La fel ca apa și aerul, Soarele este unul dintre sistemele de susținere a vieții Pământului, oferind căldură și lumină. Energia solară, care este regenerabilă, disponibilă pe scară largă și curată, furnizează suficientă energie pentru a satisface nevoile de consum anual ale lumii la fiecare 50 de minute. Provocarea este de a colecta o parte – oricât de mică – din această căldură și energie radiantă.

Două tehnologii majore au fost dezvoltate pentru a-l valorifica:

• Tehnologia solară fotovoltaică, care transformă direct lumina soarelui în energie electrică folosind panouri solare fotovoltaice realizate din celule semiconductoare.

• Tehnologia solară termică, care captează căldura soarelui. Această căldură este utilizată direct sau transformată în energie mecanică și, la rândul său, în electricitate, cunoscută sub numele de energie solară concentrată. Această căldură este utilizată direct (termică solară la temperatură joasă) sau transformată în energie mecanică și, la rândul său, în energie electrică (energie solară concentrată).

Pe măsură ce dorința de a trăi un stil de viață mai curat și mai ecologic continuă să crească, persoanele fizice, întreprinderile și guvernele încearcă să valorifice energia din surse regenerabile acolo unde este posibil. Utilizarea energiei solare pentru a produce energie electrică s-a dovedit a fi o alegere populară în ultimele decenii.

Deși sunt relativ similare și de multe ori confundate pentru că ambele folosesc energia soarelui, în ansamblu, există o diferență între un panou solar și un panou fotovoltaic. Panoul solar poate fi înțeles ca orice formă care colectează energie de la soare și care include transferul de energie termică. Acesta ar putea fi folosit pentru a încălzi apa sau o masă termică precum betonul. Panourile fotovoltaice sunt cele care facilitează procesul de transformare a energiei electrice din lumina soarelui.

Ce este energia solară?

Energia solară este una dintre cele mai curate, mai ieftine și mai abundente surse de energie de pe planetă. Mai simplu spus, energia solară este energia care vine de la soare (sub formă de căldură și lumină) care este convertită în energie electrică sau energie solară termică.

Ce este un panou fotovoltaic?

Lumina soarelui se deplasează la o distanță uluitoare înainte de a ajunge pe Pământ. Lumina soarelui care călătorește departe care aterizează pe aceste panouri solare fotovoltaice poate fi transformată în energie electrică pe care o folosim zilnic, dar cum?

Panourile solare fotovoltaice sunt compuse din unități mai mici numite celule solare fotovoltaice. Celulele solare fotovoltaice convertesc lumina solară în electricitate, permițând fotonilor (care sunt particule de lumină) să elibereze electronii de atomi, generând un flux de electricitate.

Această energie poate fi:

• Folosită pentru alimentarea tuturor dispozitivelor și aparatelor dintr-o proprietate.
• Stocată într-o baterie solară dacă se generează surplus de putere, pentru a fi folosită atunci când este necesar sau în perioadele de lumină solară scăzută, cum ar fi seara sau noaptea.
• Folosit la rețeaua națională, face rețeaua mai ecologică și reducând amprenta de carbon pentru o persoană, o familie sau o afacere.

Mai simplu spus, panourile fotovoltaice sau panourile solare, transformă lumina directă a soarelui în electricitate.

Tipuri de panouri solare fotovoltaice

Majoritatea opțiunilor de panouri solare fotovoltaice disponibile în prezent se potrivesc într-unul dintre cele trei tipuri: monocristalin, policristalin (cunoscut și ca multi-cristalin) și cu peliculă subțire. Aceste panouri solare fotovoltaice variază în ceea ce privește modul în care sunt realizate, aspectul, performanța, costurile și instalațiile pentru care fiecare este cel mai potrivit. În funcție de tipul de instalare pe care îl aveți în vedere, o opțiune poate fi mai potrivită decât celelalte.

