Solarna energija, odnosno energija koja nastaje kao rezultat sunčevog zraćenja i koja je na našoj planeti izražena i primetna u dve osnovne forme, a to su forma toplote i forma svetlosti, predstavlja obnovljivi oblik energije, što znači da kao takva poseduje neiscrpan izvor i da je sama po sebi neiscrpna i da nastaje neprekidno.
U poređenju sa svim drugim obnovljivim oblicima energije, a to su energija vetra, energija vode ili hidro energija, energija biomase ili bio energija i geotermalna energija, solarna energija je specifična po tome što predstavlja jedini oblik energije koji je u potpunosti nezavistan od ostalih oblika energije, ali i po tome što zapravo kroz svoje postojanje omogućava postojanje drugih, takođe obnovljivih oblika energije.
Drugim rečima, kada solarna energija ne bi postojala, ne bi bilo moguće ni postojanje energije vetra, ni postojanje energije vode, ni postojanje energije biomase, kao ni postojanje geotermalne energije.
Uz sve to, važno je napomenuti i da bez postojanja solarne energije ne bi bilo moguće ni postojanje bilo kog oblika života na našoj planeti, pa tako ni postojanje ljudske vrste.
Istražujući načine na koje funkcionišu i na koje se mogu upotrebiti različiti oblici energije, ljudi su još u davna vremena otkrili da se solarna energija može upotrebljavati ne samo u formi toplotne energije i ne samo u formi svetlosne energije, već i u formi mehaničke energije koja se najpre dobije od solarne energije, a koja se potom konvertuje u električnu energiju koja se koristi za napajanje uređaja koji su namenjeni za ličnu ili pak za javnu upotrebu.
Da bi solarna energija mogla ciljno i kontrolisano da se upotrebi na bilo koji od gore navedenih načina, najpre je bilo neophodno osmisliti, konstruisati i proizvesti sisteme za upotrebu solarne energije.
Takvi sistemi, dakle sistemi za upotrebu solarne energije, sastoje se iz različitih delova, odnosno komponenti koje se u zavisnosti od konkretne namene, to jest od konkretnog cilja korišćenja sistema za upotrebu solarne energije razlikuju.
To znači, da nije svaki sistem za upotrebu solarne energije sastavljen od istih delova, odnosno komponenti.
Kroz sadržaj teksta koji upravo čitate, baziraćemo se na solarne panele i solarne kolektore i pomoći ćemo vam da saznate sve što je potrebno da znate o ovim vrstama delova, odnosno komponenti sistema za upotrebu solarne energije.
Solarni paneli – informacije, sve što je potrebno da znate
Prvo i osnovno što je važno da napomenemo kada su u pitanju solarni paneli, jeste to da su oni izgrađeni tako da se sastoje iz niza solarnih ćelija koje su međusobno povezane tako da formiraju solarne module koji se mogu definisati kao komponente solarnih panela.
Zato, ukoliko tražeći informacije o solarnim panelima čujete ili pročitate termin “solarne ćelije” ili termin “solarni moduli”, potrebno je da znate da je reč o delovima koji su uključeni u sastav svakog solarnog panela.
Solarni paneli, predstavljaju jedan od najvažnijih delova, odnosno jednu od najvažnijih komponenti sistema za upotrebu solarne energije koji se koriste u svrhu pretvaranja solarne energije u električnu energiju.
Najjednostavnije i pritom najpreciznije, solarni paneli se mogu definisati kao elementi koji imaju poluprovodničku strukturu i čiji je zadatak da solarnu energiju koja se kroz proces delovanja sunčevog zračenja emituje do njihove površine pretvore, to jest konvertuju u električnu energiju.
Svaka solarna ćelija, a napomenuli smo da se iz niza solarnih ćelija sastoji svaki solarni panel, koji ulazi u sastav sistema za upotrebu solarne energije, sastoji se iz nekoliko dioda i konstruisana je tako da sadrži više takozvanih pn spojeva koji povezuju te diode i koji omogućavaju da one funkcionišu onako kako je potrebno.
