Odluka da svoj dom pretvorite u solarnu energiju možda je bila laka. Ne samo da je solarna energija dobra za planet—smanjuje našu ovisnost o fosilnim gorivima—već je dobra i za vaš novčanik jer ostvarujete dugoročne uštede na računima za struju.
Ovaj članak detaljnije pokriva ove vrste solarnih panela i ističe dizajn solarnih panela, materijala i ocjene učinkovitosti za svaki od njih kako bi vam pomogli odabrati najbolje solarne ploče za vaš dom i proračun.
Materijali solarnih panela
Iako opredjeljenje za prebacivanje na solarnu energiju može biti jednostavno, navigacija postupkom instalacije može se činiti pomalo neodoljivom. Samo odabir panela zahtijeva određeno istraživanje i razumijevanje znanosti koja stoji iza stambene solarne energije.
Solarni paneli sastoje se od desetaka fotonaponskih ćelija (također zvanih PV ćelija) koje apsorbiraju sunčevu svjetlost koja pada na krov kuće i pretvaraju tu energiju u istosmjernu struju (DC). Većina kućnih solarnih sustava uključuje pretvarač, koji mijenja istosmjernu struju u izmjeničnu (AC) struju koja zatim može napajati dom. Rezervne baterije mogu pohraniti neiskorištenu solarnu energiju za korištenje noću ili tijekom prekida rada.
Iako su marke i stilovi solarnih panela brojni, dobra vijest je da postoje samo tri glavna vrste solarnih panela koji se trenutno koriste u stambenim solarnim sustavima: monokristalni, polikristalni i tankoslojni. Pogledajmo pobliže svaki od njih.
Monokristalni solarni paneli
Monokristalni solarni paneli - mono paneli kako ih solarne tvrtke često nazivaju - tako su nazvani jer su napravljeni od jednog čistog silicija. Monokristalni paneli najčešći su na krovovima stambenih solarnih sustava jer one su najprikladnije ploče za male prostore i traju dulje od polikristalnih i tankoslojnih ploče.
Postoje dvije različite vrste monokristalnih panela: pasivizirani emiter i stražnji kontakt (PERC) i bifacijalni. PERC ploče imaju vodljivi sloj dodan na stražnju stranu ćelija kako bi se povećala apsorpcija energije. PERC paneli se najčešće koriste u krovnim solarnim sustavima.
Slično, bifacijalne ploče mogu apsorbirati svjetlost s obje strane, ali višom stopom od PERC ploča. Iz tog razloga, bifacijalni paneli obično su rezervirani za sisteme postavljene na zemlju koji ostavljaju izložene obje strane panela.
Dizajn monokristalnog solarnog panela
Monokristalne ploče uglavnom su jednobojne crne, ali imaju nešto bijelog prostora. Crni dizajn čini ih manje uočljivima na krovu. Međutim, oni nisu tako elegantni kao tankoslojne ploče, koje su potpuno crne i leže ravno na krovovima.
Monokristalni materijali za solarne ploče
Solarne ćelije od monokristalnog silicija proizvode se metodom Czochralski, u kojoj se kristal silicija stavlja u rastopljenu posudu čistog silicija na visokoj temperaturi. To stvara jedan kristal silicija, ili ingot, koji se zatim dijeli na tanje pločice. Te pločice čine solarne ploče.
Polikristalni solarni paneli
Polikristalni paneli predstavljaju raniju tehnologiju solarnih panela i stoga mogu biti pristupačniji od novije monokristalne varijante. Međutim, budući da je tehnologija starija, polikristalni paneli nisu tako učinkoviti kao njihov moderniji pandan. Također ne podnose visoke temperature, pa se ne preporučuju za korištenje u toplijim klimama tijekom cijele godine.
Dizajn polikristalnog solarnog panela
Polikristalne ploče imaju plavu nijansu zbog procesa proizvodnje. Plava boja izgleda pomalo mramorno, tako da postoje neke varijacije u boji i konzistenciji od ploče do ploče. Vlasnici kuća koji se bave stvaranjem suptilnog sustava solarnih panela trebali bi se odlučiti za monokristalne panele umjesto polikristalnih varijanti.
Polikristalni materijali za solarne ploče
Polikristalni paneli izrađeni su od silicijevih solarnih ćelija, isto kao i monokristalni paneli. Razlika je u procesu hlađenja za polikristalne ploče, koji stvara više kristala, a ne samo jedan.
Polikristalni paneli koji se koriste u kućnim solarnim sustavima obično imaju 60 solarnih ćelija, koje proizvode oko 240 do 300 vata snage. Za usporedbu, prosječna stambena solarna ploča sadrži 72 ćelije i proizvodi 300 do 400 vata električne energije.
