Energia solară poate fi utilizată pentru a face tot felul de lucrări în jurul casei, de la furnizarea de energie electrică pentru lumini și aparate până la încălzirea unei piscine, spa, duș sau cameră. Dar cât de bine funcționează un sistem solar pentru dvs. va depinde de zeci de factori, inclusiv locul în care locuiți, expunerea dvs. la soare, rata electrică, ceea ce plătiți pentru combustibilul de încălzire, bugetul dvs. și angajamentul dvs. de a folosi mai degrabă energia soarelui decât furnizorii dvs. actuali.
Inima oricărui sistem solar activ, indiferent dacă furnizează electricitate sau căldură, este colectorul (uneori numit panou sau modul). Sistemele pasive se bazează pe forțe naturale pentru a funcționa, cum ar fi mișcarea căldurii de la frig la fierbinte și faptul că fluidele fierbinți cresc. În schimb, un sistem activ necesită alte echipamente, cum ar fi suflante, pompe și invertoare, pentru a utiliza energia pe care o captați de la soare.
TIPURI COMUNE DE COLECTORI
Există în esență două tipuri de colectoare solare, electrice (cele care transformă razele soarelui în electricitate) și termice (cele care îl transformă în căldură). Ambele se găsesc de obicei pe acoperișuri, deși tablourile pot fi montate la sol sau pe stâlp.
Panouri electrice solare (denumite uneori module fotovoltaice sau fotovoltaice) sunt de obicei compuse din napolitane din silicon cu dimensiuni de celule solare, cablate și asamblate într-un panou sau modul. Adesea au o distribuție albastră sau verde, dar pot fi și negre. Cele mai frecvente tipuri de colectoare electrice solare rezidențiale sunt:
• Module PV cristaline
cuprind marea majoritate a colectoarelor electrice solare de pe piață. Acestea sunt fabricate prin tăierea lingourilor de cristal de siliciu sau pâini, făcute de om, în napolitane, fiecare purtând un electron pozitiv și negativ. Wafers sunt conectate împreună pentru a forma module, iar modulele sunt conectate împreună pentru a forma tablouri. Când napolitele sunt lovite de lumina soarelui, un curent electric trece de la contactele frontale la contactele din spate, distribuind încărcarea de la modul la modul.
• Module și laminate cu film subțire sunt realizate prin depunerea diverselor materiale semiconductoare în straturi foarte subțiri pe diferite substraturi, inclusiv suporturi din sticlă și flexibile. Și ei produc electricitate. Dacă materialul semiconductor este protejat de sticlă, colectoarele solare cu film subțire sunt denumite module. Când materialul semiconductor are un capac de protecție flexibil, acestea se numesc laminate.
Modulele cu strat subțire și laminatele reprezintă o mică parte din vânzările totale de module solare, însă parțial datorită faptului că necesită până la patru ori mai mult spațiu pe acoperiș pentru a produce aceeași putere kW-oră / an. Aplicația rezidențială care a atras cel mai mare interes pentru PV cu film subțire este pe acoperișurile metalice cu cusătură verticală (între cusăturile verticale) și ca șindrilă solară.
Colectoare solare termice sunt utilizate pentru aplicații de încălzire, sunt în general mai voluminoase și stau puțin mai mult de pe acoperiș. Există totuși o mulțime de excepții. Unii colectoare termice arată ca niște cutii mari, plate sau au rezervoare cilindrice atașate la ele. Altele constau dintr-o serie de tuburi mari de sticlă. Cele mai comune tipuri de colectoare solare termice includ:
• Colectoare termice pentru plăci plate, concepute pentru încălzire, sunt de obicei carcase rectangulare groase de 4 ″ până la 5 ″, cu capace de sticlă deasupra. În interiorul incintei se află o foaie absorbantă înnegrită, cu treceri integrale prin care curge un lichid pentru a atrage căldura soarelui. Lichidul încălzit poate fi apoi utilizat pentru apa menajeră sau pentru încălzirea spațiului. Tuburile se deplasează prin carcasa colectorului, astfel încât să poată fi conectată la colectoare suplimentare, precum și la rețeaua de alimentare și retur. Lichidul care circulă prin colector este de obicei apă sau antigel (glicol) sau o combinație a celor două.