Pritom, što je veći broj takozvanih pn spojeva uključen u sastav određene solarne ćelije, to ta solarna ćelija ima efikasniju funkciju.
U periodu davne prošlosti, kada su solarne ćelije i solarni paneli tek počeli da se proizvode i da se upotrebljavaju, postojale su solarne ćelije koje sadrže samo jedan pn spoj.
Danas, situacija je daleko drugačija, pa su takve solarne ćelije, dakle konkretno solarne ćelije sa samo jednim pn spojem izuzetno retke na tržištu i retko ulaze u sastav solarnih modula, koji povezani čine solarne panele.
Najčešće se proizvode i najčešće se upotrebljavaju solarne ćelije koje sadrže tri ili četiri pn spoja i takve solarne ćelije koje same po sebi ispoljavaju bolju i veću efikasnost utiču i na bolju i veću efikasnost solarnog panela u čiji sastav su uključene.
Solarne ćelije, od kojih je izgrađen doslovno svaki solarni modul, a onda i doslovno svaki solarni panel, prema vrsti materijala od kojeg su proizvedene, međusobno se mogu razvrstati u ukupno šest kategorija i to u kategoriju GaAs solarnih ćelija, u kategoriju InP solarnih ćelija, u kategoriju Si solarnih ćelija, u kategoriju CIS solarnih ćelija, u kategoriju CdTe solarnih ćelija i u kategoriju organskih solarnih ćelija.
Situacija je takva, da se danas najčešće proizvode i upotrebljavaju solarne ćelije koje pripadaju kategoriji GaAs solarnih ćelija i samim tim, najzastupljeniji su solarni paneli koji su izgrađeni upravo od GaAs solarnih ćelija.
Da bi solarne ćelije mogle da formiraju solarni modul, a onda i solarni panel, potrebno je, to jest neophodno je da one najpre međusobno budu povezane.
Pritom, važno je napomenuti da solarne ćelije međusobno mogu biti povezane na više različitih načina i to redno, paralelno i kombinovano.
Način na koji će solarne ćelije biti povezane, uslovljen je projektovanom snagom svake pojedinačne solarne ćelije.
Nešto što je takođe važno navesti kao podatak vezan za osobine solarnih ćelija koje ulaze u sastav solarnih modula od kojih su izgrađeni solarni paneli, jeste da svaka pojedinačna solarna ćelija poseduje izlazni napon koji se kreće u rasponu od oko 600 do oko 700 V.
Taj podatak, uzima se u obzir prilikom odabira, to jest prilikom određivanja broja solarnih ćelija koje će se povezati kako bi formirale najpre solarni modul, a onda i solarni panel.
Konkretnije, pre nego što se izvrši povezivanje solarnih ćelija, najpre se odredi željena snaga solarnog modula, kao i željena snaga solarnog panela i u skladu sa tom, željenom snagom solarnog modula, kao i u skladu sa tom, željenom snagom solarnog panela, pristupa se povezivanju solarnih ćelija od kojih će biti sastavljen najpre željeni solarni modul, a onda i željeni solarni panel.
U ogromnoj većini slučajeva, prilikom povezivanja solarnih ćelija koje tako povezane treba da obrazuju jedan solarni modul, upotrebljava se ukupno 36 solarnih ćelija, tako da većina solarnih modula od kojih se napomenućemo još jednom sastoji svaki solarni panel, poseduje napon od oko 12V.
Koliki broj solarnih modula je uključen u sastav jednog solarnog panela, ne može se generalizovano pretpostavljati i određivati, jer tako nešto zavisi od konkretne svrhe upotrebe solarnog panela, tačnije od toga da li će se solarni panel upotrebljavati u svrhu proizvodnje električne energije koja će se trošiti u okviru potreba domaćinstva ili u okviru nekih drugih potreba, kao što su recimo potrebe poslovnog objekta, kao što su potrebe čitave stambene zgrade i svih domaćinstava koja se u njoj nalaze i slično.
