותר. במערכות חימום מים חמים סולאריים, מיכל מאגר את המים החמים. במקרה של בריכות שחייה הבריכה משמשת כמיכל האחסון.

בחימום בחלל השמש, החום עשוי להיות מאוחסן במיכלים גדולים של מים או בסוג כלשהו של בנייה, כולל פחים מלאים באבן. ניתן לחלק את האוויר המחומם לחדרים שונים על ידי תעלות או צינורות באופן זהה למערכות חימום קונבנציונאליות.

החזר הטוב ביותר בהשקעה
תמריצים פדרליים ומדיניים שונים עשויים להיות זמינים לבעלי בתים המעוניינים להתקין מערכת סולארית. תוכלו לגלות מה זמין באזורכם על ידי מעבר למאגר התמריצים למדינה להתחדשות ויעילות (DSIRE).

באופן כללי, ליישומי חימום מים חמים ביתיים ויישומי חימום לבריכות שחייה יש את ההחזר הקצר ביותר (5 עד 7 שנים) ומחייבים את ההשקעות הקטנות ביותר (3,000 עד 10,000 $ לפני תמריצים). התקנות עולות פחות באקלים שבהם טמפרטורות הקפאה אינן עניין. מתקני חשמל סולאריים שיספקו חלק ניכר מצרכי החשמל שלכם דורשים השקעות גדולות בהרבה, אם כי עלויות הרכיבים צנחו בשנים האחרונות. אם נעשה במהלך הבנייה, העלויות נמוכות משמעותית.

תוכניות ליסינג, אם קיימות באזורך, מפחיתות באופן דרמטי את עלות התקנת המערכת. חימום בחלל השמש דורש גם השקעה גדולה, אלא אם כן אתה פשוט רוצה לחמם חדר אחד או שניים בצד הדרומי של הבית שלך.

ללא קשר לסוג מערכת השמש שאתה שוקל, התחל לחסוך באנרגיה עכשיו. זה עולה הרבה פחות לכבות אורות, לקחת מקלחות קצרות יותר ולבודד את עליית הגג והקירות מאשר להתקין מערך של קולטי שמש!

שוקלים שמש לבית שלך? מצא קבלן מקצועי באזורך, כאן.

הערת המחבר: בנוסף לכך שהוא תורם תכופות ל, ג'ו פרוביי הוא מחבר משותף, יחד עם אוורט מ 'בארבר, להמיר את ביתך לאנרגיה סולארית (The Taunton Press, 2010)