Срубы и бани по всей России
Вот уже 10 лет на рынке

Гелиоколлекторы за и против: Описание принципов работы солнечных коллекторов, вакуумных и плоских коллекторов

• alexxlab
• 06.01.202120.05.2021
• 0

Описание принципов работы солнечных коллекторов, вакуумных и плоских коллекторов

Для превращения солнечной энергии в тепловую используют гелиосистемы.

Солнечный водонагреватель (солнечный коллектор) — это устройство, предназначенное для поглощения солнечной энергии, которая переносится видимым и ближним инфракрасным излучением для последующего её преобразования в тепловую энергию, пригодную для использования.

В гелиосистемах наиболее распространены два типа коллекторов: вакуумные и плоские.

Основной частью вакуумного коллектора является тепловая трубка. Такие коллекторы представляют собой ряд стеклянных трубок специальной конструкции. Трубка гелиоколлектора – это на самом деле две трубки (одна вложенная в другую), между которыми находится вакуум для наилучшей термоизоляции теплоносителя от внешней среды.

Способ передачи тепла от неё теплопроводу вакуумного солнечного коллектора: медная труба внутри пустая и содержит неорганическую и нетоксичную жидкость. При нагревании эта жидкость испаряется, а поскольку в трубке создан вакуум, то это происходит даже при температуре минус 30°С. Пар поднимается к наконечнику тепловой трубки, где отдаёт тепло теплоносителю (антифризу), который течёт по теплопроводу гелиоколлектора. Потом он конденсируется и стекает вниз, и процесс повторяется снова. Солнечный водонагреватель с вакуумными трубами показывает отличные результаты даже в пасмурные дни, потому что вакуумные трубы способны поглощать энергию инфракрасных лучей, которые проходят через тучи. Благодаря изоляционным свойствам вакуума, влияние ветра и низких температур на работу гелиосистемы также незначительно по сравнению с влиянием на плоский солнечный коллектор. Система с вакуумным солнечным коллектором успешно работает до -35°С.

Трубы установлены в солнечном водонагревателе параллельно, угол их наклона зависит от географической широты места установки системы отопления. Ориентированные с севера на юг, на протяжении дня, трубки вакуумного солнечного коллектора пассивно двигаются за солнцем. Они практически не нуждается в эксплуатационном обслуживании.

Для поддержания вакуума солнечный водонагреватель использует газопоглотитель, который в производственных условиях подвергался влиянию высоких температур, в результате чего нижний конец вакуумной трубы покрыт слоем чистого бария. Он поглощает СО, СО₂, N₂, O₂, H₂O и H₂, которые выделяются из трубы в процессе хранения и эксплуатации, и является чётким визуальным индикатором состояния вакуума в трубке солнечного коллектора. Когда вакуум исчезает, бариевый слой из серебристого становится белым. Это дает возможность легко определить, целая ли труба вакуумного солнечного водонагревателя.

Вакуумные солнечные коллекторы полностью пригодны для ремонта: в случае необходимости трубку можно заменить без остановки солнечного водонагревателя. За необходимостью вакуумные трубки можно добавлять (при недостатке тепла) или частично снимать (если есть его избыток), уменьшая площадь гелиоколлектора. Обслуживание солнечного водонагревателя сводится практически к нулю. Вакуумные солнечные коллекторы отлично справляются с заданием обеспечения дома горячей водой, отоплением квартиры, подогревом бассейнов, теплиц, работают в системах вентиляции, кондиционирования и отопления зданий. Благодаря всему этому работа гелиосистемы проста, как с точки зрения эксплуатации, так и обслуживания.

Плоские гелиоколлекторы имеют иную конструкцию. Главным элементом в них является абсорбер, поглощающий солнечное излучение, сверху он имеет прозрачное покрытие. Для повышения эффективности коллектора, используют специальное оптическое покрытие из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов. Абсорбер соединён с теплопроводящей системой.

Конструкция плоских солнечных коллекторов является довольно простой. Внешне они представляют собой простую панель, имеющую прямоугольную форму. Эта установка обладает алюминиевым корпусом, несколькими патрубками, использующимися с целью отвода и подвода жидкого теплоносителя. Кроме того, изнутри стенки коллектора покрыты теплоизоляционным слоем. На сегодняшний день производители его толщину делают равной трем-четырем сантиметрам – это предоставляет возможность добиться существенного уменьшения уровня теплопотерь.

Принцип работы плоского солнечного коллектора основывается на парниковом эффекте — солнечные лучи поступают на поверхность этого устройства и проникают сквозь стекло. Теплопоглощающее покрытие, используемое в нижней части коллектора, характеризуется коэффициентом поглощения, составляющим 91%. В конечном итоге чрезмерный нагрев приводит к тому, что покрытие начинает излучать тепловую энергию. Мощность её расположена в инфракрасном диапазоне, другими словами, имеется возможность достичь аккумулирования энергии солнца в коллекторе. Процесс отвода тепла происходит при непосредственном участии теплоносителя.

Преимущества и недостатки плоских и вакуумных коллекторов

Вакуумные трубчатые

Плоские высокоселективные

Низкие теплопотери

Способность очищаться от снега и инея

Работоспособность в холодное время года до -30С

Высокая производительность летом

Способность генерировать высокие температуры

Отличное соотношение цена/производительность для южных широт и тёплого климата

Длительный период работы в течение суток

Возможность установки под любым углом

Удобство монтажа

Меньшая начальная стоимость

Низкая парусность

Отличное соотношение цена/производительность для умеренных широт и холодного климата

минусы

минусы

Неспособность к самоочистке от снега

Высокие тепло потери

Относительно высокая начальная стоимость проекта

Низкая работоспособность в холодное время года

Рабочий угол наклона не менее 20°

Сложность монтажа, связанная с необходимостью доставки на крышу собранного коллектора

Высокая парусность

Если у Вас появились вопросы по выбору оборудования или необходимо подобрать солнечную или резервную станцию, вы можете обратиться за помощью к нашим специалистам.

Проконсультируйтесь у специалистов

Солнечный коллектор зимой — Есть ли толк? (Оценка эффективности)

18.10.2019

Содержание:

1. Как обеспечить нагрев воды от солнца в зимний период
   1. Стоит ли использовать солнечное отопление зимой
   2. Снег и солнечные коллекторы: отзывы, воздействие
   3. Может ли град повредить солнечные коллекторы зимой
   4. Как работает солнечный коллектор в мороз
   5. Нужен ли водонагреватель от солнца зимой?
   6. Отопление солнечными коллекторами: зарубежный опыт

2. Как работает отопление дома солнцем в зимний период
   1. Насколько эффективен подогрев воды солнечной энергией зимой

3. Так есть ли смысл покупать солнечный коллектор на зиму?

Постоянно растущая стоимость отопления в зимний период заставляет многих домовладельцев искать альтернативный источники энергии для горячего водоснабжения и отопительных систем. Для этой цели подходят твердотопливные котлы и тепловые насосы, но первым требуется топливо, а вторым электроэнергия, что не позволяет создать полностью автономную сеть обогрева воды. Есть ли третий вариант? 

Как обеспечить нагрев воды от солнца в зимний период

Наиболее экологически чистую и полностью бесплатную тепловую энергию обеспечивают солнечные коллекторы. Но у многих возникает вопрос, насколько эффективно отопление от солнца зимой и не возникнет ли с гелиоколлектором дополнительных проблем в наших климатических условиях? Разберем этот вопрос подробнее. 

Стоит ли использовать солнечное отопление зимой

Гелиосистемы, как и солнечные батареи работают за счет энергии солнечного света, поэтому монтируются на улице, в местах прямого (или почти прямого) падения лучей. Однако если на фотоэлектрическую трансформацию температура и окружающая среда практически не оказывают воздействия, то с солнечными коллекторами возможен ряд проблем. Больше всего покупателей беспокоят вопросы:

• Снега;
• Града;
• Мороза.  

Развеем несколько мифов, касающихся влияния этих факторов на эффективность гелиоколлектора. 

Снег и солнечные коллекторы: отзывы, воздействие

Снег является основным врагом гелиосистем, поскольку преграждает доступ солнечных лучей к поверхности коллектора, из-за чего эффективность последнего значительно снижается. Как у вакуумных, так и у плоских моделей наблюдается падение производимой мощности от 3 до 5 раз, в зависимости от толщины снежного покрытия. 

Однако тут нужно добавить, что трубчатые коллекторы при небольших снегопадах и в условиях отсутствия мороза быстро самоочищаются за счет своей формы. Но наиболее эффективно противостоят снегу плоские модели, поскольку: 

• Основная теплопотеря системы происходит через верхнюю панель и во время работы коллектор как-бы непроизвольно подогревает снежный пласт над собой;
• В некоторых плоских моделях есть функция оттаивания, которая переводит часть аккумулированного тепла на повышение температуры верхней панели, что приводит к тому же результату, только быстрее.  

