Splošni napotki o sončnih kolektorjih

Eden najenostavnejših načinov izkoriščanja sončne energije so sončni kolektorji oz. zbiralniki sončne energije dostikrat imenovani tudi solarni sistemi, s katerimi lahko ogrevamo sanitarno vodo ali objekt. Sisteme za izrabo sončne energije za ogrevanje objekta ponavadi uporabljamo v prehodnih obdobjih tj. pomlad, jesen., saj takrat energetske zahteve niso tako velike, ob nastopu energetsko najzahtevnejšega obdobja, torej zime, pa za segrevanje objektov pridejo v poštev, površinsko gledano, večji sistemi. Za čim boljši izkoristek sončne energije je pri instalaciji sistema potrebno upoštevati nekaj dejavnikov, ki vplivajo na kakovost izkoriščanja sončne energije. Ti dejavniki so : Izbira najustreznejšega mesta, naklon ter velikost kolektorjev.

Izbira najustreznejšega mesta

Najustreznejša in najpogosteje uporabljena mesta so strehe hiš, saj so le-te ponavadi že pod določenim naklonom, poleg tega pa namestitev sistema na streho daje viden znak naklonjenosti naravi. Sončne kolektorje je mogoče namestiti  tudi na tleh, kjer pa so zbiralniki sončne energije običajno bolj osenčeni kot na višje ležečih mestih, kar zmanjša njihov izkoristek. Pri namestitvi sistema, je ključnega pomena, da kolektorje obrnemo proti jugu, saj bodo tako največ časa, v vseh letnih časih, najbolj izpostavljeni soncu.

Velikost sončnih kolektorjev

Na velikost sončnih kolektorjev vpliva več dejavnikov, saj je potrebno upoštevati lego vašega objekta,  predvideno porabo tople vode oziroma za morebitno uporabo za ogrevanje stavbe.

Naklon sončnih kolektorjev

Naklon kolektorjev igra zelo pomembno vlogo, saj zadosten naklon omogoča bolšji izkoristek tudi pozimi. Največjo količino sončne energije zberemo, kadar sončno sevanje pada pravokotno na sončne kolektorje. V Sloveniji velja kot idealen naklon, naklon med 35 in 45 stopinjami, ki je nekakšen kompromis med najustreznejšim naklonom poleti ( 30 stopinj ) in najustreznejšim naklonom pozimi ( 60 stopinj ). Glede na to, da kolektorje uporabljamo predvsem pozimi, jih je pametno postaviti tako, da dajo svoj maksimum ravno tam.

Vrsta sončnih kolektorjev

Poznamo več vrst kolektorjev v osnovi pa jih ločimo na ploščate in vakuumske kolektorje.
Vakuumski cevni kolektorji so sistemi z najoptimalnejšim izkoristkom, v vseh letnih časih, delujejo ob različnih vremenskih pogojih, oblačnem vremenu ter v zimskem času. Vakuum je pomemben zaradi preprečevanja izgub svetlobne energije, kar je zlasti pomembno v slabih vremenskih pogojih, ko je razpoložljive energije malo, potrebujemo pa jo takrat običajno veliko. Investicijsko gledano so vakuumski sistemi zahtevnejši od ploščatih kolektorjev, a se zaradi boljšega izkoristka investicija hitro povrne. Danes tehnološko najbolj dovršen je heat pipe kolektor.
Ploščati kolektorji so preprostejše izvedbe, odlikuje jih visoka odpornost na zunanje vplive ter preprosta in izpopolnjena tehnologija, ki omogoča enostavno montažo. Primerni so za energetsko gledano manj zahtevna obdobja tj. pomlad, jesen,.

Solarni sistemi nature d.o.o.

Baterija, ki jo lahko polnimo na soncu

Baterija zanimivega videza in funkcionalnosti je ideja treh kitajskih študentov, ki so koncept prijavili na enega izmed tehnoloških tekmovanj.

To je v bistvu enostavna fotoelektrična baterija s transparentnim okvirjem, pod katerim se nahajajo sončne celice, zaenkrat pa so izdelali prototipe za baterije velikosti AA in AAA.

Ko se baterija izprazni, jo enostavno postavimo na sonce, kjer se napolni in jo nato spet lahko uporabljamo. Poleg tega ima vgrajen 3,5 mm vhod, preko katerega lahko direktno napajamo manjše naprave kot so MP3 predvajalniki.

Jahta na sončni pogon

Verjetno boste bolj težko našli 5-metersko jahto, še težje pa tako, ki jo poganja sončna energija.

