ייתכן שההחלטה להמיר את הבית שלך לאנרגיה סולארית הייתה קלה. לא רק שאנרגיה סולארית טובה לכדור הארץ - היא מפחיתה את התלות שלנו בדלקים מאובנים - אלא שהיא גם טובה לארנק שלך כשאתה קוצר חיסכון ארוך טווח בחשבונות החשמל.
מאמר זה מכסה סוגים אלו של פאנלים סולאריים בצורה מעמיקה יותר ומדגיש עיצוב פאנלים סולאריים, חומרים ודירוגי יעילות עבור כל אחד מהם כדי לעזור לך לבחור את הפאנלים הסולאריים הטובים ביותר עבור הבית שלך תַקצִיב.
חומרים לפאנלים סולאריים
למרות שההתחייבות למעבר לשמש יכולה להיות קלה, ניווט בתהליך ההתקנה יכול להרגיש קצת מכריע. בחירת פאנלים בלבד דורשת קצת מחקר והבנה של המדע מאחורי אנרגיה סולארית למגורים.
פאנלים סולאריים מורכבים מעשרות תאים פוטו-וולטאיים (נקראים גם תאי PV) שסופגים את אור השמש הפוגע בגג הבית וממירים את האנרגיה הזו לחשמל זרם ישר (DC). רוב המערכות הסולאריות הביתיות כוללות מהפך, אשר משנה את החשמל DC לחשמל זרם חילופין (AC) שיכול לאחר מכן להפעיל את הבית. גיבויי סוללה יכולים לאחסן אנרגיה סולארית שאינה בשימוש לשימוש בלילה או במהלך הפסקה.
למרות שהמותגים והסגנונות של פאנלים סולאריים רבים, החדשות הטובות הן שיש רק שלושה עיקריים סוגי פאנלים סולאריים המשמשים כיום במערכות סולאריות למגורים: חד גבישי, רב גבישי ו סרט דק. בואו נסתכל מקרוב על כל אחד מהם.
פאנלים סולאריים חד-גבישיים
פאנלים סולאריים חד-גבישיים - פאנלים מונו כפי שחברות סולריות מתייחסות אליהם לעתים קרובות - נקראים כך משום שהם עשויים מסיליקון טהור יחיד. פאנלים חד-גבישיים הם הנפוצים ביותר שנמצאים על גגות במערכות סולאריות למגורים מכיוון הם הפאנל המתאים ביותר לחללים קטנים ומחזיקים מעמד זמן רב יותר מפולי-גביש וסרט דק לוחות.
ישנם שני סוגים שונים של לוחות חד-גבישיים: פולט פסיבי ומגע אחורי (PERC) ודו-פנים. לוחות PERC כוללים שכבה מוליכה שנוספה לצד האחורי של התאים כדי להגביר את ספיגת האנרגיה. לוחות PERC נמצאים בשימוש הנפוץ ביותר במערכות סולאריות על הגג.
באופן דומה, לוחות דו-פנים יכולים לספוג אור משני הצדדים אך בקצב גבוה יותר מזה של לוחות PERC. מסיבה זו, לוחות דו-פנים שמורים בדרך כלל למערכות צמודות קרקע המשאירות את שני הצדדים של הפאנלים חשופים.
עיצוב פאנל סולארי חד-גבישי
לוחות מונו-גבישים הם לרוב שחורים מלאים, אך יש להם מעט חלל לבן לכל אורכו. העיצוב השחור עושה אותם פחות בולטים על הגג. עם זאת, הם אינם חלקים כמו לוחות סרט דק, שהם שחורים לחלוטין ומונחים שטוחים על גגות.
חומרי פאנל סולארי חד-גבישי
תאים סולריים סיליקון מונו-גבישיים מיוצרים בשיטת צ'וקרלסקי, שבה מניחים גביש זרע של סיליקון לתוך בור מותך של סיליקון טהור בטמפרטורה גבוהה. זה יוצר גביש סיליקון יחיד, או מטיל, שמחולק לאחר מכן לפרוסות דקות יותר. פרוסות אלו מרכיבות את הפאנלים הסולאריים.