Да, снег сильно снижает КПД гелиосистем, но инженеры вводят всё новые способы решения этой проблемы. 

Может ли град повредить солнечные коллекторы зимой

Опасения по-поводу града напрасны для владельцев качественных трубчатых и плоских коллекторов, так как:

• Качественные трубки производятся из закаленного стекла (в некоторых случаях — с дополнительным усилением), прочность которого на порядок выше, чем обычного;
• Прозрачные панели плоских моделей делаются из армированного стекла или композитных материалов — пластика, стеклопластика (конкретные параметры защиты зависят от производителя).

Такие системы могут легко выдержать град различной интенсивности и величины, вплоть до среднего диаметра осадков 3-5 см. Многие производители демонстрируют видео обстрела своих коллекторов металлическими или каменными шариками, имитирующими град в качестве доказательства прочности. 

Как работает солнечный коллектор в мороз

Вторым серьезным фактором, влияющим на КПД гелиосистем является температура окружающей среды, но снижение эффективности в мороз характерно только для плоских коллекторов. Это вызвано тем, что сеть трубок с теплоагентом контактирует с внешней панелью, через которую уходит тепло. Чтобы снизить этот эффект, многие производители начали устанавливать изоляционный слой между прозрачной панелью и трубками. 

В трубчатых, между трубкой с теплоагентом и внешним прозрачным кожухом образовывается вакуум, который является плохим проводником тепла. Поэтому трубчатые модели демонстрируют минимум теплопотерь даже в мороз. 

Тут стоит отметить, что мороз может сыграть злую шутку с трубчатыми коллекторами при повышенной влажности и затянуть внешний стеклянный кожух изморозью, а это снизит число проникающих солнечных лучей. Но опасаться подобных ситуаций не стоит, поскольку: 

1. Прозрачность изморози на несколько порядков выше, чем снега и она очень несущественно влияет на производительность.
2. Изморозь уходит за несколько часов солнечной погоды, поэтому если на небосводе появится яркое солнце — оно быстро ее растопит, а если солнца нет, то КПД коллектора снизится вне зависимости от намерзшего слоя.  

В нашем каталоге более 50 моделей солнечных водонагревателей

Нужен ли водонагреватель от солнца зимой?

Если резюмировать влияние погодных факторов в условиях нашего климатического пояса: 

• Количество солнечных дней зимой резко снижается;
• Поверхность коллектора может покрываться снегом или изморозью; 
• Плоские модели будут отдавать существенную часть тепла через внешние панели, особенно при сильных морозах.

Однако в холодное время года, можем отметить, что:

• Коллекторы легко переносят перепады температур и осадки;
• Их сложно повредить градом или льдом;
• За полученное тепло не нужно платить;
• При достаточном количестве солнца, КПД системы падает незначительно.

Если учесть, что у плоских коллекторов есть механизм для самоочищения от снега, то на их КПД влияет только количество солнечных дней и температура окружающей среды. В целом такая система будет выполнять нагрев воды солнцем, но ее эффективность в зимнее время падает в 3-4 раза.

Если для горячего водоснабжения можно рассчитать необходимый запас мощности и установить дополнительные модели, то применение солнечных нагревателей в отопительных системах возможно только в качестве дополнительного источника подогрева воды. 

Отопление солнечными коллекторами: зарубежный опыт

В странах Западной Европы, в частности Швейцарии и Германии (в регионах, расположенных примерно в той же широте, что и Украина) научились минимизировать падение КПД на отопительную систему дома за счет предварительного накапливания энергии. 

Эта технология используется в хорошо утепленных домах с предварительным инженерным планированием и предусматривает:

• Монтаж в стенах и под полом системы отопительных труб;
• Установку сети солнечных коллекторов и солнечных батарей;
• Установку резервуара с большим водоизмещением (42 тонны или больше) на чердаке.

Дальше в межсезонный период, когда температура только начинает падать, а отопление еще не работает (август-сентябрь) система направляет всю энергию на подогрев воды в резервуаре до максимально возможной температуры. В дальнейшем эта вода будет использоваться для поддержания стабильной работы отопительной сети в пасмурные и холодные дни, когда эффективность коллекторов падает. 

Такая технология не является панацеей от падения КПД, но существенно продлевает срок автономной работы отопления и снижает расходы владельца. Правда, обходится такое оборудование недешево и в Украине подобные проекты пока не реализовывались. 

Как работает отопление дома солнцем в зимний период 

Солнечный водонагреватель зимой тоже используется для отопления дома (для этого даже разработаны специальные модели с незамерзающим теплоагентом). Это обусловлено процессом преобразования солнечной энергии в тепловую, включающим несколько этапов:

1. Солнечные лучи проходят через внешнюю прозрачную панель/трубку и попадают на покрытие-абсорбатор;
2. Абсорбатор активно вбирает прямые и рассеянные солнечные лучи даже в облачную погоду и передает преобразованное тепло на трубку с теплоагентом;
3. Теплоагент (во всесезонных моделях — незамерзающий) закипает и проходит по змеевику в расширительный бак системы;
4. В баке он передает полученное от абсорбера тепло воде и конденсируется, возвращаясь по змеевику в трубку под абсорбером.
5. Цикл повторяется. 

Как можно видеть, этот механизм не зависит от температуры окружающей среды, поэтому может использоваться даже в холодное время года. На эффективность системы влияет количество и продолжительность солнечных дней, а в нашем климатическом поясе эти показатели хоть и сокращаются, но не падают до нуля, поэтому даже самой холодной зимой коллекторы будут работать (пусть и с пониженным КПД).

Насколько эффективен подогрев воды солнечной энергией зимой

Мощность работы солнечного коллектора рассчитывается в Вт на м² и напрямую зависит от солнечной активности в регионе и КПД самого устройства. Соответственно мощность вычисляется по формуле: м = а*к/100.

Где:

• м — мощность;
• а — солнечная активность;
• к — коэффициент полезного действия. 

Количество солнечной энергии в широтах Украины составляет 1000-1200 Вт на м². Узнать КПД коллектора можно из его технического паспорта (хотя нужно учитывать, что фактический может отличаться от номинального).  

Если у нас есть плоский коллектор с КПД в 80%, то его мощность = 1200*80/100, то есть 960 Вт на м² площади. 

Так вот в зимний период (в зависимости от региона и погодных условий) из-за облачности и осадков солнечная активность над территорией Украины падает от 3 до 5 раз, то есть до 400-250 Вт. При таких условиях мощность того же коллектора будет составлять 360-200 Вт на м². И это при отсутствии длительного снежного покрова на поверхности коллектора. 

Фактически для бесперебойной работы системы зимой владельцу нужно обеспечить пятикратный запас мощности, что затруднительно, учитывая общую площадь и стоимость такого гелиоколлектора. 

Так есть ли смысл покупать солнечный коллектор на зиму?

Учитывая вышеизложенное, можем сделать вывод, что гелиоколлекторы хоть технически и способны работать в условиях зимы в нашем регионе, без существенных проблем для владельца, но не выдают достаточный КПД для полноценного отопления или обеспечения дома горячей водой.  

Это не значит, что солнечный водонагреватель бесполезен — летом такая установка может полностью нагреть воду солнцем, покрыть теплопотребности дома, а в зимнее время стать дополнительным источником энергии, снижая общую нагрузку на основную теплосеть. Эффективно обеспечить домохозяйство горячей водой для потребления и отопления в зимний период могут другие источники альтернативной энергии:

• Тепловой насос;
• Твердотопливный котел.

Подключение любого из них к сети, совместно с солнечным коллектором позволит существенно сэкономить на твердом топливе или электричестве, а в летний период установки можно полностью отключить, перейдя на полностью бесплатную энергию солнца.

Хотите узнать все тонкости выбора твердотопливного котла?

виды, принцип работы системы, правила установки солнечных коллекторов, сфера и специфика применения устройств

Солнечными коллекторами называют установки, предназначенные для сбора тепловой энергии солнца, используемой для нагрева теплоносителя. Как правило, их используют для отопления и горячего водоснабжения помещений. Основные объекты использования гелиоколлекторов – здания коммерческого назначения и частные дома.

Солнечный коллектор – своего рода уникальное устройство. Его покупка в будущем позволит избавиться от ежемесячных расходов на горячую воду и отопление. Однако в связи с его немалой стоимостью главное – не допустить ошибок при выборе соответствующего оборудования.

Следовательно, перед тем, как приобрести гелиоколлектор, необходимо располагать общей информацией о его видах, особенностях и принципах работы.