Solarni paneli – ugradnja
Kada govorimo o prethodno pomenutim parametrima na osnovu kojih se određuje koliki broj solarnih modula će biti uključen u sastav solarnog panela i koliko će uopšte solarnih panela biti ugrađeno na jedan određeni objekat u cilju njegovog snabdevanja električnom energijom, jako je važno da napomenemo sledeću činjenicu:
Naime, da bi bilo moguće odrediti koliko solarnih modula će biti potrebno uključiti u sastav solarnog panela i koliki broj solarnih panela će biti potrebno ugraditi na jedan određeni objekat, bilo da je reč o stambenom ili o poslovnom objektu, nije potrebno da se posmatra i da se uzima u obzir veličina, to jest kvadratura tog objekta, već je potrebno da se posmatra i da se uzima u obzir potrošnja električne energije koja se unutar tog objekta ostvaruje u određenom vremenskom periodu, tačnije na mesečnom nivou.
Dakle, na primer dva stambena objekta koja imaju identičnu kvadraturu mogu raspolagati drastično različitim potrebama na osnovu kojih je neophodno odrediti broj solarnih panela koje je na njih potrebno ugraditi u cilju njihovog snabdevanja električnom energijom.
Tako nešto, dešava se iz jednog prostog razloga, što se u ta dva, na osnovu kvadrature identična stambena objekta može ostvarivati drastično različita potrošnja električne energije na mesečnom nivou.
Na meru potrošnje električne energije, koja se u jednom određenom periodu, recimo na mesečnom nivou ostvaruje u jednom određenom stambenom objektu, utiče broj članova koji žive u tom stambenom objektu, kao i vrsta i broj električnih aparata koji su zastupljeni i koji se koriste u tom stambenom objektu.
Što je broj članova koji žive u jednom stambenom objektu veći i što je veći broj električnih aparata koji su zastupljeni i koji se koriste u tom stambenom objektu veći, to solarni panel koji je potrebno ugraditi na taj stambeni objeat treba da sadrži veći broj solarnih modula i to je potrebno ugraditi više solarnih panela na taj stambeni objekat.
Identične parametre, treba uzimati u obzir i kada se radi o ugradnji solarnog panela, tačnije solarnih panela na na primer određeni poslovni objekat.
Integracijom više solarnih panela, to jest njihovim povezivanjem, formira se takozvano polje PV modula, koje se značajno češće naziva solarna elektrana.
Širom sveta, ali i na teritoriji srbije, iz godine u godinu postoji sve veći broj solarnih elektrana koje se koriste kako u privatne, tako i u javne svrhe.
Za sada najveća solarna elektrana na svetu, nalazi se na samoj granici između dve savezne američke države i to konkretno između Kalifornije i Nevade.
Pomenuta solarna elektrana, koja je dakle za sada najveća solarna elektrana na svetu, prostire se na čak trinaest kvadratnih kilometara, sačinjena je od čak gotovo neverovatnih trista hiljada solarnih panela i četiri tornja i u njenu izgradnju, uloženo je čak više od dve milijarde američkih dolara (2,2 milijarde USD).
Bez obzira na činjenicu koliko konkretno solarnih panela je potrebno ugraditi na jedan određeni objekat, bilo da je reč o stambenom ili o poslovnom objektu, prilikom ugradnje solarnih panela, potrebno je obratiti pažnju na to da oni budu ugrađeni na krovnu površinu objekta kojem su namenjeni i kojem treba da obezbede izvor električne energije.
Na tako nešto, potrebno je obratiti pažnju iz razloga što krovna površina svakog objekta predstavlja površinu koja je okrenuta prema nebu i koja je samim tim u najvećoj meri izložena direktnom delovanju sunčeve svetlosti.
