Svarstydami ar diskutuodami apie saulės elektrines ir jų įsiregimą dažnai painiojame esminę saulės modulių sąvoką. Dažniausiai ši, saulės energijai gaminti naudojama, įranga (saulės moduliai) yra klaidingai vadinami „saulės baterijomis“. Tiesa, nors abu paminėtieji elementai vis dėlto naudojami saulės energijos gamybai, jų paskirtis energijos gamybos procese – skirtinga. Kalbant šia tema, turbūt neretai tenka išgirsti ir dar vieną terminą – „saulės kolektoriai“. Tačiau kuo jie visi skiriasi ir kada kurią sąvoką vertėtų vartoti?
Kas yra fotovoltiniai saulės moduliai ir ką reikėtų apie juos žinoti?
Fotovoltiniai įrenginiai sudaryti iš puslaidininkių medžiagų, kurios saulės šviesą paverčia elektros energija. Taigi, fotovoltiniai moduliai – tai, grandinėmis sujungti pavieniai elementai, kurie kartu sudaro vieningą sistemą saulės šviesą paverčiančią elektros energija. Elektros generavimo procesas vyksta pačiame fotovoltiniame elemente saulės šviesai (energijai) atskyrus elektronus nuo jų pagrindinio silicio atomų. Elektronams fiksuojant fotonus (šviesos energiją) yra suteikiama energijos jų išsilaisvinimui nuo „šeimininko“ atomo. Laisvajam elektronui kirtus PN sandūrą/ jungtį sunku sugrįžti atgal, todėl viršutiniame paviršiuje, nukreiptame į saulę, susidaro neigiama įtampa (galiniame – teigiama). Sujungus šiuos paviršius išorine grandine yra ištraukiama srovė, įtampa ir sugeneruota energija iš saulės elemento.
Paprasčiau tariant, saulės modulių paskirtis – generuoti elektros energiją pasitelkiant saulės šviesą. Modulių generuojama elektros energija gali būti naudojama visoms buities reikmėms (elektrinių buities prietaisų naudojimui). Daugiau apie saulės modulius galite sužinoti Solet Technics interneto puslapyje „saulės moduliai“.
Tuo tarpu dažnai saulės modulius vadinamų „saulės baterijų“ paskirtis šiek tiek kitokia. Nors jos nėra pagrindinė saulės elektrinės dalis, jų funkcija taip pat be galo svarbi – kaupti pagamintą ir nepanaudotą elektros energiją (elektros energijos perteklių) vėlesniam naudojimui. Taigi, saulės elektrinės sugeneruota ir nepanaudota elektros energija niekur nedingsta, jos atsargos yra kaupiamos saulės baterijose. Pastarosios saulės elektrinėje dažniausiai yra naudojamos, kai prarandama galimybė prisijungti prie elektros tinklų ar prisijungimo kaina viršija baterijų kainą.
Kam yra reikalingi saulės kolektoriai?
Priešingai nei saulės modulių, kolektorių gaminama energija yra tik šiluminė (nėra gaminama elektra). Pastarosios energijos gamyba vyksta saulės kolektoriams gavus saulės energijos – saulės spinduliuotė paverčiama vartotojui naudinga šilumine energija, kuri perduodama skysčio pavidalu, tekančiu per kolektorių (pavyzdžiui, vandeniu ar neužšąlančiu skysčiu). Ši energija naudojama tik namų šildymui ar karšto vandens ruošimui. Nepanaudota energija gali būti kaupiama šiluminėje saugykloje. Dažniausiai išskiriamos dvi saulės kolektorių rūšys – plokštieji (skysčiu perduodama energija) ir vakuuminiai (oru perduodama energija).