Преимущества солнечных коллекторов и гелиосистем Oventrop

Экономичность. Солнечные коллекторы существенно снижают расходы на горячее водоснабжение и обогрев коттеджа в холодное время года. Использование гелиоустановок сокращает годовые затраты на нагрев воды до 60%, а на отопление здания – до 30%;

Экологическая чистота. Гелиоколлектор абсолютно безопасен, т.к. не допускает загрязнения окружающей среды и не оказывает негативного влияния на здоровье человека. Кроме того, в воде, находящейся под действием высоких температур и вакуума, появление и распространение бактерий становится невозможным;

Длительный срок эксплуатации. Надежность и долговечность солнечных коллекторов Oventrop обусловлена применением современных высококачественных материалов. Стеклянные и металлические элементы гелиоустановки отличаются ударопрочностью и устойчивостью к резкой смене погоды, в частности порывам ветра;

Автономность. Гелиоустановка может отапливать здания даже в случае длительных перебоев в работе системы теплоснабжения. Аналогичная ситуация и при отключении горячей воды.

Специфика применения

В отличие от теплогенераторов и тепловых насосов, преобразующих энергию из согретых солнцем грунтовых вод и воздушных масс, солнечные коллекторы работают от прямых солнечных лучей, воздействующих на их поверхность. Единственный нюанс гелиоколлекторов заключается лишь в том, что ночью они находятся в пассивном режиме.

На суточную производительность гелиоустановки влияют такие факторы, как:

• Продолжительность светового дня, которая в свою очередь зависит от географической широты региона и времени года. Так, например, в Центральной части России летом солнечный коллектор будет функционировать по максимуму, а зимой – по минимуму. Это связано не только с длительностью дня, но и изменением угла падения солнечных лучей на гелиопанели;
• Климатические особенности региона. Как правило, на территории нашей страны имеется множество участков, над которыми больше 200 дней в году солнце скрывается за слоями туч или за пеленой тумана. Несмотря на то, что гелиоколлектор может улавливать даже рассеянные солнечные лучи, в пасмурную погоду его продуктивность значительно уменьшается.

Принцип работы и особенности устройства

Главным элементом гелиоколлектора является адсорбер. Он представляет собой медную пластину с присоединенной к ней трубой. При поглощении энергии воздействующих на гелиосистему прямых солнечных лучей, адсорбирующий элемент моментально нагревается, передавая тепло циркулирующему по трубопроводу теплоносителю.

От типа поверхности коллектора зависит его способность отражать или поглощать солнечные лучи. Так, например, устройство с зеркальной поверхностью превосходно отражает свет и тепло, в то время как черная пластина полностью поглощает их. Следовательно, для наибольшей эффективности медную пластину адсорбера чаще всего покрывают черной краской.

Чтобы также повысить количество излучаемой от солнца тепловой энергии, необходимо грамотно выбрать прикрывающее адсорбер стекло. Для солнечных коллекторов применяют специальное стекло с антибликовым покрытием и минимальным процентом содержащегося в нем железа. Такое стекло отличается от обыкновенного не только сниженной долей отражаемого света, но и увеличивает прозрачность.

Кроме того, для предотвращения загрязнения стекла, что тоже снижает эффективность работы гелиоустановки, корпус коллектора полностью герметизируют, либо наполняют инертным газом.

При всем этом часть получаемой тепловой энергии пластина адсорбера отдает в окружающую среду, нагревая взаимодействующий с гелиосистемой воздух. Для снижения теплопотерь адсорбирующий элемент следует изолировать. Поиски максимально эффективных способов теплоизоляции и привели к появлению множества разновидностей солнечных коллекторов. Одними из распространенных видов являются плоские и трубчатые, или вакуумные.

Плоские солнечные коллекторы: устройство

Гелиоколлектор плоского типа состоит из алюминиевого короба, сверху которого установлено защитное стекло с абсорбционным слоем. Внутри корпуса расположены медные трубки, впускной и выпускной патрубки. Дно и стенки короба защищены самым надежным теплоизолирующим элементом – минеральной ватой.

Некоторые модели плоских коллекторов могут также иметь под стеклом слой пропиленгликоля, который выполняет функцию поглотителя солнечных лучей. Это увеличивает его КПД, обеспечивая оборудованию максимальную производительность вне зависимости от сезона.

Достоинства и недостатки плоских гелиоколлекторов

К главным преимуществам плоских солнечных коллекторов относят:

• Способность к самоочищению в случае выпадения осадков в виде снега или инея;
• Высокие показатели в соотношении «цена/качество», что характерно для южных регионов с теплым климатом;
• Высокий КПД при эксплуатации в летний сезон;
• Сравнительно невысокая стоимость в отличие от других гелиоконструкций.

Основными недостатками таких систем являются:

• Высокие теплопотери, обусловленные конструктивными признаками установок;
• Небольшой КПД при функционировании осенью и зимой;
• Сложности в ходе перевозки и монтажа гелиосистем;
• Максимальные затраты в случае выполнения ремонтных работ;
• Повышенная парусность гелиоустановки.

Сфера применения плоских солнечных коллекторов

Несмотря на недостатки, данный тип гелиосистем используется для сезонного нагрева горячей воды. Плоские гелиоколлекторы используются:

• Для горячего водоснабжения летнего душа;
• Для подогрева воды в бассейне до нужной температуры;
• Для обогрева теплиц.

Вакуумные гелиоколлекторы

Вакуумный солнечный коллектор – это высокотехнологичное комплексное устройство, предназначенное для сбора тепловой солнечной энергии и последующей ее переработки в тепловую энергию, которая используется в быту и промышленных сферах для обеспечения отопления, подогрева воды в системах водоснабжения. Солнечный вакуумный коллектор высокоэффективен и эргономичен, обладает высоким КПД даже в условиях слабой освещенности и низких температур, что дает возможность использовать систему в любое время года. Устройство позволяет перерабатывать в тепло инфракрасное излучение, проникающее сквозь облака и рассеянные лучи. Солнечные коллекторы Oventrop способны даже при отрицательных температурах окружающей среды нагреть воду до ста градусов Цельсия.

Сфера применения вакуумных  солнечных коллекторов

Использование конструкции значительно снижает затраты на отопление в зимний период года и гарантирует бесплатный подогрев воды в летний период года. Солнечный коллектор активно поглощает солнечную энергию и улавливает 98% энергии, когда степень вакуума — 10^—. Системы устанавливают на фасадах, плоских или скатных крышах. При расположении в произвольных местах угол наклона должен находиться в пределах 15-75⁰. Срок эксплуатации – не менее двадцати лет.

Системы широко используются для:

• подогрева воды в бытовых и производственных водопроводах, бассейнах;
• работы отопительных индивидуальных систем;
• обогрев теплиц.

Коллекторы легко включаются в сети водо- и теплоснабжения. Для подключения системы используется станция Regusol X Duo с вмонтированным теплообменником и контроллером, которая благодаря послойному накоплению теплоносителя повышает эффективность всей энергосистемы.

Установка солнечного коллектора

От правильности установки коллектора напрямую зависит эффективность конструкции. Для избегания риска поднятия давления вследствие перегрева воды расчет солнечного коллектора выполняются исключительно в специальных программах. Расчеты производятся с учетом погодных условий в точке размещения коллектора и среднегодового расхода тепла. Мощность солнечного корректора вычисляется исходя из данных о площади, значения инсоляции системы и КПД коллектора.

Перед началом расчетов определяется, будет система круглогодичной или сезонной.

1.  Солнечные корректоры сезонного типа предполагают использование в теплый период года (середина апреля – середина октября). Данная конструкция состоит из бака накопителя и коллектора. Теплоносителем служит вода, которая замерзает при отрицательных температурах, поэтому использование ее в холодную часть года невозможно.
2. Круглогодичные системы могут эффективно использоваться вне зависимости от температурного режима окружающей среды. В конструкции используется незамерзающая эфирная жидкость, которая обеспечивает высокий КПД солнечного коллектора даже в самые холодные дни года.

Вакуумные солнечные коллекторы при грамотной установке и монтаже покрывают до 60% среднестатистической семьи в горячей воде и обеспечивают отопление в период от второй половины весны до середины осени. Например, при установке системы в средних широтах России коллектор площадью в два квадратных метра обеспечивает ежедневный нагрев ста литров воды до 40-60⁰.

Эффективность установки в летний период года значительно выше. За один ясный световой день 1 м² коллектора будет прогревать около восьмидесяти литров воды до температуры + 65⁰. Среднегодовая производительность солнечного коллектора с поглощающей площадью в 3м² будет состоять в диапазоне 500-700 кВт/ч на 1м².

