[Quelle Headerbild: diyanadimitrova – stock.adobe.com]
Instalacje solarne - komponenty, montaż i utrzymanie
Dzięki instalacji solarnej można wykorzystywać światło słoneczne, aby skutecznie oszczędzać na kosztach energii elektrycznej. Z tego poradnika dowiesz się, jakie są ich rodzaje i co należy wziąć pod uwagę przy dokonywaniu wyboru.
1. Zalety instalacji solarnych
Instalacje solarne przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną lub ciepło w sposób bezemisyjny. Oferują one wiele korzyści:
- W zależności od modelu, wielkości instalacji i dodatkowego wyposażenia możliwe jest pokrycie części lub całości zapotrzebowania na energię.
- W ten sposób uniezależniasz się od wahań cen energii elektrycznej.
- Instalacje solarne mają długą żywotność, są odporne na wpływy atmosferyczne i wymagają niewielkiej konserwacji.
- Dzięki energii słonecznej przyczyniasz się do transformacji energetycznej.
Termin „instalacje solarne” jest używany jako pojęcie zbiorcze dla dwóch różnych technologii: Fotowoltaika i słoneczna energia termiczna. W kolejnych rozdziałach poznasz podstawowe różnice między tymi dwoma typami instalacji. Wybór odpowiedniej opcji zależy od zapotrzebowania na energię, budżetu i powierzchni użytkowej dachu. Można również sięgnąć po moduły hybrydowe, które stanowią połączenie obu systemów.
2. Instalacje fotowoltaiczne
Dzięki technologii fotowoltaicznej (PV) światło słoneczne jest przekształcane w energię elektryczną, kiedy pada na ogniwa modułów fotowoltaicznych. Aby można było korzystać z energii elektrycznej pochodzącej z systemu fotowoltaicznego, tak zwany falownik przekształca wytworzony prąd stały w prąd przemienny o standardzie sieciowym. Wytworzona energia elektryczna może być następnie dostarczona do sieci.
Latem lub w południe system fotowoltaiczny wytwarza więcej energii elektrycznej niż można jej zużyć w danym momencie. Tylko niewielka ilość energii słonecznej może być generowana zimą, co oznacza, że zapotrzebowanie na energię nie może być pokrywane przez cały rok.
Jeśli chcesz zdecydować się na technologię fotowoltaiczną, możesz oprócz dużych systemów dachowych wybrać mniejsze moduły na tarasy lub balkony. Moduły te nazywane są elektrowniami balkonowymi. W handlu funkcjonują również pod nazwą plug-and-play, ponieważ wymagają jedynie podłączenia do gniazdka.
| Instalacje dachowe | Elektrownie balkonowe |
|---|---|
| wyższe wytwarzanie energii dzięki większej powierzchni | oszczędność miejsca i elastyczność |
| dłuższy okres amortyzacji | korzystne cenowo |
| od 8 do 15 kilowatów mocy szczytowej | od 300 do 600 watów mocy szczytowej |
| podczas instalacji należy przestrzegać wymogów prawnych i technicznych | niski nakład pracy przy instalacji |
Obowiązuje ogólna zasada: system fotowoltaiczny produkuje mniej więcej tyle kilowatogodzin energii elektrycznej rocznie, ile wynosi jego moc szczytowa w watach. To, ile można skutecznie zaoszczędzić na kosztach energii elektrycznej, zależy od aktualnej ceny energii elektrycznej i ilości energii elektrycznej zużywanej przez użytkownika.
Istnieją również tak zwane wyspowe systemy fotowoltaiczne, znane również jako systemy off-grid. Można ich używać niezależnie od źródła zasilania. Dzięki temu idealnie nadają się do podróży kamperem, łodzią lub na wycieczki pod namiot. Z kolei systemy fotowoltaiczne zasilające sieć elektryczną są określane jako on-grid.