Ukoliko se prilikom ugradnje solarnih panela, postupi drugačije i ukoliko oni ne budu direktno okrenuti prema nebu, na taj način će efikasnost njihove funkcije biti višestruko smanjena, a možda čak i u potpunosti neutralisana.
Dakle, da bi solarni paneli mogli maksimalno efikasno da ispunjavaju svoju funkciju, potrebno je da budu u što većoj meri i što kvalitetnije izloženi direktnom delovanju sunčeve svetlosti.
Baš iz tog razloga, poželjno je da objekat na koji će biti ugrađeni solarni paneli ne bude zaklonjen bilo kojom vrstom prepreka i da njegov geografski položaj bude takav da je što više i što kvalitetnije izložen delovanju sunčeve svetlosti.
Solarni paneli – cena
Cena solarnih panela, baš kao što je to slučaj i sa cenom svake druge komponente koja je uključena u sastav sistema za upotrebu solarne energije nije uopšteno određena i zavisi od osobina koje su svojstvene solarnom panelu, a koje se odnose prvenstveno na njegove dimenzije, to jest na broj solarnih modula i solarnih ćelija od kojih je on sačinjen, kao i na njegov potencijal, tačnije na snagu i količinu električne energije koju on u okviru obavljanja svoje funkcije može da proizvede.
Na cenu solarnog panela, takođe može uticati i vrsta materijala od kojeg je solarni panel izrađen, kao i proizvodna marka solarnog panela.
U proseku, cena solarnih panela, iznosi oko 0,50 evra po vatu električne energije koju određeni solarni panel može da proizvede (0,50 €/W).
U cenu solarnih panela, uračunata je i usluga njihove ugradnje.
Solarni kolektori – informacije, sve što je potrebno da znate
Solarni kolektori, najjasnije i najpreciznije, mogu se definisati kao termalni uređaji, koji se upotrebljavaju prvenstveno u cilju apsorbovanja, odnosno u cilju upijanja toplote koja se emituje kroz proces sunčevog zračenja, a onda i u cilju transportovanja te toplote do određenog tela koje se tom toplotom napaja, a koje se nalazi unutar određenog objekta na koji je solarni kolektor ugrađen.
Konkretnije, kroz proces upotrebe solarnih kolektora, toplota koja nastaje i koja se apsorbuje kao rezultat delovanja sunčevog zračenja, može se transportovati do različitih vrsta bojlera u kojima se kao što je poznato vrši zagrevanje vode, zatim do sistema koji se koriste u cilju zagrevanja bazena, to jest vode u bazenu, ali i do različitih sistema za zagrevanje prostorija, kao što su sistemi specijalne vrste radijatora, kao što su sistemi za podno grejanje i slično.
Prema rečima stručnjaka koji se bave proizvodnjom i ugradnjom solarnih kolektora, ali i prema rečima ljudi koji su lično pristupili upotrebi solarnih kolektora, kroz upotrebu ove vrste termalnih uređaja, moguće je za čak 80% umanjiti potrošnju finansijskih sredstava koja se ulažu u nadoknadu za potrošnju toplotne energije.
Na osnovu načina na koji su konstruisani i proizvedeni, solarni kolektori se mogu podeliti na ravne odnosno pločaste solarne kolektore i na vakuumske solarne kolektore.
U poređenju sa ravnim, odnosno pločastim solarnim kolektorima, kod kojih se jedan značajan procenat toplotne energije gubi i to tako što se reflektuje i odbija o samu površinu ove vrste solarnih kolektora, vakuumski solarni kolektori su neuporedivo efikasniji jer su konstruisani tako da vakuum koji je sadržan u unutrašnjosti njihovih cevi izoluje te cevi i sprečava da se toplota koja u njih dospeva rasipa i gubi.