Устройство вакуумного солнечного коллектора

Компания Oventrop предлагает вакуумные солнечные коллекторы с тепловой трубкой. Системы с тепловой трубкой конструктивно напоминают термос: в стеклянную/металлическую трубку большего диаметра вставлена другая, меньшего диаметра. Пространство между ними вакуумированно, что обеспечивает максимально эффективную теплоизоляцию от воздействия внешних температур и минимальные потери на излучение. Вакуумная прослойка позволяет сохранить до 95% поглощенной тепловой энергии.

Все вакуумированные трубки оборудованы внутри медными пластинами поглотителя с эффективно собирающим солнечную энергию гелиотитановым покрытием. Заполненная специальной эфирной жидкостью тепловая труба установлена под поглотителем и присоединена к расположенному в теплообменнике конденсатору. Полученная поглотителем солнечная энергия превращает жидкость в пары, которые поднимаются в конденсатор и отдают тепло коллектору, конденсируется и возвращается в нижнюю часть колбы. Благодаря цикличности создается непрерывный процесс теплообмена.

Система способна вырабатывать значительные температуры и обеспечивает высокий КПД даже при слабой освещенности и t -30 — -45⁰С (в зависимости от вида коллектора с трубками из стекла или металла). Вакуумные солнечные коллекторы просты и недороги в эксплуатации. Специальные соединения конструкции позволяют заменять либо поворачивать трубки в заполненной находящейся под давлением установке.

Как сэкономить деньги при помощи гелиоколлекторов

В пользе солнечных коллекторов сегодня уже никто не сомневается, но их рентабельность все же вызывает множество споров в основном из-за дороговизны оборудования. К тому же отечественные потребители не достаточно осведомлены о самих гелиоколлекторных системах, и чтобы решить, нужны ли они или нет, необходимо получить ответы на целый ряд вопросов.

Самый главный вопрос – экономический. Стоимость гелиоколлекторной системы, способной обеспечить горячей водой средний коттедж, находится в районе 5000 $. На первый взгляд недешево, – воображение рисует огромное количество воды, которую можно подогреть за эти деньги, используя газ или электроэнергию. Однако на самом деле этой суммы при сегодняшних ценах на газ семье из трех-четырех человек хватит максимум на пятилетку на то, чтобы отапливать жилище и пользоваться горячей водой.

Современные гелиоколлекторы позволяют полностью обеспечить нужды жильцов в горячей воде на протяжении 7-8 месяцев в году, а в остальное время подогревают воду до 30°С, существенно снижая расход газа. Подсчитано, что гелиоколлектор способен сэкономить до 80% средств, направленных на оплату ГВС. В межсезонье гелиоколлектор может полностью взять на себя отопление дома, а это еще 20-30% сэкономленного газа. В целом экономия составит 60%, что снижает затраты в пятилетку на газ с 5000$ до 2000$.

Если считать экономию при использовании электричества, вместо газа, то она окажется еще больше. Исходя из полученных данных, гелиоколлектор в среднем окупится за 5-7 лет. А если учитывать индексацию цен, вызванную постоянным ростом стоимости энергоносителей, то срок окупаемости может снизиться до 3-4 лет.

В среднем по году, в зависимости от климатических условий и широты местности, поток солнечного излучения на земную поверхность составляет от 100 до 250 Вт/м2, достигая пиковых значений в полдень при ясном небе, практически в любом (независимо от широты) месте, около 1 000 Вт/м2.

Практическая задача, стоящая перед разработчиками и создателями различного вида солнечных установок, состоит в том, чтобы наиболее эффективно «собрать» этот поток энергии и преобразовать его в нужный вид энергии (теплоту, электроэнергию) при наименьших затратах на установку. Простейшим и наиболее дешевым способом использования солнечной энергии является нагрев бытовой воды в так называемых плоских солнечных коллекторах. Более сложными являются устройства с вакуумными солнечными коллекторами. В солнечные летние дни разницы в работе хороших плоских и вакуумных солнечных коллекторов практически незаметна. Однако при низкой температуре окружающей среды преимущества вакуумных коллекторов становятся очевидны. Также, даже в летнее время есть разница в между максимальными температурами нагрева воды в коллекторах. Если для плоских коллекторов максимальная температура не превышает 80-90 градусов, то в вакуумных коллекторах температура теплоносителя может превышать 100 °С. С одной стороны, это требует постоянного отвода тепла от вакуумного коллектора, чтобы он не закипел. Однако с другой стороны, в системах с плоскими коллекторами существует проблема размножения бактерий и других микроорганизмов (там тепло и влажно), которой нет в системах с вакуумными коллекторами.

Полезная энергия, которую можно получить с помощью коллектора, зависит от многих факторов. Например, очень важна правильная оценка потребности в тепле, которую необходимо покрыть, и согласованные с ней компоненты гелиоустановки. Общее поступление солнечной энергии также имеет значение: ежегодная инсоляция в зависимости от конкретного региона Украины колеблется в диапазоне от 900 до 1300 кВтч/(м2год). В среднем в Украине на 1 м2 площади за год попадает приблизительно 1000 кВтч, что соответствует энергоемкости примерно 100 литров дизельного топлива или 100 м3 природного газа. Кроме этого, важны тип, угол наклона и ориентация коллектора. Для обеспечения экономичного режима эксплуатации гелиоустановки требуется также точное определение компонентов установки. Правильно сконструированные коллекторные гелиоустановки с согласованными между собой системными компонентами могут обеспечивать примерно от 50 до 60% ежегодной потребности частного дома в энергии для приготовления горячей воды. Использование гелиоустановки также и для поддержки системы отопления здания позволяет дополнительно сэкономить средства. В домах с низким расходом энергии можно экономить до 35% общей потребности в энергии для приготовления горячей воды и отопления.

Солнечное ГВС – условия выгоды

Опубликовано: 23 июля 2019 г.

136

Горячее водоснабжение с использованием тепла, полученного от солнечных коллекторов, даже в климатических условиях средней полосы может быть, как сезонным, так и круглогодичным в зависимости от выбранного решения, которое в любом случае повысит экологичность и эффективность системы теплоснабжения дома.

Широкое внедрение систем ГВС, использующих для нагрева воды энергию солнца, в значительной степени ограничивается сроком окупаемости дополнительных затрат на приобретение и установку солнечного коллектора и сопутствующего оборудования. Срок окупаемости зависит от сложившегося уровня цен на различные виды энергоносителей, а также от климатической зоны, где предстоит воплотить данный проект, и корректного выбора схемы и оборудования, наиболее отвечающих как запросам потребителя, так и максимальной энергоэффективности для конкретного случая.

Оправданность использования

Географическая широта места и климатические особенности (например, количество солнечных дней и осадков) имеют особенно важное значение при выборе схем с использованием солнечных коллекторов для ГВС. Показатель среднегодовой инсоляции по России изменяется в пределах от 1460 кВт•ч/м² (Сочи) до 800 кВт•ч/м² (Мурманск) (рис. 1). При этом количество солнечной энергии уменьшается к северу не пропорционально увеличению широты. Например, для Дальнего Востока и восточной Сибири инсоляция более высокая, чем для аналогичных по широте районов центральной России или Урала. В Якутске солнечная радиация сопоставима с показателями Москвы и составляет 1035 кВт•ч/м².

Рис. 1 Годовая продолжительность солнечного сияния, часы. Территории, где годовая продолжительность солнечного сияния ≥ 2000 ч, считаются благоприятными для практического использования солнечной энергии

Солнечная установка работает с производительностью достаточной для нужд частного домовладения в регионах с количеством годовой солнечной энергии более 1000 кВт•ч/м². Там, где инсоляция более 1300 кВт•ч/м², использование солнечных коллекторов становится заметно выгодным.

Наибольшую выгоду от включения солнечного коллектора в систему теплоснабжения можно получить в южных регионах. По оценкам специалистов, сделанных на основе практического применения, производительности солнечной установки на Юге хватает, чтобы обеспечивать полноценное ГВС без помощи других генераторов тепла большую часть года. Срок окупаемости схем ГВС с солнечными коллекторами составляет в среднем 7 лет.

На широте же Москвы гелиоколлекторы могут обеспечивать до 40 % энергии, необходимой для нужд ГВС. Для плоских солнечных коллекторов это соответствует 100 % в летний период и 10–15 % – в зимний. Лучший результат получается при использовании вакуумных солнечных коллекторов.

Рис. 2. Солнечные коллекторы установленные на крыше здания

Для систем солнечных коллекторов (рис. 2) производительность является переменной величиной. В ясный летний полдень производительность солнечного коллектора, отнесенная к площади абсорбера, может составлять примерно 700–800 Вт/м2 (1,5–2 кВт с одного коллектора). Однако погода не всегда бывает ясной и летом, на производительности солнечной установки сказываются также температура окружающей среды и другие погодные условия. Количество тепла, которые можно получить за сутки, зависит от широты местности и времени года. На производительности солнечной установки сказывается также правильное ее размещение на кровле или фасаде здания с учетом ориентации по сторонам света (табл.).

