Effizienz von Solarmodulen zur Energieeinsparung.

Im Gegensatz zu den leistungsstarken und teuren Heizsystemen, mit denen normale Häuser ausgestattet sind, verbrennt ein energieeffizientes Haus keinen Brennstoff und wandelt Strom aus dem Netz nicht in Wärme um (außer bei kritischem Temperaturabfall). Ein solches Haus behält dank sorgfältiger Wärmedämmung, Belüftung mit Rückgewinnung und der optimalen Lage des Gebäudes die sogenannte Passivwärme dauerhaft im Inneren. Und alles kann als Quelle dieser passiven Energie genutzt werden:

• direktes Sonnenlicht, das durch die Fenster eindringt;
• die von Geräten und sogar von Bewohnern und Haustieren erzeugte Wärme;
• und natürlich Geräte, deren Hauptfunktion darin besteht, das Haus mit Sonnenenergie zu versorgen: Sonnenkollektoren (Batterien), über die wir später sprechen werden.

Sonnenkollektoren fügen sich harmonisch in ein Passivhaus ein, da sie dem Grundprinzip seines Baus voll und ganz entsprechen: der Nutzung erneuerbarer Energie aus der Umwelt.

Das Funktionsprinzip von Sonnenkollektoren und ihre Interaktion mit anderen Heimsystemen.

• Der Betrieb von Solarmodulen basiert auf der Umwandlung von Wärmestrahlung, die auf die Siliziumwafer trifft, in Elektrizität;
• Sonnenkollektoren ermöglichen die Nutzung von Sonnenenergie zum Betrieb von Geräten, Lüftungsanlagen und (teilweise) Heizungen;
• Wenn die Kapazität der Solarmodule größer ist als der Haushaltsbedarf, kann die überschüssige Energie in Systemen zur Speicherung und Umwandlung von Strom genutzt werden.
• Wenn der Strombedarf die Kapazität der Module übersteigt, kann der fehlende Teil aus dem Netz (Option einer netzgebundenen Solarstation) oder von einem Flüssigbrennstoffgenerator (eigenständige Solarstation) bezogen werden.

Arten von Solarmodulen

Die Klassifizierung von Photovoltaikanlagen erfolgt nach den Kriterien der verwendeten Materialien und Bauformen. Solarbatterien sind:

• In Form von Siliziumpaneelen (das gebräuchlichste, leistungsstärkste und teuerste) beträgt der Wirkungsgrad bis zu 22 %; Sie werden in drei Untertypen hergestellt: monokristallin (am zuverlässigsten), polykristallin und amorph; In den ersten beiden Positionen wird reines Silizium verwendet, in der dritten Siliziumwasserstoff, der auf das Substrat aufgebracht wird;
• Film: Hergestellt aus Cadmiumtellurid, Indiumkupferselenid und Polymeren. Sie haben einen niedrigeren Preis, aber auch eine geringere Leistung (Wirkungsgrad 5-14 %). Um die Batterie an den „Appetit" des Hauses anzupassen, muss daher die Oberfläche, die die Strahlung empfängt, vergrößert werden.

Die Verbrauchereigenschaften von Solarenergiemodulen werden durch die folgenden Merkmale beschrieben:

• Gewalt.Je größer die Fläche des Solarpanels, desto höher ist seine Leistung; Um im Sommer eine Energiemenge von 1 kWh/Tag zu erzeugen, werden etwa 1, 5 m2 Solarpaneele benötigt. Die effizienteste Leistung entsteht, wenn die Strahlen senkrecht auf die Oberfläche der Batterie fallen. Dies kann nicht ständig garantiert werden, sodass eine Änderung der Leistung des Panels bei Tageslicht ein natürlicher Vorgang ist. Um sicherzustellen, dass im Frühjahr und Herbst die nötige Energiemenge gewonnen wird, müssen dieser Fläche ca. 30 % zugeführt werden;
• Effizienz(Wirkungsgrad) moderner Solarmodule: durchschnittlich etwa 15-17 %;
• Batterielebensdauer und Leistungsverlust im Laufe der Zeit.. Hersteller gewähren in der Regel eine Garantie für den Betrieb von Solarmodulen von 25 Jahren und versprechen in diesem Zeitraum eine Leistungsreduzierung von maximal 20 % des Originals (bei einigen Herstellern variiert die Lebensdauer zwischen 10 und 25 Jahren). ). mit einer Leistungsreduzierungsgarantie von nicht mehr als 10 %). Kristalline Module sind am langlebigsten, ihre geschätzte Nutzungsdauer beträgt 30 Jahre. Die weltweit erste Solarbatterie ist seit mehr als 60 Jahren in Betrieb. Der Rückgang der Produktion von Solarmodulen ist hauptsächlich auf die allmähliche Zerstörung der Dichtungsfolie und die Trübung der Schicht zwischen Glas und Solarzellen aufgrund von Feuchtigkeit, ultravioletter Strahlung und Temperaturschwankungen zurückzuführen;
• Batterie im Lieferumfang enthalten, das den Betrieb des Panels bei Nacht gewährleistet, ist eine gute Ergänzung zu den Fähigkeiten des Solargenerators. Die Batterie hält in der Regel weniger als das Solarmodul selbst, durchschnittlich 4 bis 10 Jahre;
• Verfügbarkeit zusätzlicher Knoten– wie ein Spannungsstabilisator, ein Batterieladeregler, ein Wechselrichter (220-V-Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler für den Heimgebrauch) erleichtern die Bedienung des Geräts und seine Integration in das „Smart Home"-System;
• Batteriekosten– hängt direkt von seiner Oberfläche ab: Je leistungsfähiger das Gerät, desto teurer ist es. Darüber hinaus sind im Ausland hergestellte Module immer noch günstiger als im Inland, da dort Solarmodule beliebter sind als bei uns. Beim Vergleich der Preise unserer und importierter Geräte ist es jedoch zunächst notwendig, die Betriebseffizienz von Solarmodulen miteinander zu vergleichen; Hier erreichen heimische Hersteller gute Effizienzkennzahlen von bis zu 20 %.

Auswahl und Einsatz von Photovoltaikbatterien.

Bei der Auswahl von Solarmodulen für ein Privathaus orientieren wir uns zunächst an der Belastung, die sie tragen müssen. Darüber hinaus ist es notwendig, sich auf die Geometrie des Hauses und die Planung vorbeugender Wartungsmaßnahmen zu beziehen, die zusammen eine sorgfältige Berücksichtigung der folgenden Aspekte erfordern:

• Täglicher Energieverbrauch von Geräten, die mit Solarenergie betrieben werden sollen (Raumbeleuchtung, elektrische Haushaltsverbraucher, Sicherheits- und Automatisierungsgeräte usw. ). Es ist zu bedenken, dass das Laden und Entladen von Batterien ebenfalls Energie verbraucht (ca. 20 %), und dass auch zusätzliche Geräte Verluste verursachen (z. B. bei einem Wechselrichter im Durchschnitt: 15–20 %);
• Der Zusammenhang zwischen den erforderlichen Abmessungen der Arbeitsplatten und den entsprechenden Dachflächen und deren Geometrie;
• Die Fähigkeit, die Arbeitsflächen von Batterien von Schmutz, Schnee und anderen Faktoren zu reinigen, die den Betrieb von Fotokonvertern beeinträchtigen.

Wichtige Punkte beim Betrieb von Solarmodulen.

• Vermeiden Sie physische Schäden am Panel (Kratzer und Schäden an der Schutzfolie können zu Kurzschlüssen und/oder Korrosion führen);
• Bei widrigen Wetterbedingungen wird empfohlen, Solarstationen mit windblockierenden Strukturen auszustatten;
• Regelmäßige Inspektionen, Reinigung und Wartung sind Pflicht.

Kosten und Amortisation von Solarmodulen.

Für die mittlere Zone unseres Landes erzeugt jedes Kilowatt Solarpanelleistung die folgende Energiemenge:

• im Sommer - 5 kWh/Tag (Mai-August);
• im Frühling und Herbst: 3-4 kWh/Tag (März-April, September-Oktober);
• im Winter - 1 kWh/Tag.