Solarni paneli od tankog filma
Tankoslojne solarne ćelije se zbog manje učinkovitosti češće koriste u velikim industrijskim solarnim instalacijama u kojima prostor nije ograničenje. Suprotno tome, tankoslojni paneli mogu biti dobra opcija za manje solarne projekte, kao što je napajanje broda, i manje komercijalne zgrade, poput skladišta, s tankim metalnim krovovima.
Dizajn solarnog panela s tankim filmom
Ploče s tankim filmom imaju najelegantniji izgled među vrstama s tri ploče. Budući da su potpuno crne, ravne i fleksibilne u obliku i veličini, lako se uklapaju u dom na krovu i ne zahtijevaju konstrukciju skele koju monokristalni i polikristalni paneli često čini.
Međutim, tankoslojne ploče nisu učinkovite, pa bi vam trebalo puno više—možda čak dovoljno da pokrijete cijeli krov—za proizvodnju energije za dom. To bi moglo rezultirati višim ukupnim troškovima i povećanim slučajevima problema s pločama, kvarova i ukupne degradacije tijekom vremena.
Tankoslojni materijali za solarne ploče
Tanak sloj fotonaponske tvari kao što je amorfni silicij ili kadmijev telurid stavlja se na čvrstu površinu, često staklo, kako bi se stvorila ploča s tankim filmom. Odabir fotonaponske tvari koja se koristi u proizvodnom procesu stvorit će različite tankoslojne ploče, uključujući neke vrlo fleksibilne.
Usporedite glavne vrste solarnih panela
Troškovi solarnih panela
Iz perspektive panela, monokristalni paneli su najučinkovitiji i stoga najskuplji. Polikristalne ploče zapravo se mogu izraditi korištenjem fragmenata kristala preostalih iz proizvodnje monokristalnih ploča. Budući da su troškovi proizvodnje niži, a proces proizvodnje jednostavniji, polikristalne ploče su puno jeftinije od monokristalnih ploča. Paneli s tankim filmom uglavnom su najjeftiniji tip solarnih panela općenito zbog svoje ultra lagane i tanke konstrukcije.
Prosječna cijena po vatu:
- Tanki film: 0,43 dolara–$.70
- Monokristalni: 0,32 dolara–$1.50
- Polikristalni: 0,70 dolara–$1.50
Učinkovitost solarnog panela
Što više električne energije solarni panel može proizvesti, to je veća učinkovitost. To također znači da će najučinkovitiji paneli zauzeti najmanje prostora i manje će biti potrebno za funkcionalan kućni solarni sustav.
Na učinkovitost utječu promjene sunčeve svjetlosti tijekom dana budući da će oblačno nebo očito smanjiti količinu solarne energije koju paneli mogu apsorbirati. Visoke razine topline također mogu negativno utjecati na energetsku učinkovitost. Paneli stvaraju toplinu tijekom dana i to može smanjiti izlaznu snagu do 25% tijekom tog vremena.
I monokristalne i polikristalne ploče prikladne su za većinu mjesta koja primaju prosječnu količinu sunčeve svjetlosti i imaju sezonske oscilacije temperature. Paneli s tankim filmom imaju niži temperaturni koeficijent od druge dvije vrste panela, pa bi mogli biti dobra opcija za ljude koji žive u toplijim klimama ili područjima koja imaju više sunčeve svjetlosti godišnje.
Dok ove male varijacije utječu na sve uobičajene tipove ploča, varijante s najvećom učinkovitošću uzimaju u obzir fluktuacije i kompenziraju ih u smislu ukupne izlazne snage.
U nastavku je pregled ocjena učinkovitosti i kapaciteta svake od različitih vrsta solarnih panela.
- Monokristalni:
- Učinkovitost—preko 20%
- Snaga - do 300 W
- Polikristalni:
- Učinkovitost—15–17%
- Kapacitet snage—240–300 vata
- Tanki film:
- Učinkovitost—6–15%
- Kapacitet snage—nema standardne mjere, budući da ploče s tankim filmom nisu ujednačene veličine, ali općenito imaju manji učinak od kristalnih ploča
Čimbenici koje treba uzeti u obzir pri odabiru vrste ploče
Osim izloženosti sunčevoj svjetlosti i topline, postoji nekoliko drugih čimbenika koji mogu utjecati na performanse solarne ploče.
Pozdravna ocjena
Solarni paneli testiraju se na udare tuče ispuštanjem malih čeličnih kuglica s određene visine ili ispaljivanjem ledenih kuglica izravno na panele kako bi se simulirala tuča.
Monokristalne i polikristalne ploče izrađene su od debljih materijala i stoga mogu izdržati tuču pri brzinama do 50 milja na sat. Tankoslojni solarni paneli, s druge strane, manje mogu izdržati tuču jer su lakši i fleksibilniji.