Таблица. Месячная продолжительность (ч) солнечного сияния для стен разной ориентации

Количество тепловой энергии, получаемой с помощью солнечного коллектора энергии, варьируется в широких пределах, поэтому использовать солнце как единственный источник тепла для ГВС ненадежно. В большинстве случаев рекомендуется предусмотреть для подогрева воды в баке-водонагревателе резервный теплогенератор. Это может быть, например, второй теплообменник, привязанный к резервному котлу или электронагревателю. Также сам бак может быть не просто косвенного нагрева, а комбинированного – включать в конструкцию, например, ТЭН (рис. 3).

Рис. 3 Принципиальная схема накопительного водонагревателя косвенного нагрева

Выбор решения и преимущества

При обеспечении ГВС от солнечного коллектора требуемая производительность коллектора определяется из количества проживающих в коттедже: 2–3; 3–4 и 4–5 человек. Для выбора оборудования важны усредненные значения минимальных зимних температур, место установки бака-аккумулятора – снаружи или внутри здания, а также предполагаемое расположение солнечного коллектора – на земле, плоской или наклонной крыше. Сочетание этих факторов приводит к тому, что один комплект оборудования может оказаться оптимальным для различных случаев.

Принципиальная схема системы теплоснабжения, включающая гелиоколлектор, зависит, в том числе, от того используется ли тепло солнца только для ГВС или также для отопления помещений. Если теплоснабжение с солнечными коллекторами рассматривается как сезонное энергосберегающее решение исключительно для ГВС, то это сравнительно простое с технической и монтажной точки зрения. В другом случае, при готовности делать дополнительные затраты на приобретение и установку качественного оборудования – оно становится даже в климатических условиях средней полосы полноценной, экологичной, энергоэффективной и, что немаловажно, высоконадежной системой теплоснабжения. Однако во всех случаях рационально включать в эту систему бак-аккумулятор, с резервным теплогенератором.

Системы теплоснабжения, в которых используется несколько источников тепла называются комбинированными или поливалентными. В большинстве регионов, за исключением южных, гелиоколлекторы применяются именно в таких системах, сообщая им, с одной стороны, большую устойчивость (эксплуатационную надежность), с другой – экономичность.   Обычно поливалентная система с гелиоколлектором (рис. 4) включает в себя также котел, подогревающий воду в баке-аккумуляторе при необходимости поддержания заданной температуры или обеспечивающий оптимальные параметры отопительного контура. В таких системах могут применяться как одно, так и двухконтурные котлы. Энергия, получаемая от солнечных коллекторов, обычно служит в качестве дополнительного, а в летний период и основного, источника тепла для ГВС.

Рис. 4. Схема ГВС с одноконтурным котлом и солнечным коллектором

К главным преимуществам системы теплоснабжения с ГВС от гелиоколлектора можно отнести существенную экономию средств на энергоносители. Практика эксплуатации таких систем по оценкам, сделанным специалистами, показывает, что доля покрытия гелиоколлектором затрат на ГВС составляет: 70,4 % для системы, установленной на объекте в Новосибирске, 57,1 % – в Чебоксарах и 80,3 % – в Сочи. Кроме того, использование тепла солнца, в значительной степени обеспечивает пользователю большую независимость от роста тарифов на энергоносители.

 Однако современный уровень надежности и эффективности ГВС от геоколлекторов может быть обеспечен только за счет применения средств автоматического регулирования. Их использование тем более необходимо в системах с изменяющейся в широких пределах мощностью и производительностью: от максимальной – в утренние и вечерние часы до минимальной – в середине дня. Оптимальная работа системы ГВС с гелиоколлектором обеспечивается автоматическим переключением режимов нагрева воды в бойлере и изменением производительности насоса гелиоконтура.

Дополнительную экономию и надежность обеспечивает совместная работа в системе теплоснабжения солнечных коллекторов и тепловых насосов.

Статья из журнала «Аква-Терм» № 3/2019

вернуться назад

Читайте также:

В каких случаях использование гелиоколлекторов эффективно? Компания Solar-Tech

Солнечные коллекторы используют либо для круглогодичного горячего водоснабжения (ГВС) дома, либо для круглогодичного подогрева бассейна, либо как объединенные системы. Самое эффективное применение гелиосистем – в домах, где основное отопление – теплые полы. Даже в прохладную и пасмурную погоду солнечные коллекторы прогревают воду до 35-40 °C, что позволяет запускать основное отопление дома на 1,5-2 месяца позже (в начале декабря) и отключать на 1,5-2 месяца раньше (в начале марта). Но это не значит, что зимой гелиоколлекторы не будут эффективны. Они будут замещать до 40 % энергии на отопление.

Как правило, в системах отопления коллекторы подогревают буферную емкость снизу. Точнее говоря, они греют возвращающуюся по обратному контуру воду отопительной системы. Дальше, по мере надобности, теплоноситель подогревается основным источником отопления. А вот в домах, где отопление построено на высокотемпературных батареях, – гелиосистемы неэффективны.

Как расчитывается и когда окупится гелиосистема?

Для примера рассмотрим работу гелиосистемы, рассчитанную на объем воды 200 л с вакуумным коллектором на 30 трубок. Для нагрева 200 л воды до 55 °C нужно затратить примерно 10 кВт×ч энергии, будь то газ, дрова или электричество.

На графике показано замещение энергии гелиоколлектором на 30 трубок, который установлен в центральной части Украины. Летом есть излишки энергии, что означает прогрев воды до темпетарутры более 55 °C. Эти излишки можно использовать для подогрева бассейна. Летом традиционные источники тепла отключены, и для нагрева воды не потребляется газ, дрова или электроэнергия. Зимой, наоборот, недостаток тепла, и он компенсируется теплом из традиционных источников энергии. Но затрачивается меньше топлива, что положительно сказывается на экономии.

Если гелиосистему проектируют для поддержки отопления, то нужно расчеты вести под зимний период, учитывая, что летом придется куда-то девать излишки тепла. Это может быть бассейн, но можно и временно исключать из работы часть коллекторов, используя жалюзи либо чехлы.

Соимость гелиосистем просчитывается индивидуально. Результат зависет от количества людей, проживающих в доме (если расчет под ГВС), площади теплых полов, эффективности теплоизоляции дома (если расчет – для поддержки отопления). К примеру, в доме на 4 человека ставится один вакуумный трубчатый коллектор на 30 трубок. Этот коллектор способен нагреть 200 л воды в день до 60-70 °C в летний период и в солнечные зимние дни. Такая система стоит около 2000$, в ее состав входит: гелиоколлектор, система креплений для солнечного коллектора, напольный бойлер на 200 л с теплообменником (если его нет в доме), контроллер управления гелиосистемой, однолинейная насосная станция, теплоноситель, жидкость для контура гелиосистемы, двойной теплоизолированный трубопровод из нержавеющей стали с проводом под датчик температуры, расширительный бак под гелиосистему, комплект необходимых фитингов и арматуры. Средняя окупаемость гелиосистем по сравнению с затратами газа, электричества или твердого топлива варьируется от 8 до 10 лет, но это без учета инфляции и подорожаний тарифов и сырья. С учетом инфляции окупаемость не превышает 6-7 лет, а срок службы оборудования гелиосистем составляет более 25 лет.

При грамотном подборе и качественном монтаже, гелиосистема является замкнутой и практически не обслуживаемой, что в дальнейшем не влечет за собой дополнительных затрат.

Владимир Кучеров

инженер гелиосистем компании Solar-Tech

материал для журнала «Энергоэффективный дом»

устройство, виды и как сделать своими руками

Солнечные гелиоколлекторы – это устройства, позволяющие с помощью солнечной энергии нагревать теплоноситель, тем самым отапливая помещение и/или нагревая воду для бытовых нужд. Использовать их можно в качестве основного источника тепла или дополнительного в комплекте с другим обогревателем. Они могут работать как в ясную, так и в пасмурную погоду.

Устройство солнечных гелиосистем

Гелиосистема – это полный комплект оборудования для преобразования из солнечного света тепловой энергии.

В неё входят следующие элементы:

• солнечные коллекторы;
• бак-аккумулятор;
• насос;
• контроллер управления.

Схема и принцип работы гелиоколлектора

Бак-аккумулятор содержит внутри себя теплообменник. Через него происходит передача тепла от теплоносителя воде, которая находится в бачке. Также во время монтажа бака-аккумулятора учитывается возможность дополнительно нагревания воды до нужной температуры, например с помощью газового котла. Это необходимо на тот случай, если погода пасмурная и холодная и не хватает мощности коллектора.

Насос используется для создания циркуляции теплоносителя от гелиоколлектора до бака и обратно. Контролер управления необходим для контроля над работой всех частей системы, в том числе для защиты от перегревания.