Vendar pa se bodo stvari kmalu spremenile, saj prihaja mala luksuzna jahta SeaJet na sončni pogon, ki jo je zasnoval Pierpaolo Lazzarini. Jahta je zasnovana v obliki nekakšne kapsule, z njo pa bo mogoče čisto udobno pluti po morju, hkrati pa privarčevati pri gorivu, poleg tega pa bo še prijaznejša za okolje.

Jahta SeaJet sicer ne bo popolnoma odvisna samo od sončne energije, saj bodo fotovoltaične sončne celice na strehi jahte skrbele večinoma za interne sisteme in  klimatsko napravo, v primeru, da zmanjka goriva, pa bo mogoče preklopiti tudi na elektro motor, ki bo jahto pripeljal do pristanišča. Torej bo to neke vrste hibridna jahta, kot to poznamo že pri nekaterih avtomobilih.

Mikro kino, ki ga poganja sončna energija

Sol Cinema je najmanjši kino na svetu, poganjajo pa ga velike Li-ion baterije, ki jih napajata dva 120W sončna kolektorja.
V njem si lahko gledalci ogledajo kratke filme o okoljskih problemih, onesnaževanju, pa tudi kakšna zabavna vsebina se najde na sporedu. V najmanjšem kinu na svetu je prostora za 8 odraslih ali 12 otrok.

Uvod v izkoriščanje sončne energije

Naučite se osnov izkoriščanja sončne energije, sončnih celic, inverterjev, montažerjev, izbire lokacije, financiranja ter še mnogo več. Izkoristite sončno energijo!
V tem kratkem vodiču boste lahko odkrili možnosti, ki se vam ponujajo pri vgradnji solarnih celic. Najprej pa se osredotočimo na osnovne pojme v zvezi s solarno energijo.

FV (PV): angl. Photovoltaic – Fotovoltaika

FV kolektor: oz. sončni kolektor pretvarja sončno energijo direktno v enosmerno energijo. Kolektor je na voljo v različnih velikostih in napetostih. Najbolj pogoste različice kolektorjev pa so po navadi 200W in velike približno 4 kvadratne metre.

FV razporeditev: pomeni število kolektorjev, ki so povezani v omrežje. Za primerjavo: pet (5) 200W FV kolektorjev lahko proizvede napetost v velikosti 1000W. Tipična napetost pa je od 2000 do 5000W.

Inverter: Pretvori energijo pridobljeno preko sončnega kolektorja v električno energijo, ki se uporablja v gospodinjstvih. 300W inverter bo proizvedel 3000W električne energije. Standardne velikosti inverterjev pa segajo od 2000W do 7000W.

Mrežni sistem: je električni sistem, sestavljen iz strehe oz. ravne površine, na kateri so FV kolektorji ter inverter. Ti so povezani električnim z omrežjem, energija, proizvedena v FV razporeditvi gre direktno v gospodinjstvo, ostala energija pa se shranjuje v omrežju.

Kilovatna ura (kwh): En kilovat (1000W) na 1 uro = 1 kilovatna ura. Po navadi elektrarne zaračunajo število kilovatnih ur, ki jih mesečno porabi gospodinjstvo.

Dnevna potreba po energiji: Razporeditev vaših FV celic lahko proizvede večino energije, ki jo vaš dom potrebuje. Na vašen računu za elektriko lahko preverite, koliko energije porabi vaše gospodinjstvo na dan. Dobro pa je tudi, da pokličete v podjetje, ki vam izdaja mesečni račun za elektriko in se pozanimate, kakšna je njihova poltika glede alternativnih virov energije (na kakšen način lahko priklopite vaše kolektorje v omrežje). Torej, ko boste imeli te podatke, boste lahko izračunali, koliko kolektorjev potrebujete in kakšne velikosti morajo biti.

Prostor brez sence: FV kolektorji potrebujejo direktno sončno svetlobo, da lahko proizvedejo energijo. Kolektorje pri delovanju zmoti že malo sence, saj lahko proizvodnja energije drastično pade. Zato je potrebno kolektorje namestiti tja, kjer bodo lahko ti dobili direktno sončno svetlobo med 10. in 13. uro, saj ima takrat sonce največjo moč.

Proračun projekta: Zavedati se morate, da sončni kolektorji niso poceni stvar, zato se je vedno dobro prej pozanimati pri izvajalcih koliko bi vas takšen projekt prišel. Vendar pa je res, da takšna naložba ni kratkotrajna, temveč dolgotrajna. To pomeni, da glede na dolgi rok takšna naložba pomeni dobiček in ne izgubo, saj boste ogromno prihranili na računih za elektriko oz. energijo.