Bei der Berechnung der Kosten einer autonomen Solarstation müssen zusätzlich zu den Kosten für eine von den Modulen erzeugte Energieeinheit (ca. 60 Rubel pro 1 W) die Kosten für zusätzliche Ausrüstung berücksichtigt werden: für Zubehör und Verkabelung auf Batterien, Schutzgeräte und Wechselrichter (was mindestens 5 % der Gesamtkosten ausmacht, die Preise können jedoch je nach Hersteller und Leistung erheblich variieren).

Die optimalen Kosten für eine Ganzjahres-Solaranlage ergeben sich nach Expertenmeinung mit der Regelung „Sommervariante plus Notstromgenerator". Allerdings muss der Generator im Frühling und Herbst eingeschaltet werden, im Winter noch seltener (Solarbatterien sind nie dafür ausgelegt, im Winter vollständig aufgeladen zu werden).

Bei der Berechnung der Amortisationszeit einer Solarenergieanlage wird deren Produktion mit dem zugrunde gelegten Parameter verglichen. Bei einer netzgebundenen Solaranlage sind dies die Stromtarife, bei einer Insel-Solarstromanlage sind es die Kosten für die Energie, die von einem Flüssigbrennstoffgenerator erzeugt wird. Die Amortisation wird auf der Grundlage der Tatsache geschätzt, dass eine 1-kW-Solarbatterie etwa 1000 kWh Energie pro Jahr erzeugen wird.

Wenn wir den Durchschnittspreis für 1 kWh Strom mit 5 Rubel annehmen, beträgt die Amortisationszeit einer Solarstromanlage: 80. 000 Rubel / 5 Rubel * 1000 kWh = 16 Jahre.

Bei einer 30-jährigen Garantie für eine netzbasierte Solaranlage erfolgt die Amortisation (in Höhe von 5 Rubel/kWh) innerhalb von 16 Jahren und in den nächsten 14 Jahren wird der Strom kostenlos geliefert.

Was ein autonomes Solarenergiesystem betrifft, wird die pro Jahr produzierte Energiemenge streng genommen weniger als die vorgesehenen 1. 000 kWh betragen, die es mit dem Stromgenerator teilt. Für ungefähre Berechnungen ist es jedoch nicht erforderlich, diese Zahl zu reduzieren, um den Anstieg des spezifischen Kraftstoffverbrauchs näherungsweise zu berücksichtigen, der bei teilweiser Belastung des Generators (d. h. periodisch, nicht konstant) auftritt. Die Amortisationszeit des autonomen Systems (basierend auf den Kosten der vom Flüssigbrennstoffgenerator erzeugten Energie – 25 Rubel pro 1 kWh) sieht also wie folgt aus: 150. 000 Rubel / 25 Rubel * 1000 kWh = 6 Jahre.

Neben technischen Indikatoren wird die Effizienz von Solarmodulen, die Teil eines autonomen Solarkraftwerks sind, durch ihre Amortisationszeit von 6 Jahren bestätigt.

Die Zölle werden nicht gesenkt.

Doch die angeführten Beispiele von Solarenergieanlagen deuten darauf hin, dass die Tarife nun individuell „eingefroren" werden können und Einsparungen durch die Nutzung der Möglichkeiten von Photovoltaikmodulen erzielt werden können. Sie müssen sie nur von bewährten Markenherstellern auf dem Markt kaufen, damit ihre Parameter sowohl im Design als auch im Betrieb vorhersehbar sind.

Und es ist besser, sich mit folgenden Themen zu befassen: Bereits in der Entwurfsphase eines energieeffizienten Hauses:

• Stellen Sie sicher, dass die Südfassade nicht im Schatten liegt.
• Auswahl des Neigungswinkels des Daches und der Arbeitsflächen der Paneele;
• richtige Ausrichtung des Hauses zu den Himmelsrichtungen;
• Vermeiden Sie die Verschattung der Arbeitsbereiche der Solarmodule, deren Behinderung durch Baumblätter usw.

In diesem Fall werden alle Parameter optimal miteinander verknüpft und der effizienteste Betrieb der Solarmodule für ein bestimmtes Bauwerk gewährleistet.