Fiecare tip are propriile sale avantaje și dezavantaje unice, iar tipul de panou de energie solară cel mai potrivit pentru instalația casei. va depinde de factori specifici proprietății și de caracteristicile sistemului dorit.

Principalele tipuri de panouri solare fotovoltaice sunt:

Monocristalin –  Eficiență și performanță ridicate (15-20%) – Costuri mai mari

Policristalină – Eficiență și performanță mai scăzute (15-17%) – Costuri mai mici 

Film subțire – Eficiență și performanță reduse – Portabil și flexibil 

Din ce sunt făcute diferitele panouri solare fotovoltaice?

Pentru a produce energie electrică, celulele solare sunt fabricate dintr-un material semiconductor care transformă lumina în electricitate. Cel mai comun material folosit ca semiconductor în timpul procesului de fabricare a celulelor solare este siliciul.

Panouri solare fotovoltaice monocristaline si policristaline

Atât panourile solare monocristaline cât și cele policristaline au celule realizate din plachete de siliciu. Pentru a construi un panou monocristalin sau policristalin, napolitanele sunt asamblate în rânduri și coloane pentru a forma un dreptunghi, acoperite cu o foaie de sticlă și încadrate împreună.

În timp ce ambele tipuri de panouri solare fotovoltaice au celule din siliciu, panourile monocristaline și policristaline variază în compoziția siliciului în sine. Celulele solare monocristaline sunt formate fragmente tăiate ale unui singur cristal pur de siliciu. Alternativ, celulele solare policristaline sunt compuse din fragmente de cristale de siliciu care sunt topite împreună într-o matriță înainte de a fi tăiate.

Panouri solare fotovoltaice cu peliculă subțire

Spre deosebire de tipurile de panouri solare fotovoltaice menționate anterior, panourile cu peliculă subțire sunt realizate dintr-o varietate de materiale. Cel mai răspândit tip de panou solar cu peliculă subțire este fabricat din telurura de cadmiu (CdTe). Pentru a realiza acest tip de panou cu peliculă subțire, producătorii plasează un strat de CdTe între straturi conductoare transparente care ajută la captarea luminii solare. Acest tip de tehnologie cu peliculă subțire are și un strat de sticlă în partea de sus pentru protecție.

Panourile solare cu peliculă subțire pot fi fabricate și din siliciu amorf sau cu seleniură de cupru indiu galiu. Panourile cu seleniură de cupru indiu galiu, au toate cele patru elemente plasate între două straturi conductoare (adică sticlă, plastic, aluminiu sau oțel), iar electrozii sunt plasați pe partea din față și din spate a materialului pentru a capta curenții electrici.

Avantajele instalării panourilor solare fotovoltaice

Economii. Instalarea de panouri solare fotovoltaice vă poate reduce atât consumul de combustibili fosili, cât și facturile de energie cu până la 70%! Mai mult, instalarea panourilor solare poate crește valoarea casei tale. Făcându-l o investiție excelentă nu numai pentru planetă, ci și pentru buzunarul tău.

Fără întreținere. Panourile solare necesită întreținere mică sau deloc și au o durată de viață incredibil de lungă. Mai ales în comparație cu panourile solare termice. 

Independent de energie. Mai puțină dependență de rețeaua națională pentru alimentarea cu energie electrică, ceea ce înseamnă că proprietatea va fi mai puțin probabil afectată de probleme operaționale sau întreruperi de curent local.

Mai versatil. Tehnologia solară fotovoltaică are potențialul nu numai de a genera electricitate verde, ci și de a vă încălzi apa și de a vă încărca mașina electrică de la soare.

Dezavantajele instalării panourilor solare fotovoltaice

Costuri inițiale. Cu orice produs de acest fel, există un cost inițial pentru achiziționarea unui sistem solar, în ciuda rentabilității financiare în câțiva ani.

Adecvare. În timp ce majoritatea proprietăților sunt potrivite pentru solar, disponibilitatea locației și a luminii solare pot limita cantitatea de energie pe care o pot produce panourile. 