System fotowoltaiczny składa się z kilku komponentów, które są połączone ze sobą za pomocą specjalnych kabli solarnych. Proces wytwarzania energii elektrycznej jest następujący:
- światło słoneczne pada na ogniwa modułów solarnych, które wytwarzają prąd stały.
- Falownik przekształca prąd stały w prąd przemienny o standardzie sieciowym.
- Jednostka sterująca dystrybuuje energię słoneczną do publicznej sieci energetycznej, domowej sieci energetycznej lub systemu magazynowania energii elektrycznej.
- Za pomocą licznika energii zasilającej można śledzić energię elektryczną wprowadzaną do publicznej sieci. Licznik ten dostępny jest jako dodatek do systemu solarnego.
Więcej informacji na temat działania różnych komponentów – modułów słonecznych, falowników i zasobników solarnych – można znaleźć w poniższych podrozdziałach.
2.1 Moduły solarne
Moduły solarne to obudowy, w których poszczególne ogniwa solarne połączone są w grupy. Najpopularniejsze typy to polikrystaliczne i monokrystaliczne ogniwa solarne, z których oba składają się z płytek krzemowych. Systemy monokrystaliczne są wykonane z czystszego krzemu, dlatego są bardziej wydajne i potrzebują mniej miejsca dla tej samej mocy. W przeciwieństwie do polikrystalicznych ogniw solarnych, są one generalnie droższe w zakupie.
Powierzchnia tego monokrystalicznego modułu jest jednorodna.
2.2 Falowniki
Falownik nie tylko przekształca generowany prąd stały w prąd przemienny o standardzie sieciowym: komponent ten zapewnia wydajność i bezpieczeństwo systemu solarnego, sygnalizując i reagując na wszelkie usterki. Z reguły dostarcza on informacji o wytworzonej energii elektrycznej na wyświetlaczu, w aplikacji lub na stronie internetowej.
Dzięki falownikowi system solarny działa płynnie i bezpiecznie.
2.3 Magazyny energii
Magazyny energii umożliwia korzystanie z samodzielnie wyprodukowanej energii elektrycznej, gdy słońce nie świeci. Ten dodatkowy sprzęt magazynuje nadwyżkę energii. Oznacza to, że energia elektryczna nie jest dostarczana do sieci, gdy słońce świeci jasno, ale jest przekazywana do zasobnika solarnego. Zwiększa to Twój stopień samowystarczalności, ponieważ większą część wytwarzanej przez siebie energii elektrycznej możesz bezpośrednio wykorzystywać.
Ważną kwestią jest głębokość rozładowania, która wskazuje, ile zmagazynowanego prądu można wykorzystać. Aby zapobiec uszkodzeniu, w zasobniku energii musi pozostać ładunek resztkowy.
W instalacjach fotowoltaicznych używane są zwykle akumulatory litowo-jonowe. Mogą one być używane przez okres do 20 lat, a ich głębokość rozładowania wynosi 100%.
3. Termiczne instalacje solarne
Za pomocą systemu solarnego można wykorzystać energię słoneczną do podgrzewania wody, a w przypadku określonych modeli także doogrzewania. System składa się z kolektorów rurowych, które pochłaniają światło słoneczne i przekształcają je w energię cieplną.
Termiczny system solarny podgrzewania wody działa w następujący sposób:
- Kolektory pochłaniają światło słoneczne.
- Płyn przenoszący ciepło wewnątrz kolektorów jest podgrzewany.
- Ogrzana ciecz kierowana jest do akumulatora ciepła.
- Energia cieplna może być wykorzystywana do podgrzewania wody lub wspomagania systemu ogrzewania.
Aby zapewnić współpracę komponentów, kolektoryzamontowane na dachu są połączone z zasobnikiem ciepła za pomocą rur. Całkowita ilość generowanej lub wykorzystywanej energii zależy od wielkości systemu i ilości zużywanej ciepłej wody lub ogrzewania.