Обратите внимание! Дополнительно рекомендуется установить источник бесперебойного питания, на случай отключения от основной сети.

В конструкцию солнечного коллектора входит медная панель, которая покрыта высокоселективным материалом. Корпус чаще всего выполнен из алюминия. Стекло используется только ударопрочное и с малым содержанием металла.

Как работают

Панель солнечного коллектора преобразует инфракрасное излучение в тепловую энергию. Полученное тепло, передаётся теплоносителю, который по трубам протекает в бак-аккумулятор. Там он передаёт тепло воде, тем самым нагревая её. Остывший теплоноситель обратно возвращается в солнечный коллектор, и всё повторяется снова.

Обратите внимание! От того насколько эффективно работает гелиоколлектор, зависит производительность всей системы. Чем больше энергии он поглотит и чем меньше потеряет, тем выше будет КПД системы.

Виды солнечных коллекторов

Наиболее распространёнными считаются плоские и вакуумные гелиоколлекторы.

Вакуумные

Главным элементом вакуумного устройства является тепловая труба. Внешне представляет собой ряд, состоящий из стеклянных трубок, заключённых в алюминиевом каркасе. Каждая трубка состоит из двух трубок разных диаметров, а между ними находится вакуум. Благодаря нему теплоноситель внутри неё намного лучше защищён от воздействия температуры окружающей среды.

Устройство вакуумного гелиоколлектора

Медная труба с меньшим диаметром содержит внутри себя специальную нетоксичную жидкость. При нагревании она испаряется. Пар поднимается к самому верху трубки – к наконечнику. Там он отдаёт тепло теплоносителю, находящемуся в теплопроводе.

Обратите внимание! Нетоксичная жидкость испаряется даже при температуре на улице -30°С, благодаря вакууму между трубками.

Конденсируясь на стенках трубы, жидкость обратно стекает вниз. Далее процесс снова повторяется. Все трубы расположены параллельно. Угол наклона зависит от места монтажа системы и географической широты объекта. Панель должна быть направлена на юг.

Устройство водонагревательной системы с использованием вакуумного гелиоколлектора

Солнечный гелиоколлектор отлично работает даже в пасмурную погоду, так как вакуумные трубки хорошо поглощают инфракрасное излучение, проходящее сквозь тучи. В отличие от плоских устройств на вакуумные оказывает меньшее влияние низкая температура на улице и ветер, благодаря изоляционным свойствам вакуума. Системы с солнечными гелиоколлекторами этого типа могут функционировать до -35°C.

Чтобы внутри трубок как можно дольше сохранялся вакуум, один их конец покрыт толстым слоем бария. Он поглощает различные газы, которые появляются во время эксплуатации и хранения устройства. Также барий является своеобразным индикатором. Если он изменил цвет с серебристого на белый, значит, вакуума в трубке уже нет и её следует заменить на новую.

Чтобы провести замену, не нужно останавливать всю систему. Также, если одна из трубок вышла из строя, то коллекторы всё равно продолжат работать как прежде. В случае необходимости в систему можно добавить трубки или снять лишние.

Преимущества вакуумных гелиоколлекторов:

• удобный монтаж;
• простое обслуживание;
• низкие теплопотери;
• длительный период работы.

К недостаткам относят невозможность самостоятельной очистки от снежных наносов, а также минимальный угол наклона должен быть не менее 20°.

Плоские

Внешне плоские солнечные гелиоколлектора представляют собой прямоугольную панель. Корпус выполнен из алюминия. Для подачи и вывода теплоносителя имеются 2 патрубка. Боковые стороны и одна стена утеплены теплоизолятором толщиной 3-4 см. Это позволяет значительно сократить теплопотери устройства.

Главная часть всего гелиоколлектора – это абсорбер, соединенный с теплопроводом. Именно он поглощает инфракрасное излучение. Сверху он закрыт закалённым стеклом с низким уровнем металла. Чаще всего поглощающий элемент делается из меди, так как она имеет высокую теплопроводность.

Устройство плоского солнечного гелиоколлектора

Принцип действия коллектора следующий: солнечные лучи проникают сквозь стекло и попадают на абсорбер. Он нагревается и передаёт тепло теплоносителю. В отличие от вакуумных систем, плоские коллектора могут самостоятельно очиститься от снега. Их монтаж можно провести под любым углом. Но по сравнению с вакуумными устройствами, у них больше теплопотери, и устанавливать их нужно только в полностью собранном виде. Еще один недостаток – в случае повреждения придётся менять всю панель. Но по сравнению с вакуумными, они более надёжные и простые.

Нюансы по использованию коллекторов для отопления или для нагрева воды

Количество устройств определяется в зависимости от потребностей. Солнечные гелиоколлектора можно объединять в группы. Объём и температура нагретой воды при этом зависят сразу от многих факторов, в том числе от температуры и погоды на улице, количества используемой воды и так далее. Поэтому температура нагрева воды будет разной каждый день.

Обратите внимание! В качестве теплоносителя внутрь солнечных коллекторов рекомендуется заливать нетоксичные антифризы. Это поможет использовать систему в холодных условиях, а также продлит срок её эксплуатации.

Перед тем как купить коллектор, следует точно определить цель использования и где он будет расположен. Чтобы правильно подобрать модель и количество.

Как сделать своими руками

Перед тем как приступить к сборке солнечного коллектора, следует сделать расчёты, чтобы устройство получилось качественным.

Схема сборки

Пошаговая инструкция:

1. Сначала собирается короб. Для этого используются доски толщиной 3 см и шириной 12 см. Дно делается из фанеры или текстолита. Для прочности устанавливаются ребра жёсткости. Чтобы древесина не гнила, её обрабатывают антисептиком.
2. На дно укладывается слой теплоизоляции (минваты). После чего её закрывают оцинкованным металлом.
3. Для создания теплообменника понадобятся 2 трубы с диаметром 1″ и длиной 70 см, 15 труб с диаметром 0,5″, длиной 160 см.
4. В трубах большего диаметра с шагом до 4,5 см проделываются отверстия для труб меньшего размера.
5. После чего всю конструкцию сваривают. При этом патрубки для входа и выхода теплоносителя должны находиться диагонально. Для входа внизу, для выхода сверху.
6. Готовый радиатор монтируют внутрь ранее сделанного короба. Крепится ко дну короба с помощью хомутов или полосок металла. Для максимальной передачи тепла, нужно закрепить его как можно плотнее.
7. Стыки тщательно заделываются герметиком. Дно короба и трубы окрашивается в чёрный цвет жаростойкой краской, тогда они будут поглощать больше тепла. Внешние детали окрашиваются белым, чтобы было меньше теплопотерь.
8. После того как краска высохла, короб закрывается стеклом (4 мм), но так, чтобы расстояние между ним и радиатором было не менее 1,2 см. Можно использовать стеклопакет, это повысит эффективность устройства.

Цена и окупаемость

С финансовой точки зрения солнечные гелиоколлектора необходимо считать инвестициями. Срок окупаемости может быть разным – от нескольких месяцев до нескольких лет. Зависит он от того, когда и сколько раз будет использоваться система. Срок службы солнечных гелиоколлекторов может быть более 30 лет. Но они в любом случае окупятся, учитывая, что они практически не требуют обслуживания.

Работоспособность всей системы полностью зависит от качества каждого элемента и правильности монтажа. Солнечные гелиоколлектора не смогут работать в полную силу, если будет неправильно подобрано остальное оборудование. Установку и проектирование лучше доверить профессионалам.

плюсов и минусов солнечной энергии в 2021 году

Если вы хотите установить солнечные батареи в своем доме, вы найдете широкий спектр информации. Это может затруднить определение того, подходят ли вам солнечные панели.

Чтобы помочь вам, мы составили исчерпывающий список, в котором взвешиваются плюсы и минусы солнечной энергии.

Плюсы и минусы солнечной энергии

Рассмотрение преимуществ и недостатков солнечной энергии с точки зрения домовладельца является важным шагом в процессе исследования при рассмотрении вопроса об установке солнечных панелей в вашем доме.

Вот несколько, которые встречаются чаще всего:

Основные плюсы и минусы солнечной энергии

Аргумент для среднего американского домовладельца установить солнечные панели в своем доме сейчас лучше, чем когда-либо, поскольку преимущества намного перевешивают недостатки.

Давайте подробнее рассмотрим каждый из этих плюсов и минусов солнечной энергии.

Преимущества солнечной энергии

1. Снижает счет за электроэнергию

Одним из самых больших преимуществ солнечных панелей является то, что они могут обеспечить значительную экономию на счетах за электроэнергию. Многие штаты требуют, чтобы коммунальные предприятия предлагали нетто-счетчики, что позволяет домовладельцам компенсировать свои затраты на электроэнергию за счет энергии, производимой их солнечными панелями.