Koliko dobička vam bo takšen sistem prinesel skozi čas si lahko tudi že vnaprej preprosto izračunate:

Če veste vašo povprečno porabo kwh/da oz. koliko kilovatnih ur na dan bi radi proizvedli z vašo “domačo elektrarno“ lahko to storite na naslednji način:

Poraba vašega gospodinjstva v kilovatih (kw) = (kwh/dan) / 5ur (takrat, ko je sonce najbolj močno – sončne ure) x 1.43 (povprečna izguba energije)

1. Deljite povprečno kwh/dan z številom sončnih ur
2. Množite 1.43 – ta številka pomeni izgubo energije, kar po navadi povzroči trenje, vročina ter drugo.

Primer: Kolikšno velikost FV sistema moram imeti, da bom proizvedel 20kwh/dan?

20kwh/5h = 4kw
4kw x 1.43 = 5.7kw

5.7kw = velikost sistema, ki bo proizvedel 20kwh/dan (predvidevamo, da je pri tem bilo upoštevanih 5 sončnih ur na dan).

Torej, sedaj ko ste dobili ta rezultat, lahko pokličete proizvajalce sončnih kolektorjev in se pozanimate, koliko stane ena enota in koliko bi vas taorej prišel okvirno celoten projekt.

Samodejno čiščenje sončnih kolektorjev

Tehnologija, ki jo je izdelala NASA bo pomagala znanstvenikom raziskati Mars, prav tako pa lahko reši probleme glede porabe energije na Zemlji.
Sončne plošče, ki se uporabljajo za napajanje robota, večkrat umaže zemlja, ki jo prinese veter. Ta pa slabi samo proizvodnjo energije, zato so izumili sistem, ki bo sam skrbel za to, da bodo sončne plošče ostale čiste. Ta sistem vsebuje senzorje, ki zaznajo prašne delce na ploščah in le-te odstranijo z električnim nabojem.

Dr. Malay Mazumder, ki je pomagal izdelati tehnologijo za NASO je povedal, da lahko ta pomaga izboljšati izkoristek večjih sončnih celic, ki so postavljene v suhe in prašne puščavske lokacije. Plast peska, ki tehla 4g na kvadratni meter bi tako naj zmanjšala zmogljivost solarnih plošč za kar 40 %.

S tem imajo velike težave v Arizoni, kjer na mesec nanese za kar štirikrat toliko peska na površine. Še večje probleme pa imajo v Avstraliji, bližnjem vzhodu ter Indiji.

Omenjeni senzorji tako merijo količino peska na ploščah in le-tega odstranijo s pomočjo električno občutljivega materiala. Elektrode na ploščah proizvedejo elektrostatične pulze, ki stresejo pepel s plošč. Sam proces naj bo očistil 90 % prahu v dveh minutah, pri tem pa porabi le majhno količino elektrike, ki jo proizvedejo plošče.

Leča podobna nalepki povečuje izkoristek sončne energije

Podjetje SolOptics je izdelala nov dizajn za leče, ki izboljšujejo uspešnost sončnih celic za 12,5%. Takšno lečo bo možno namestiti na katerokoli vrsto sončnih celic, saj deluje kot neke vrste nalepka.
Podjetju je tako uspelo vključiti mikrostrukture na polimerski trak. tega pa lahko nato namestimo na fotovoltaične celice. Pri testiranju teh mikrostruktur so ugotovili, da izboljšajo zmogljivost pretvorbe sončne energije za 10 do 12.5%. Mikrostrukture v tej leči nudijo večjo absorpcijo svetlobe, anti odsevni premaz pa omogoča, da ta leča ujame še več svetlobe tudi če ni neposredne sončne svetlobe.

Hkrati pa ta tehnologija tudi podaljša pot svetlobe, kar omogoča da se asimilira več elektronov, kar v končni fazi pomeni več proizvedene energije.

Druga dobra lastnost te leče pa je ta, da ni važno iz česa so fotovoltaične celice narejene, v vsakem primeru jih lahko namestimo nanje.

Nanotehnologija kmalu v uporabi tudi v naših domovih?

Sončni kolektorji so pred kratkim dobili zanimivo nadradnjo na področju čiščenja -  znanstveniki na uneverzi v Tel Avivu so odkrili nove zmogljivosti nano delcev. Ti naj bi bili po novem zmožni sami očistiti sončne kolektorje.

Raziskovalci so delali različne teste in poskuse v zvezi s tem, kako nadzorovati peptide ter molekule, pri čemer so naleteli na revolucijo. Odkrili so, da so se peptidi zmožni sami ponovno sestaviti v vakuumu. Rezultat tega pa je odbojna površina iz peptidov, ki odbija prah ter vodo.

Odkritje pa ni pomembno le na področju sončne energije, ampak pomeni tudi bolj zmogljive litijeve baterije v prihodnosti.

Naprej »