פאנלים סולאריים פוליבריסטליים
פאנלים פולי-גבישיים מייצגים טכנולוגיית פאנלים סולאריים מוקדמים יותר ולכן יכולים להיות סבירים יותר מהמגוון החד-גבישי החדש יותר. עם זאת, מכיוון שהטכנולוגיה ישנה יותר, לוחות פוליקריסטליים אינם יעילים כמו מקבילם המודרני יותר. הם גם אינם מחזיקים מעמד היטב תחת טמפרטורות גבוהות, ולכן אינם מומלצים לשימוש באקלים חם יותר בכל ימות השנה.
עיצוב פאנל סולארי פוליקריסטלי
לוחות פוליבריסטליים בעלי גוון כחול בשל תהליך הייצור שלהם. הצבע הכחול למעשה משויש מעט במראהו, כך שיש כמה וריאציות בצבע ובעקביות מפאנל לפאנל. בעלי בתים העוסקים ביצירת מערכת פאנלים סולאריים עדינים צריכים לבחור בפאנלים חד-גבישיים על פני זנים רב-גבישיים.
חומרי פאנל סולארי פוליקריסטלי
לוחות פוליגריסטליים עשויים מתאי שמש סיליקון, זהה לפאנלים חד-גבישיים. ההבדל הוא בתהליך הקירור של לוחות פוליבריסטליים, היוצר מספר גבישים ולא רק אחד.
לוחות פוליגריסטליים המשמשים במערכות סולאריות ביתיות כוללים בדרך כלל 60 תאים סולאריים, המייצרים כ-240 עד 300 וואט של הספק. פאנל סולארי ממוצע למגורים, לשם השוואה, מכיל 72 תאים ומייצר 300 עד 400 וואט של חשמל.
פאנלים סולאריים בסרט דק
בשל יעילותם הנמוכה יותר, תאים סולאריים בעלי סרט דק משמשים לעתים קרובות יותר במתקנים סולאריים תעשייתיים גדולים בהם החלל אינו מהווה מגבלה. לעומת זאת, לוחות סרט דק יכולים להיות אופציה טובה עבור פרויקטים סולאריים קטנים יותר, כגון הפעלת סירה, ומבנים מסחריים קטנים יותר, כמו מחסנים, עם גגות מתכת דקים.
עיצוב פאנלים סולאריים בסרט דק
לוחות סרט דק הם בעלי המראה המלוטש ביותר מבין סוגי שלושת הפאנלים. מכיוון שהם שחורים לחלוטין, שטוחים וגמישים בצורתם ובגודלם, הם משתלבים בקלות בבית גג ואינם דורשים את בניית הפיגומים כי לוחות חד-גבישיים ופולי-גבישים לעתים קרובות לַעֲשׂוֹת.
עם זאת, לוחות סרט דק אינם יעילים, אז תצטרך עוד הרבה - אולי אפילו מספיק כדי לכסות את כל הגג שלך - כדי לייצר חשמל לבית. זה עלול לגרום לעלויות כוללות גבוהות יותר ולהגדלת מקרים של בעיות בפאנל, כשלים והדרדרות כללית לאורך זמן.
חומרי פאנל סולארי סרט דק
שכבה דקה של חומר פוטו-וולטאי כגון סיליקון אמורפי או קדמיום טלוריד מונחת על משטח מוצק, לרוב זכוכית, כדי ליצור פאנל עם סרט דק. הבחירה בחומר פוטו-וולטאי המשמש בתהליך הייצור תיצור לוחות סרט דק שונים, כולל כמה שהם גמישים מאוד.
השווה בין הסוגים העיקריים של פאנלים סולאריים
עלויות פאנל סולארי
מנקודת מבט לכל פאנל, לוחות חד-גבישיים הם היעילים ביותר ולכן היקרים ביותר. ניתן ליצור לוחות פוליגריסטליים על ידי שימוש בשברי גביש שנותרו מייצור לוחות חד גבישיים. מכיוון שעלויות הייצור נמוכות יותר ותהליך הייצור פשוט יותר, לוחות פוליגריסטליים הם הרבה פחות יקרים מאשר לוחות חד גבישיים. לוחות סרט דק נוטים להיות הסוג הזול ביותר של פאנלים סולאריים בסך הכל בגלל הבנייה הקלה והדקה במיוחד.