Ocjena uragana
The Ministarstvo energetike SAD-a održava popis preporučenih specifikacija za solarne ploče u smislu njihove sposobnosti da izdrže velike oluje poput uragana. Paneli koji udovoljavaju ovim specifikacijama bit će dizajnirani s mehanizmom za zaključavanje ili pričvršćivanje kako bi se spriječilo da ih vjetar nosi. Ponavljamo, monokristalne i polikristalne ploče su po svojoj konstrukciji teže i lakše ih je modificirati pričvrsnim napravama od tankoslojnih ploča.
Zaključak: odabir pravog solarnog panela
Za većinu stambenih solarnih sustava najbolja opcija su monokristalni solarni paneli. Iako su skuplji od polikristalnih panela, monokristalni paneli imaju bolje performanse i dugotrajniji su. To znači da unatoč višoj cijeni, povećana učinkovitost i izlazna snaga iz monokristalnih ploča zapravo mogu uštedjeti novac tijekom vremena u smislu računa za struju.
Međutim, polikristalni paneli još uvijek su praktična opcija za one koji žele prijeći na solarnu energiju, ali si ne mogu priuštiti troškove monokristalnih panela. Imajte na umu da ako vam je estetika važna, polikristalni paneli su najuočljiviji i možda zastarjeli od tri tipa solarnih panela.
Ne preporučamo korištenje tankoslojnih panela u vašem stambenom solarnom sustavu zbog njihove neučinkovitosti i dugotrajnih nedostataka u trajnosti. Međutim, ako želite napajati šupu, radionicu, čamac ili rekreacijsko vozilo, tankoslojne ploče mogu biti isplativa opcija u suptilnom dizajnu.
Razumijevanje razlika u vrstama solarnih panela - da ne spominjemo opcije dostupne prema marki - može biti neodoljivo. Većina tvrtki za ugradnju solarnih panela preporučit će vrstu panela i marku na temelju potreba vašeg doma i proračuna. Preporučamo da kontaktirate tvrtku Momentum Solar za pomoć oko projektiranja vašeg stambenog solarnog sustava i odabira solarnih panela.
Često postavljana pitanja o stambenoj solarnoj energiji
Većina kuća će trebati oko 30 solarnih panela. Ta se procjena temelji na prosječnoj potrošnji energije od 1000 kilovata na sat i s instaliranim panelima od 320 vata. Međutim, točan broj panela koji će vam trebati ovisi o veličini vašeg doma, dostupnom krovnom prostoru i prosječnoj mjesečnoj potrošnji energije u kućanstvu.
Da, u mnogim slučajevima možete voditi kuću u potpunosti na solarnu energiju. Međutim, solarna energija nije nužno održivo rješenje za svaki dom.
Najprije biste trebali razmotriti sljedeće:
- Količina električne energije koju trenutno koristite na mjesečnoj bazi
- Količina sunčeve svjetlosti koju vaš dom prima
- Može li vaš krov primiti solarne ploče
Ako imate pretjerano velike potrebe za energijom i/ili živite u jako zasjenjenom području, solarni paneli možda neće proizvesti dovoljno električne energije za rad vašeg doma. Slično tome, ako su vaše potrebe za energijom normalne, ali imate ograničen prostor na krovu, snaga vašeg solarnog sustava bit će znatno smanjena.
Sve vrste solarnih panela razgrađuju se brzinom od oko 1% godišnje. Ovo je normalno trošenje bez uključivanja lošeg vremena ili promjena temperature. Ako su pravilno instalirani, paneli bi trebali trajati od 25 do 30 godina, što je standardni raspon za jamstvo performansi.
Međutim, monokristalne ploče su najtrajnije od tri vrste solarnih ploča. Uz rutinsko održavanje i ograničenu izloženost ekstremnim vremenskim uvjetima, monokristalne ploče mogu nastaviti raditi, iako na sve nižoj razini proizvodnje, do 50 godina.
Dva glavna nedostatka solarne energije su početni troškovi i ograničenja veličine kuće i lokacije u odnosu na veličinu sustava. Dok vam solarni paneli dugoročno mogu uštedjeti novac, zahtijevaju veliku početnu cijenu ulaganja—od 11.000 do 50.000 dolara—i može proći nekoliko godina da se počne vidjeti bilo kakav povrat ta investicija.
Osim toga, raspoloživi krovni prostor može ozbiljno ograničiti veličinu solarnog sustava kuće. To znači da će vlasnici kuća koji se žele prebaciti na solarnu energiju možda morati koristiti sustav koji nije dovoljno velik da zadovolji njihove dnevne potrebe ili u potpunosti odustati od te ideje.