Plokščiasis kolektorius sudarytas iš absorberio, šiluminės izoliacijos ir vamzdelio, kuriuo teka šilumnešis (kolektoriuose esanti gera šiluminė izoliacija užtikrina didesnį kolektoriaus naudingumo koeficientą, neprarandama šiluma). Tuo tarpu vakuuminis saulės kolektorius yra sudarytas iš atskirtų sandarių vamzdelių, kurių viduje esančios varinės plokštelės, kaitinamos saulės spindulių, kaupia energiją (kolektoriuose nėra jokios izoliacinės medžiagos, nes kiekviename vamzdelyje esantis vakuumas – pati efektyviausia šilumos izoliacija, taigi visiškai nepatiriami šilumos nuostoliai). Pastarieji geriausiai tinkami naudoti šaltesnio klimato juostose, kur saulės kiekis yra ne toks didelis.
Pagrindiniai skirtumai tarp saulės kolektorių ir saulės fotovoltinių modulių
Be jau aprašytų funkcinių skirtumų, saulės kolektoriai ir fotovoltiniai moduliai taip pat išsiskiria savo efektyvumu bei charakteristikomis.
Saulės moduliai, sudaryti iš fotovoltinių elementų, yra naudojami elektros energijai gaminti ir tiekti gyvenamiesiems namams, ar komercinėms reikmėms. Saulės spinduliuotė, patenkanti ant modulių, yra paverčiama nuolatine srove (DC). O keitiklio pagalba, ši srovė pakeičiama į kintamąją (AC), kurią naudojame namuose. Kitą vertus, saulės kolektoriai surenka šilumą iš tiesioginių saulės spindulių ir ją paverčia į šildymui tinkamą energiją. Saulės kolektoriai dažniausiai naudojami šildyti tiek komercines, tiek gyvenamąsias patalpas. O saulės elektrinės – tiekti elektros energiją.
Modulių efektyvumas priklauso nuo saulės šviesos kiekio, kuris yra paverčiamas elektra. Įrenginio efektyvumas svyruoja nuo 17 iki 22 proc., tačiau jį gali paveikti ir temperatūra, montavimo kampas.
Našus saulės kolektorių veikimas taip pat priklauso nuo spinduliuotės kiekio, kuris patenka ant šių paviršiaus. Tačiau, saulės kolektorius stipriai veikia ir kiti veiksniai (pavyzdžiui, šilumos padidėjimas, ar nuostoliai, saulės kolektoriaus paviršiaus plotas, konversija). Priklausomai nuo temperatūros skiriasi ir efektyvumo lygis.
Trumpai tariant, saulės kolektoriai ir elektrinės yra du atskiri prietaisai, atliekantis skirtingas funkcijas. Tačiau, saulės kolektoriai yra skirti tik šildymui. Saulės elektrinė yra universalesnė sistema.
Saulės kolektorių kaina
Jei vis dėl to Jums reikalingi būtent kolektoriai – saulės kolektorių įrengimas – investicijų reikalaujantis projektas. Kokybiška įranga ir saulės kolektorių įrengimas kainuoja. Be to, reikėtų nepamiršti įtraukti ir saulės kolektorių išlaikymo bei priežiūros kaštus. Tačiau, įsirengę šildymo sistemą galėsite mėgautis itin pigiu karštu vandeniu. Visgi, prieš įsirengiant saulės kolektorius, reikėtų įvertinti, ar tikrai verta.
Saulės kolektorių kaina priklauso nuo plokščių tipo ir kokybės. Tačiau, gali varijuoti dėl sudėtingesnio saulės kolektorių įrengimo. Pavyzdžiui, jei norimame įrengti name yra sudėtinga, ar pasenusi vandentiekio sistema, saulės kolektorių įrengimo išlaidos gali padidėti. Kaina priklauso ir nuo šildymo sistemos dydžio, saulės kolektorių skaičiaus ir karšto vandens poreikio. Dažniausiai, 3-4 miegamųjų kambarių namui yra įrengiami 2-5 saulės kolektoriai. Vidutiniškai, šildymo sistema (įskaitant saulės kolektorius ir įrengimą) gali kainuoti nuo 3000 iki 5000 eurų.
Lygindami kolektorių sistemos kainą su fotovoltinės sistemos įrengimu – nepastebėsime itin didelio skirtumo, tačiau dėl gaminančio vartotojo galimybės “pasaugoti” elektros energiją ESO tinkluose – tikėtina, kad turėsime didesnę naudą iš fotovoltinės sistemos.