עלות ממוצעת לוואט:
- סרט דק: $.43–$.70
- חד גבישי: $.32–$1.50
- פולי גבישי: $.70–$1.50
יעילות פאנל סולארי
ככל שפאנל סולארי יכול לייצר יותר חשמל, כך דירוג היעילות גבוה יותר. זה גם אומר שהפנלים היעילים ביותר יתפסו את כמות השטח הנמוכה ביותר ופחות יידרשו למערכת סולארית ביתית מתפקדת.
היעילות מושפעת משינויים באור השמש לאורך היום, שכן שמים מעוננים יפחיתו כמובן את כמות הפאנלים של אנרגיה סולארית שיכולים לספוג. רמות חום גבוהות יכולות גם להשפיע לרעה על יעילות האנרגיה. לוחות צוברים חום לאורך כל היום וזה יכול להוריד את תפוקת הכוח עד 25% בזמנים אלו.
לוחות חד-גבישיים ופולי-גבישים מתאימים לרוב המיקומים המקבלים כמות ממוצעת של אור שמש ויש להם תנודות טמפרטורה עונתיות. לוחות סרט דק הם בעלי מקדם טמפרטורה נמוך יותר משני סוגי הפאנלים האחרים, כך שהם יכולים להיות אופציה טובה עבור אנשים שחיים באקלים חם יותר או באזורים שמקבלים יותר אור שמש שנתי.
בעוד ששינויים קלים אלה משפיעים על כל סוגי הפאנלים הנפוצים, זני היעילות הגבוהים ביותר אחראים לתנודות ומפצים עליהם במונחים של תפוקת הספק הכוללת.
להלן פירוט של דירוגי יעילות ויכולת הספק של כל אחד מהסוגים השונים של פאנלים סולאריים.
- חד גבישי:
- יעילות - מעל 20%
- קיבולת הספק - עד 300 וואט
- פולי גבישי:
- יעילות - 15-17%
- קיבולת כוח-240–300 וואט
- סרט דק:
- יעילות-6–15%
- קיבולת הספק - אין מידה סטנדרטית, מכיוון שלוחות סרט דק אינם אחידים בגודלם, אך בדרך כלל פחות תפוקה מאשר לוחות גבישיים
גורמים שיש לקחת בחשבון בעת בחירת סוג פאנל
מעבר לחשיפה לאור השמש ולחום, ישנם מספר גורמים נוספים שיכולים להשפיע על הביצועים של פאנל סולארי.
דירוג ברד
פאנלים סולאריים נבדקים לאיתור פגיעות ברד על ידי הפלת כדורי פלדה קטנים מגובה מסוים או ירי כדורי קרח ישירות על לוחות כדי לדמות ברד.
לוחות מונו-גבישיים ופולי-גבישים עשויים מחומרים עבים יותר ולכן יכולים לעמוד בפני ברד במהירויות של עד 50 מייל לשעה. פאנלים סולאריים בעלי סרט דק, לעומת זאת, מסוגלים פחות לעמוד ברד מכיוון שהם קלים יותר וגמישים.
דירוג הוריקן
ה משרד האנרגיה האמריקאי מחזיקה רשימה של מפרטים מומלצים עבור פאנלים סולאריים מבחינת יכולתם לעמוד בפני סופות גדולות כמו הוריקנים. פנלים העומדים במפרטים אלה יתוכננו עם מנגנון נעילה או הידוק שיעזור למנוע מהם להסתובב ברוח. שוב, לוחות חד-גבישיים ופולי-גבישיים, על ידי בנייתם, כבדים יותר וניתנים לשינוי באמצעות התקני הידוק מאשר לוחות סרט דק.
השורה התחתונה: בחירת הפאנל הסולארי הנכון
עבור רוב המערכות הסולאריות למגורים, פאנלים סולאריים חד-גבישיים הם האפשרות הטובה ביותר. בעוד שהם יקרים יותר מפנלים רב גבישיים, לוחות חד גבישיים הם בעלי ביצועים גבוהים יותר ועמידים יותר. המשמעות היא שלמרות העלות הגבוהה יותר, היעילות המוגברת ותפוקת ההספק מלוחות חד-גבישיים עשויים למעשה לחסוך לכם כסף לאורך זמן מבחינת חשבונות החשמל.