Затем они могут продавать эту избыточную энергию коммунальному предприятию.Обычно это добавляется к счетам за электроэнергию в качестве кредита, который затем может быть использован для компенсации будущих затрат на электроэнергию.

Во многих штатах установка солнечных панелей в вашем доме может принести экономию на счетах за электроэнергию более чем на 1000 долларов в год. Жители Калифорнии, которые переходят на солнечную энергию, экономят в среднем 99 181 доллар за время существования своей солнечной системы!

2.

Страхование от роста цен на электроэнергию

Большинство домовладельцев знают, что электричество продолжает дорожать.Цена на электроэнергию неуклонно росла в течение последних 10 лет, в среднем примерно на 0,2 доллара в год. Стоимость электроэнергии будет продолжать расти в будущем, а это означает, что ваш счет за электроэнергию также будет расти.

Солнечные панели защищают вас от роста цен на электроэнергию. Поскольку вы производите свою собственную энергию, вам не нужно покупать эту дорогостоящую электроэнергию у коммунального предприятия. Итак, рост цен на электроэнергию — это забота прошлого! На самом деле, рост цен может оказаться хорошим плюсом, если вы установите солнечную батарею.

Например, ваше коммунальное предприятие взимает 12 центов за киловатт-час электроэнергии. Это означает, что при использовании нетто-счетчиков ваша коммунальная компания будет платить вам 12 центов за каждый лишний киловатт-час электроэнергии, которую ваши солнечные панели производят и отправляют в сеть.

Если ваша коммунальная компания повысит цену на электроэнергию до 13 центов за киловатт-час электроэнергии, это означает, что мощность, которую вы отправляете в сеть, также будет стоить 13 центов.

Таким образом, чистые измерения экономят вам больше денег каждый раз, когда ваше коммунальное предприятие повышает цены!

3.Солнечная энергия дешевле, чем когда-либо

В то время как цены на электроэнергию продолжают дорожать, стоимость солнечной энергии продолжает падать. Солнечная энергия сейчас дешевле, чем когда-либо; Фактически, стоимость упала более чем на 70% за последнее десятилетие. Эти низкие цены делают солнечную энергию более доступной для большего числа домовладельцев, чем когда-либо прежде.

Установка солнечной энергии может быть даже дешевле, если вы воспользуетесь преимуществами использования солнечной энергии. Например, если вы установите солнечную систему до конца 2022 года, вы можете иметь право на получение федеральной налоговой скидки в размере 26%.

Этот налоговый кредит равен 26% от общей стоимости вашей солнечной системы и применяется к вашему подоходному налогу. В дополнение к федеральной налоговой льготе существует множество других льгот, предлагаемых на местном уровне.

Узнайте, сколько вы можете сэкономить на солнечной энергии с помощью местных льгот в вашем районе

4. Оцените рентабельность инвестиций

Солнечные панели не только избавляют вас от счетов за электричество, они также могут быть источником дополнительного дохода. Как мы упоминали ранее, чистые измерения позволяют вам зарабатывать деньги, продавая избыточную мощность, которую вырабатывают ваши солнечные панели, вашему коммунальному предприятию.

В некоторых штатах есть другие стимулы, основанные на результатах, например кредиты на солнечную возобновляемую энергию (SREC), которые могут приносить вам сотни долларов в год, в зависимости от того, где вы живете.

Деньги, которые вы зарабатываете на чистых счетчиках, в сочетании с экономией на счетах за электроэнергию и другими стимулами, идут на оплату стоимости вашей системы. В регионах, где есть все эти стимулы, срок окупаемости системы солнечных батарей может составлять всего четыре года.

После того, как ваша система окупится, ваши солнечные панели будут продолжать вырабатывать бесплатную электроэнергию для вашего дома в течение всего срока службы системы!

5.Экологически чистый

Еще одним важным аргументом в пользу солнечной энергии является то, что это возобновляемый источник энергии. Это означает, что когда вы используете ресурс, он не истощает его. Итак, используя солнечный свет, падающий на землю, и превращая его в электричество, мы не истощаем солнечную энергию.

Плюс, электричество, произведенное с помощью солнечных батарей, не вызывает выбросов парниковых газов. Ничего не выбрасывается в атмосферу, когда мы производим электричество с помощью солнечных батарей.Единственное, что создается — это чистая энергия!

6. ​​Энергетическая независимость

Наличие солнечных панелей позволяет домовладельцам вырабатывать собственную энергию, тем самым давая им энергетическую независимость. По сути, это означает, что дом на солнечных батареях не так зависит от традиционной электросети. Это позволяет вам взять власть в свои руки и контролировать, откуда ваш дом получает энергию.

В более широком масштабе переход Соединенных Штатов на солнечную и другие возобновляемые источники энергии позволит стране достичь энергетической независимости. США не пришлось бы сильно полагаться на другие страны, чтобы добывать нефть, газ и уголь, как это делаем мы сейчас.

Использование энергии, произведенной прямо здесь, в США, и отказ от зарубежных источников отлично подходит для национальной безопасности и экономики страны.

Недостатки солнечной энергии

1. Высокая первоначальная стоимость

Большая первоначальная стоимость — один из самых больших недостатков систем солнечных батарей. По состоянию на апрель 2021 года средняя стоимость солнечной энергии в США составляет около 2 долларов.85 на ватт. Таким образом, система солнечных панелей мощностью 6 кВт обойдется вам в среднем примерно в 17 100 долларов до того, как будет применен федеральный налоговый кредит.

Фактическая стоимость солнечной системы будет зависеть от штата и льгот, на которые вы претендуете.

К счастью, есть варианты финансирования солнечной энергии. Во многих случаях вы можете претендовать на получение солнечной ссуды с нулевым снижением, которая позволяет вам по-прежнему экономить деньги на счетах за электроэнергию и пользоваться преимуществами владения солнечной системой.

2.Солнечная энергия — прерывистый источник энергии

Солнечная энергия считается непостоянным источником энергии по трем основным причинам:

1. Ночью солнце не светит. Поэтому солнечные панели не производят электроэнергию в ночное время.
2. Интенсивность солнечного света зависит от местоположения, времени года и времени суток.
3. Облака, снег и лиственный покров могут оказывать значительное влияние на количество энергии, производимой солнечными панелями.

Все эти факторы использовались, чтобы доказать, что солнечная энергия не может использоваться для базовой нагрузки или критически важных приложений. Однако это меняется с появлением экономичных аккумуляторных решений. Батареи позволяют домовладельцам накапливать солнечную энергию и получать энергию от батареи, когда их солнечные панели не производят энергию.

Самая популярная солнечная батарея для жилых помещений — это литий-ионная батарея Tesla Powerwall на 13,5 кВтч. Другие производители, такие как sonnen, LG и BYD, также предлагают отличные солнечные батареи для домашнего хранения энергии.

Продолжающийся прогресс в области хранения аккумуляторов — признак того, что прерывистость не может быть ограничением для солнечной энергии надолго.

3. Производство солнечных панелей оказывает определенное воздействие на окружающую среду

Хотя энергия, вырабатываемая солнечными панелями, не содержит выбросов, важно отметить, что существует некоторое загрязнение, связанное с производством солнечных панелей.

Некоторые солнечные панели содержат вредные загрязнители, такие как гексафторид серы, который является более сильным, чем углекислый газ. Однако влияние углекислого газа на климат намного больше, чем влияние гексафторида серы.

Воздействие солнечных панелей на окружающую среду минимально по сравнению с размером ущерба, связанного с добычей и сжиганием ископаемого топлива.

4. Солнечным батареям требуется место

Солнечным панелям требуется место для удовлетворения потребностей в энергии. Для жилых помещений на крыше почти всегда будет достаточно места. Однако, когда вы смотрите на крупные солнечные установки в масштабе сетки, пространство может быть небольшой проблемой.

Это потому, что солнечные панели имеют более низкую удельную мощность. Плотность мощности — это количество энергии, которое может быть получено от источника энергии на определенной площади, измеряется в ваттах на квадратный метр (Вт / м2).Плотность энергии солнечных панелей ниже, чем у ископаемых видов топлива.

Это означает, что вам нужны солнечные панели большей площади, чтобы производить такое же количество энергии, что и угольная электростанция. Однако в этом измерении не учитывается количество земель, которые были добыты для ископаемого топлива.

Итак, хотя вам потребуется большая солнечная электростанция и небольшая угольная электростанция, добыча угля разрушает акры земли, а солнечная электростанция — нет.

5. Солнечную батарею нельзя брать с собой

Одним из недостатков установки солнечных панелей в вашем доме является то, что их перемещение может оказаться дорогостоящим, если вы решите переехать. Договор об измерении нетто с вашим коммунальным предприятием закреплен за недвижимостью. Кроме того, поиск кого-нибудь, кто снимет и переустановит ваши солнечные панели, может оказаться дорогостоящим.