• Colectoare de tuburi evacuate, un tip mai nou de colector termic, este realizat dintr-un rând de tuburi evacuate, fiecare cu placa și tubulatura de absorbție proprii. Lichidul îndepărtează căldura de pe placa absorbantă, la fel ca în cazul unui colector termic convențional. Utilizarea colectoarelor cu tuburi evacuate a crescut în ultimii ani, dar acestea reprezintă încă un procent mic din piața actuală.
• Colectoare termice necristalate sunt extrudate de obicei dintr-un polimer negru și includ o serie de tuburi prin care lichidul care trebuie încălzit poate fi pompat. Colectoarele termice necristalate sunt potrivite pentru aplicații la temperatură scăzută, cum ar fi cele utilizate pentru încălzirea piscinelor și a spa-urilor.
• Colectoare de aer cald tind să fie mai mari decât colectoarele care încălzesc lichidul, acoperind uneori un întreg perete exterior al unei clădiri. În consecință, acestea sunt mai des utilizate în aplicații comerciale. Unele colectoare de aer cald, numite și colectoare „răcite cu aer”, sunt vitrate. Astfel de colectoare sunt utilizate pentru încălzirea spațiului. Nu există multe lucruri care să poată merge prost cu ele, deoarece înghețarea și supraîncălzirea nu sunt probleme.
CUM FUNCȚIONEAZĂ SISTEMele SOLARE
Colectorii solari electrici transformă radiațiile solare direct în energie electrică, care poate fi utilizată imediat, stocată în baterii sau trimisă la rețeaua electrică. În acest din urmă caz, proprietarul casei primește credit pentru ceea ce este produs, scăzând astfel factura la electricitate. De fapt, compania de utilități servește ca stocare a energiei electrice produse în perioadele zilei în care nu aveți nevoie de ea. Rețeaua este, de asemenea, acolo ca o rezervă pentru perioadele înnorate, când nu produceți multă energie electrică solară.
Colectoarele termice transformă energia solară în căldură. Radiația lovește placa absorbantă, iar căldura este îndepărtată de lichid sau aer. Trebuie luate dispoziții pentru a face față supraîncălzirii sistemelor răcite cu lichid, atunci când nu există cerere de căldură. Dacă se folosește apă, trebuie luate măsuri pentru îngheț. Căldura poate fi utilizată imediat sau stocată pentru o utilizare ulterioară. În sistemele solare de încălzire a apei calde, un rezervor stochează apa caldă. În cazul piscinelor, piscina acționează ca rezervor de stocare.
La încălzirea solară a spațiului, căldura poate fi stocată în rezervoare mari de apă sau într-un anumit tip de zidărie, inclusiv coșuri umplute cu piatră. Aerul încălzit poate fi distribuit în diferite încăperi prin conducte sau conducte, la fel ca sistemele de încălzire convenționale.
CEL MAI BUN RETURN PENTRU INVESTIȚII
Diferite stimulente federale și de stat pot fi disponibile pentru proprietarii de case care doresc să instaleze un sistem solar. Puteți afla ce este disponibil în zona dvs. accesând Baza de date de stimulente de stat pentru energie regenerabilă și eficiență (DSIRE).
În general, aplicațiile de încălzire a apei calde menajere și de încălzire a piscinelor au cele mai mici recompense (5-7 ani) și necesită cele mai mici investiții (3.000 - 10.000 USD înainte de stimulente). Instalațiile costă mai puțin în climele în care temperaturile de îngheț nu sunt o problemă. Instalațiile solare de energie electrică care ar satisface o parte semnificativă din nevoile dvs. de energie electrică necesită investiții mult mai mari, deși costurile componentelor au scăzut în ultimii ani. Dacă se face în timpul construcției, costurile sunt semnificativ mai mici.
Programele de leasing, dacă sunt disponibile în zona dvs., reduc de asemenea dramatic costul instalării unui sistem. Încălzirea solară a spațiului necesită, de asemenea, o investiție mare, cu excepția cazului în care pur și simplu doriți să încălziți una sau două camere în partea de sud a casei.
Indiferent de tipul de sistem solar pe care îl contemplați, începeți să conservați energia acum. Costă mult mai puțin să stingi luminile, să faci dușuri mai scurte și să izolezi podul și pereții decât se instalează o serie de colectoare solare!
Luați în considerare energia solară pentru casa dvs.? Găsiți aici un contractor profesionist în zona dvs.
Notă de autor: Pe lângă faptul că este un colaborator frecvent la BobVila.com, Joe Provey este coautor, împreună cu Everett M. Barber, din Convert Your Home To Solar Energy (The Taunton Press, 2010)