עם זאת, פאנלים רב גבישיים הם עדיין אופציה מעשית למי שרוצה לעבור לסולארי אך אינו יכול לעמוד בעלות של פאנלים חד גבישיים. קחו בחשבון שאם חשובה לכם האסתטיקה, פאנלים פוליבריסטליים הם הקולטים הסולאריים הבולטים ביותר ואולי, המיושנים, מבין שלושת סוגי הפאנלים הסולאריים.
אנו לא ממליצים על שימוש בפאנלים עם סרט דק במערכת הסולרית למגורים שלך בשל חוסר היעילות שלהם וחוסר העמידות לטווח ארוך. עם זאת, אם אתה רוצה להפעיל סככה, בית מלאכה, סירה או רכב פנאי, לוחות סרט דק עשויים להיות אפשרות חסכונית בעיצוב עדין.
הבנת ההבדלים בין סוגי פאנלים סולאריים - שלא לדבר על האפשרויות הזמינות לפי מותג - יכולה להיות מכריעה. רוב חברות התקנת פאנלים סולאריים ימליצו על סוג פאנל ומותג בהתאם לצרכי הבית שלך ולתקציב שלך. אנו ממליצים ליצור קשר עם Momentum Solar לקבלת סיוע בתכנון מערכת סולארית למגורים ובחירת פאנלים סולאריים.
שאלות נפוצות על אנרגיה סולארית למגורים
רוב הבתים יזדקקו לכ-30 פאנלים סולאריים. הערכה זו מבוססת על צריכת אנרגיה ממוצעת של 1,000 קילוואט לשעה ועם לוחות של 320 וואט מותקנים. עם זאת, המספר המדויק של לוחות תזדקק תלוי בגודל הבית שלך, בשטח הגג הפנוי ובצריכת האנרגיה החודשית הממוצעת שלך במשק.
כן, אתה יכול להפעיל בית לחלוטין על חשמל סולארי במקרים רבים. עם זאת, חשמל סולארי אינו בהכרח פתרון בר-קיימא לכל בית.
תחילה עליך לשקול:
- כמות החשמל שאתה משתמש כרגע על בסיס חודשי
- כמות אור השמש שהבית שלך מקבל
- האם הגג שלך יכול להכיל פאנלים סולאריים
אם יש לך צרכי אנרגיה גבוהים מדי ו/או גר באזור מוצל מאוד, ייתכן שפאנלים סולאריים לא יפיקו מספיק חשמל כדי להפעיל את הבית שלך. באופן דומה, אם צרכי האנרגיה שלך נורמליים אך יש לך שטח גג מוגבל, תפוקת המערכת הסולארית שלך תקטן מאוד.
כל סוגי הפאנלים הסולאריים מתכלים בקצב של כ-1% בשנה. זהו בלאי רגיל ללא הכללת מזג אוויר סוער או שינויי טמפרטורה. אם מותקנים כראוי, לוחות צריכים להחזיק מעמד בין 25 ל-30 שנה, שזה הטווח הסטנדרטי של אחריות ביצועים.
עם זאת, פאנלים חד-גבישיים הם העמידים ביותר מבין שלושת סוגי הפאנלים הסולאריים. עם תחזוקה שוטפת וחשיפה מוגבלת לתנאי מזג אוויר קיצוניים, לוחות חד-גבישיים יכולים להמשיך לפעול, אם כי ברמת תפוקה נמוכה יותר ויותר, למשך עד 50 שנה.
שני החסרונות העיקריים של אנרגיה סולארית הם העלות המקדימה והמגבלות של גודל הבית והמיקום על גודל המערכת. בעוד שפאנלים סולאריים יכולים לחסוך לך כסף בטווח הארוך, הם דורשים התחלה כבדה השקעה - בין 11,000 ל-50,000 דולר - ויכולות לקחת מספר שנים עד שיתחיל לראות תשואה כלשהי על ההשקעה הזו.
בנוסף, שטח הגג הפנוי יכול להגביל מאוד את גודל המערכת הסולארית של הבית. המשמעות היא שבעלי בתים שרוצים לעבור לשמש עשויים יצטרכו להשתמש במערכת שאינה גדולה מספיק כדי לענות על הצרכים היומיומיים שלהם או לנטוש את הרעיון לחלוטין.