Investiție pe termen lung. Deși economiile la consumul de energie și facturile la energie încep imediat odată cu instalarea panourilor, rentabilitatea investiției este de aproximativ 7-20 de ani. Deplasarea pachetului cu panouri solare fotovoltaice poate fi costisitoare, ceea ce face ca acest tip de investiții în energie regenerabilă să fie cel mai ideal pentru cei care locuiesc într-o proprietate pe termen lung.

Înțelegerea energiei solare

În principiu, a afla dacă are sens financiar să instalezi energie solară pentru casă este simplu. Va trebui să calculați costul unui sistem de energie solară format din panouri solare fotovoltaice și apoi câtă energie va produce.

Astfel puteți compara acest lucru cu ceea ce ați plăti altfel pentru aceeași cantitate de energie. Acest calcul va spune câți ani vor dura pentru ca investiția inițială să se achite singură în costurile economisite cu energie.

Dacă sistemul se va amortiza în cinci ani și aveți capitalul inițial, probabil că este o idee grozavă. Dacă va trebui să așteptați mai mult pentru economii sau să obțineți un împrumut pentru a vă permite sistemul, va trebui să gândiți cu atenție decizia.

Cât costă un panou solar fotovoltaic?

Ca la orice alt produs din comerț, prețul pentru panouri solare fotovoltaice va depinde de producător. Analizând bine ofertele distribuitorilor înainte de a lua o decizie, este un pas important pentru a găsi echilibrul potrivit între calitate, eficiență și accesibilitate.

Pentru un anumit producător, panouri solare fotovoltaice cu eficiență mai ridicată costă mai mult. Vestea bună este că panourile cu cea mai mare eficiență nu sunt întotdeauna necesare, mai ales dacă acoperișul casei primește mult soare.

Pentru panourile monocristaline, prețurile pornesc de la 300 lei și pot ajunge la 1600 lei pentru un panou, pe când cele policristaline au un preț de plecare de 150 lei ce urca pana la aproximativ 500 lei.

În cazul panourilor fotovoltaice cu peliculă subțire, acestea se găsesc pe piață la prețuri cuprinse între 200 și 600 lei

Dacă decideți să faceți pasul către o energie mai verde, puteți evalua și ofertele unora dintre furnizorii de energie electrică care oferă servicii de consiliere pentru întocmirea proiectului tehnic și a documentației pentru autorizațiilor necesare, instalarea panourilor și racordarea acestora și chiar consiliere pentru a accesa finanțare din partea Administrației Fondului pentru Mediu care poate acoperi 90% din cheltuieli, cu o limită maximă de 20.000 lei.

Costul energiei solare pentru proprietarii de case

În primul rând, trebuie să vă uitați la costul instalării unui sistem de energie solară. 

Găsiți o gamă uriașă de costuri? Ei bine, o mare parte din variație depinde de dimensiunea sistemului pe care doriți să-l instalați și de tipul de panouri solare fotovoltaice pe care doriți să le utilizați. Oricare ar fi sistemul pe care îl utilizați, totuși, rețineți că energia solară necesită un capital intensiv, iar costul principal al deținerii unui sistem apare în avans la cumpărarea echipamentului. Modulul solar va reprezenta aproape sigur cea mai mare componentă a cheltuielilor totale.

Există și unele costuri suplimentare. Alte echipamente necesare instalării includ un invertor (pentru a transforma curentul continuu produs de panou în curent alternativ utilizat de aparatele de uz casnic), echipamente de măsurare (dacă este necesar să se vadă câtă putere se produce) și diverse componente ale carcasei împreună cu cabluri și echipamente de cablare. Unii proprietari iau în considerare și stocarea bateriei.

Din punct de vedere istoric, bateriile au fost prohibitiv de scumpe și inutile dacă utilitatea plătește pentru excesul de electricitate care este introdusă în rețea. Costul forței de muncă la instalare trebuie de asemenea luat în considerare.