Podgrzewanie wody
Tradycyjnie systemy solarne wykorzystywane są do podgrzewania wody. W miesiącach letnich zapotrzebowanie gospodarstw domowych na ciepłą wodę jest zazwyczaj pokrywane. Wpływa na to rozmiar modułów i zasobnika ciepła, a także zużycie ciepłej wody.
Wsparcie ogrzewania
W specjalnych modelach energia słoneczna może być również wykorzystywana do ogrzewania. Wymaga to większych kolektorów i zasobnika ciepła o większej pojemności.
W kolejnych podrozdziałach dowiesz się, które komponenty są niezbędne do sprawnego działania systemu solarnego.
3.1 Kolektory
Kolektory słoneczne zawierają płyn przenoszący ciepło, który jest podgrzewany przez pochłanianie energii promieniowania. Najczęściej stosowane są kolektory płaskie lub kolektory rurowe próżniowe:
kolektory płaskie składają się z izolowanych termicznie ram aluminiowych i wysoce przezroczystego szkła. Wewnątrz znajduje się absorber, który nagrzewa się i wytwarza energię cieplną. Ten tańszy wariant jest często stosowany w systemach podgrzewania wody.
Rury próżniowych kolektorów rurowych połączone są ze sobą i zawierają absorber oraz płyn przenoszący ciepło. Energia słoneczna przekazywana jest do cieczy poprzez parowanie, a następnie kondensację. Próżnia zawarta w rurach skuteczniej izoluje ciepło.
Kolektory tych termicznych instalacji solarnych mają konstrukcję rurową.
3.2 Zasobniki ciepła
Zasobniki ciepła mają tę zaletę, że korzystanie z ciepłej wody i ogrzewania pochodzących z energii słonecznej możliwe jest również zimą, przy złej pogodzie i w nocy, dzięki temu, że magazynują one nadmiar ciepła słonecznego. W zależności od wariantu zasobnika można korzystać z ciepłej wody pitnej, energii grzewczej lub jednego i drugiego.
Z reguły rozróżnia się między
- zasobnikami wody użytkowej,
- zasobnikami buforowymi lub
- połączeniem obu rodzajów zasobników
Decyzja o wyborze zasobnika ciepła zależy od jego przeznaczenia, wielkości gospodarstwa domowego, dostępnej przestrzeni i budżetu. Na przykład zasobnik ciepła do wspomagania centralnego ogrzewania wymaga zazwyczaj większej pojemności.
4. Instalacja i konserwacja
Moduły solarne na dachu powinny być instalowane przez wyspecjalizowany personel. Instalacje generują maksymalną wydajność przy ustawieniu na południe bez cienia i nachyleniu dachu wynoszącym 30 stopni. Oprócz ustawienia paneli ważne jest również, aby dach był wystarczająco stabilny. Balkonowe elektrownie fotowoltaiczne mogą być instalowane nawet na balkonach czy tarasach.
System solarny powinien być regularnie konserwowany i czyszczony. Z reguły wystarczy, aby czyszczenie było przeprowadzane przez wyspecjalizowany personel co pięć lat. Podczas regularnej konserwacji co trzy do czterech lat można sprawdzać, czy konieczne jest czyszczenie.
5. Często zadawane pytania
Jakie są rodzaje instalacji solarnych?
Systemy fotowoltaiczne przekształcają energię świetlną w energię elektryczną i są wykorzystywane do wytwarzania prądu. Systemy solarne przekształcają energię słoneczną w ciepło i są wykorzystywane do podgrzewania wody.
Czy systemy solarne wymagają czyszczenia?
Z reguły wystarczy, aby system solarny był czyszczony przez wyspecjalizowany personel co pięć lat. W przypadku regularnej konserwacji można sprawdzać, czy czyszczenie jest konieczne.
Kto jest upoważniony do instalowania systemów solarnych?
Instalacja termicznych systemów solarnych i dużych systemów fotowoltaicznych powinna być wykonywana przez wyspecjalizowany personel. Tzw. elektrownie balkonowe można z reguły instalować samodzielnie.