Solarni kolektori – ugradnja
Kada je u pitanju ugradnja solarnih kolektora, treba napomenuti to da je poželjno da se u cilju postizanja maksimalne efikasnosti njihove funkcije oni ugrađuju na južnoj strani i to na krovnoj površini objekta na koji se ugrađuju i koji treba da snabdevaju toplotnom energijom.
Pritom, nagib pod kojim treba da stoje ugrađeni solarni kolektori, treba da se kreće u rasponu od 20 do 70 stepeni u zavisnosti od doba godine u toku kojeg upotreba solarnih kolektora treba da rezultira obezbeđivanjem toplotne energije koja će se koristiti unutar objekta na koji je solarni kolektor ugrađen.
Ukoliko se ugradnji solarnih kolektora pristupa u cilju zagrevanja sanitarne vode koja se koristi unutar određenog stambenog objekta i ukoliko u tom stambenom objektu žive recimo četiri člana, onda je potrebno pristupiti ugradnji dva solarna kolektora i onda je potrebno da ta dva solarna kolektora budu povezana sa bojlerom zapremine od 200 litara.
Ukoliko se ugradnji solarnih kolektora pak pristupa u cilju zagrevanja prostora unutar određenog stambenog objekta, onda je potrebno da ukupna površina solarnih kolektora iznosi oko 20% od ukupne površine koju je potrebno zagrejati unutar tog stambenog objekta.
S obzirom na činjenicu da površina jednog solarnog kolektora iznosi oko 2 metara kvadratna, za zagrevanje prostora od oko 100 kvadrata, potrebno je upotrebiti desetak solarnih kolektora.
Kako bi upotreba solarnih kolektora mogla da rezultira maksimalno izraženom efikasnošću, potrebno je da objekat na koji se solarni kolektori ugrađuju bude pozicioniran tako da se u njegovoj neposrednoj blizini ne nalaze prepreke koje ometaju dopiranje direktne sunčeve svetlosti do tog objekta, to jest do površine solarnih kolektora koji su ugrađeni na taj objekat.
Solarni kolektori – cena
Cena solarnih kolektora, u određenoj meri varira i promenljiva je u odnosu na činjenice koje se mogu definisati kao individualne osobine jednog određenog modela solarnog kolektora.
To konkretnije znači da je pri određivanju cene solarnog kolektora potrebno znati da li je reč o ravnom odnosno o pločastom solarnom kolektoru ili o vakuumskom solarnom kolektoru i da je takođe potrebno znati od kojeg konkretno materijala je taj solarni kolektor izrađen i koje je njegovo poreklo, tačnije koja je njegova proizvodna marka.
Na cenu solarnog kolektora i to u prilično značajnoj meri takođe utiče i kapacitet odnosno snaga solarnog kolektora koji predstavlja konkretan predmet prodaje, odnosno kupovine.
U proseku, na našem tržištu, cena solarnih kolektora, kreće se u rasponu od 35 evra do oko 280 evra.
Postoje i značajno skuplji solarni kolektori čija cena dostiže i po nekoliko hiljada evra, ali takvi solarni kolektori uglavnom nisu namenjeni za ugradnju na stambene objekte, već su namenjeni za ugradnju na veće objekte koji kao takvi raspolažu velikom unutrašnjom površinom koju je potrebno zagrejati, kao što su na primer različite hale, proizvodna postrojenja i slično.
U cenu solarnih kolektora, baš kao što je to slučaj i kada je u pitanju cena solarnih panela, uračunata je i cena njihove ugradnje.
Srazmerno činjenici da na tržištu postoji više različitih vrsta solarnih kolektora, pre nego što se odlučite da ih kupite i da ih ugradite na svoj objekat, potrebno je da se raspitate o tome koji model vam najviše odgovara i to u skladu sa položajem vašeg objekta, ali i u skladu sa očekivanjima koja imate, a koja su usmerena prema funkciji solarnog kolektora.