Pe lângă costurile de instalare, există și alte costuri asociate cu operarea și întreținerea unui panou solar fotovoltaic. Pe lângă curățarea regulată a panourilor, invertoarele și bateriile (dacă sunt instalate) au nevoie în general de înlocuire după câțiva ani de utilizare.

Calcularea producției de energie

Un factor pe care va trebui să îl luați în considerare în calcule este cantitatea de energie pe care o va produce sistemul de energie și când va face asta. Acesta poate fi un calcul foarte complicat de făcut, chiar și pentru inginerii solari cu experiență. 

Una dintre cele mai importante considerații este nivelul de iradiere solară disponibil în locația geografică a locuinței; cu alte cuvinte, cât de însorit este acolo unde locuiți. 

La fel de importantă este orientarea casei; pentru panouri solare fotovoltaice de acoperiș, un acoperiș orientat spre sud, fără copaci sau alte obiecte care împiedică lumina soarelui, maximizează energia solară disponibilă. Dacă acesta nu este disponibil, panourile pot fi montate pe suporturi externe și instalate departe de casă, implicând costuri suplimentare pentru hardware-ul și cablurile suplimentare.

Și apoi trebuie să luați în considerare dimensiunea sistemului. Dimensiunea panoului solar este cotată în termeni de potențial teoretic de ieșire electrică în wați. Cu toate acestea, puterea tipică realizată pentru sistemele fotovoltaice instalate – cunoscută sub numele de „factor de capacitate” – este între 15% și 30% din producția teoretică.

Odată ce știți cât va costa un sistem de energie solară în avans și câtă energie va produce, puteți (teoretic) să preziceți cât de mult puteți economisi în costurile de energie pe an.

Cât produce un sistem fotovoltaic?

Să știi câtă energie produce un singur panou solar este bine și mai bine, dar, mai important, câtă energie solară poate genera acoperișul? Să facem calculul de mai jos:

Să luăm din nou exemplul de mai sus, unde beneficiați în medie de cinci ore de lumină solară directă pe zi și utilizați panouri solare fotovoltaice evaluate la 290 W și să presupunem că instalați 30 de panouri solare fotovoltaice pe acoperișul casei – care vă asigură un sistem de panouri solare fotovoltaice de 8.700 de wați sau 8,7 kW.

Înmulțiți cele cinci ore de lumină solară directă pe care le-am estimat mai sus cu 8,7 kW și obținem aproximativ 43,5 kWh de energie electrică produsă pe zi. Și pentru o conversie finală, dacă înmulțim 43,5 cu 365 de zile într-un an, obținem aproximativ 15.800 kWh de energie electrică produsă într-un an calendaristic complet dintr-o matrice de 30 de panouri solare fotovoltaice premium de 290 W pe acoperiș. 

Instalare sistem fotovoltaic On Grid sau sistem fotovoltaic Off Grid?

Instalarea unui sistem de energie solară poate fi o sarcină descurajantă, mai ales pentru o persoană care trebuie să ia multe decizii, cum ar fi alegerea panourilor solare potrivite, estimarea consumului de energie, optarea între un sistem de energie solară off grid și on grid solar și multe altele. Deși toate sistemele de energie solară funcționează pe efectul fotovoltaic, modul în care va fi utilizată energia generată de dispozitivele solare depinde de utilizator.

De exemplu, dacă doriți să utilizați energia solară independent de rețeaua de rețea, puteți opta pentru un sistem solar off-grid. Alternativ, dacă producția de energie este mai mare decât ceea ce consumați, atunci un sistem de energie solară în rețea vă poate ajuta să redirecționați orice surplus de energie către rețea prin contorizare netă.

Sună complicat? De fapt, diferența dintre sistemul solar în rețea și în afara rețelei este destul de simplă. După cum sugerează și numele, un sistem solar în afara rețelei nu este conectat la rețea, în timp ce un sistem solar în rețea este conectat la rețeaua de utilități. Alegerea unui anumit sistem de rețea de către client influențează echipamentul necesar pentru instalare, metoda de instalare, precum și facturile la energie.

Diferența dintre sistemul solar On Grid și Off Grid

Sistem de energie solară On Grid (în rețea)

Un sistem conectat la rețea implică faptul că sistemul solar este conectat la rețeaua companiei de utilități. Între sistemele off-grid și on-grid, acesta din urmă este mai popular, deoarece utilizatorii sunt acoperiți de compania lor de utilități, chiar dacă sistemele lor solare nu funcționează sau funcționează defectuos. În plus, dacă utilizatorul generează exces de energie, acesta poate fi returnat companiei de energie electrică. În schimb, utilizatorul poate construi un credit care poate fi utilizat pentru a încasa la sfârșitul ciclului de facturare.

Acest proces este cunoscut sub denumirea de contorizare netă. A fi legat de rețea minimizează costurile inițiale, deoarece utilizatorul nu trebuie să achiziționeze un sistem costisitor de rezervă a bateriei pentru stocarea energiei. Cu toate acestea, principalul dezavantaj al unui sistem în rețea este că se oprește complet în cazul unei căderi de curent. Prin urmare, este posibil ca un sistem de alimentare în rețea să nu ofere ieșiri bune în zonele care sunt predispuse la întreruperi de curent.

Sistem de energie solară Off Grid (în afara rețelei)

După cum am menționat mai devreme, un sistem de energie solară off grid nu este conectat la rețeaua de utilități și utilizează un sistem suplimentar de baterii. De obicei, un sistem off-grid este proiectat pentru a genera un exces de energie electrică în timpul zilei, care este transferată în sistemele de baterii pentru stocare. Energia stocată în baterii poate fi apoi folosită în timpul nopții sau când este înnorat.

Pe baza estimărilor de energie, sistemele solare pot fi dimensionate pentru a genera suficientă energie pentru a satisface cerințele energetice ale utilizatorului non-stop. Avantajul cheie al folosirii panourilor solare în afara rețelei este că utilizatorul nu este dependent de energia rețelei, ceea ce înseamnă că o întrerupere de curent sau o întrerupere nu l-ar afecta în niciun fel pe utilizator. În dezavantaj, un sistem solar în afara rețelei depinde de radiația solară, iar vremea înnorată prelungită poate avea un impact semnificativ asupra producției de energie. În plus, un sistem suplimentar de baterii poate crește costurile inițiale de instalare pentru utilizatori.

On-grid sau off-grid, ambele tipuri de sisteme de energie solară au propriul set de avantaje și dezavantaje. Ceea ce face ca fiecare să fie ideal este cerințele și prioritățile utilizatorului.

Merită investiția în energie solară?

Odată ce ați lucrat prin toate aceste calcule, veți ajunge probabil cu un singur număr – numărul de ani pe care îi va dura un sistem solar pentru a-și plăti singur economiile din facturile de energie. Dacă locuiți într-o zonă însorită a țării și aveți facturi mari la utilități în acest moment, s-ar putea să vă uitați la un sistem care va ajunge în acest punct în cinci ani. Alți proprietari pot fi nevoiți să aștepte 10 sau 20 de ani pentru a ajunge la acest punct.

Cu alte cuvinte, majoritatea proprietarilor de case vor vedea în cele din urmă un beneficiu de la un sistem de energie solară; ar putea dura doar zeci de ani pentru ca acest lucru să se realizeze. Dacă merită instalarea unui astfel de sistem, prin urmare, adesea se rezumă la o serie de factori mult mai puțin tehnici decât cei enumerați mai sus: cât timp veți rămâne în casa deținută., subvențiile disponibile, și pur și simplu dacă vrei să faci partea ta pentru mediu.

Sursa foto: www.freepik.com | www.google.com

Citește și: Cât costă un Kilowatt de energie electrică în 2022? | Cât costă debranșarea de la Radet?