Но солнечные панели действительно повышают ценность вашего дома, поэтому даже если вы переедете, вы, вероятно, увидите, что ценность ваших солнечных панелей отразится на более высокой цене продажи.

Если вы все же планируете переехать в ближайшее время, лучше сразу приобрести солнечные батареи. Если у вас есть договор об аренде солнечной энергии или договор купли-продажи электроэнергии (PPA), вам потребуется, чтобы новый владелец принял ваше соглашение, что может быть проблемой.

Стоит ли устанавливать солнечные батареи?

Плюсы солнечной энергии значительно перевешивают минусы. Стоимость установки солнечной энергии сейчас ниже, чем когда-либо, налоговый кредит на солнечную энергию был продлен на два года, а цена на электроэнергию будет только продолжать расти.Чем раньше вы перейдете на солнечную энергию, тем скорее сможете начать экономить.

Воспользуйтесь нашим солнечным калькулятором, чтобы узнать, сколько солнечной энергии можно сэкономить.

Связанные темы для обсуждения

Плюсы и минусы поликристаллических и монокристаллических солнечных панелей
Плюсы и минусы микроинверторов и струнных инверторов
Плюсы и минусы покупки солнечной энергии по сравнению с арендой солнечных панелей против соглашений PPA

Узнайте, сколько вы можете ежегодно экономить, перейдя на солнечную энергию

Ключевые выносы

• Солнечные панели имеют ряд плюсов и минусов, которые домовладельцы должны учитывать перед принятием решения.
• Некоторые из основных преимуществ установки солнечных панелей — это экономия на счетах за электроэнергию, значительный возврат инвестиций, энергетическая независимость и тот факт, что они безвредны для окружающей среды.
• Установка солнечных батарей имеет некоторые недостатки, такие как высокие первоначальные затраты, они требуют много места, и вы не сможете взять их с собой, если решите переехать.
• В целом, установка солнечных панелей — отличное вложение для домовладельцев.

Плюсы и минусы солнечной энергии | Не тратьте ни копейки на солнечную энергию, пока не увидите это

Рассматриваете солнечную энергию, но хотите узнать о ней больше, прежде чем инвестировать?

Вы пришли в нужное место.

Солнечная энергия — один из наших величайших возобновляемых источников энергии, и это отличный выбор для тех, кто хочет вести более экологичный образ жизни и сокращать затраты на энергию в долгосрочной перспективе.

Но, несмотря на все преимущества, у солнечной энергии есть некоторые недостатки, которые необходимо учитывать.

В этой статье мы рассмотрим плюсы и минусы солнечной энергии, чтобы вы могли решить, хотите ли вы инвестировать в нее.

История солнечной энергии

Солнечная энергия не новость.

Летом 1979 года президент Джимми Картер установил 32 солнечные панели на крыше Белого дома.

Они поставили цель собрать 20% энергии для Белого дома с этих панелей.

К сожалению, одним из первых действий президента Рональда Рейгана было удаление этих панелей.

Из-за этого акта американцам никогда не давали возможность принять солнечную энергию или увидеть, на что они способны.

Крупные нефтяные компании и индустрия ископаемого топлива очень усердно работали, чтобы не дать солнечной энергии завоевать расположение большинства американцев, используя любую возможность, чтобы дискредитировать и высмеять ее.

Противники солнечной энергии сделали все возможное, чтобы дискредитировать солнечную промышленность, высмеивая внешний вид панелей и распространяя дезинформацию о том, как они работают.

Будут ли работать солнечные батареи в пасмурные дни?

Многие люди считают, что облачное небо лишит вас возможности смотреть телевизор или включать кухонную плиту.

Это совсем не так.

Солнечная энергия — это гораздо больше, чем то, что вы видите на поверхности.

Солнечная энергия Плюсы и минусы

Хотя большая часть информации, которую люди получают о солнечной энергии, искажена особыми интересами, у использования солнечной энергии есть как плюсы, так и минусы.

Итак, приступим прямо к делу.

Преимущества солнечной энергии

1. От нее можно питать весь ваш дом

Если вы живете в теплом климате, где регулярно светит солнце, солнечная энергия потенциально сможет обеспечить энергией весь ваш дом.

Это зависит от типа устанавливаемой системы и количества энергии, необходимого для питания всех систем в вашем доме.

2. Налоговые льготы

Многие штаты предлагают налоговые льготы за установку солнечных батарей в новых зданиях.

Федеральные программы по солнечной энергии существуют и, вероятно, станут более мотивированными, поскольку в будущем правительство будет склоняться к зеленой энергии.

Федеральный налоговый кредит на солнечную энергию, известный как ITC, позволит вам вычесть до 30% от первоначальной стоимости установки солнечной энергии в вашем доме.

Это относится как к коммерческим, так и к жилым приложениям. Планируется, что этот налоговый кредит начнет снижаться каждый год до 2022 года, а в последующий период он составит только 10%.

Это, конечно, если до этого момента не будут приняты какие-либо новые планы стимулирования.

3. Солнечная энергия отлично подходит для жизни вне сети.

Солнечная энергия может обеспечивать энергией дома, удаленные от электросети, что делает жизнь в отдаленных местах более возможной.

Страны с недостаточной доступностью электросетей могут подавать электроэнергию в большее количество мест в сельских районах, помогая вывести семьи из бедности в странах третьего мира.

4. Солнечная энергия лучше для окружающей среды

Солнечная энергия — это полностью возобновляемый и устойчивый способ обеспечить нашу жизнь энергией.В результате использования солнечной энергии отсутствуют отходящие газы или загрязняющие вещества.

5. Солнечная энергия может привести к увеличению количества рабочих мест

Солнечная энергия может привести к увеличению числа рабочих мест в промышленности в Америке, как в производстве, так и в установке.

6.

​​Требует небольшого обслуживания

Затраты на обслуживание солнечной энергии минимальны. После того, как вы установите солнечные батареи, вы можете ожидать, что они не потребуют очень небольшого обслуживания.

Важно содержать панели в чистоте, чтобы они эффективно поглощали солнечный свет.Но если что-то вроде снега покрывает ваши панели, просто сотрите с него пыль, и все будет в порядке.

На панели, которые производятся сегодня, гарантия производителя составляет 20-25 лет. Это превращает солнечную энергию в инвестицию, которая, вероятно, переживет вашу другую бытовую технику.

7. Солнечная энергия практически бесплатна.

После возмещения затрат на установку энергия доступна по мере необходимости, и вы никогда не получите счет по почте.

8. Вы все еще можете подключиться к сети.

Вы можете подключиться к электросети и создать систему, которая собирает энергию для ваших нужд, но также может потреблять энергию из сети, чтобы прикрыть вас, когда у вас несколько дней плохой погоды. снижение вашей солнечной коллекции.

Когда вы соберете больше, чем нужно, ваша энергетическая компания заберет собранную вами избыточную мощность и зачислит вам ее на счет за электроэнергию. Счет за электроэнергию можно получить в большинстве месяцев.

9. Технология постоянно совершенствуется.

Солнечная энергия прошла долгий путь, и произведенные сейчас панели намного более эффективны, чем панели, установленные в Белом доме в 1979 году.

Благодаря исследованиям и достижениям в таких областях, как нанотехнологии , отрасль продолжает развиваться.Некоторые панели утратили свою эффективность с первых дней производства солнечных панелей.

Многие из новых панелей настолько эффективны, что продолжают накапливать энергию даже в пасмурные дни. Пока в нашей солнечной системе есть солнце, вы сможете использовать солнечную энергию.

10. Солнечная энергия имеет множество различных применений

Вы можете использовать солнечную батарею во многих различных приложениях, и необязательно, чтобы она снабжала энергией весь ваш дом.

У вас может быть, например, солнечный пропановый водонагреватель без резервуара, который работает просто путем нагрева воды в резервуаре, предназначенном для нагрева с использованием солнечных лучей.

Они могут нагреть воду до такой степени, что в летние месяцы она обожжет вас.

В зимние месяцы, если вы живете в холодном климате, вы можете ожидать, что мощность нагрева воды упадет на 20-30%.

11. Солнечная энергия продолжает снижаться в цене

Стоимость солнечной энергии упала на 99% с 1970-х годов. Когда президент Картер установил панели в Белом доме, изготовление солнечной батареи стоило примерно 77 долларов за ватт.

Современные солнечные элементы намного более эффективны и стоят в среднем всего 0 долларов.39 на ватт на производство. В настоящее время Китай является ведущим производителем и экспортером солнечных панелей во всем мире.

12. Солнечная энергия экономит деньги в долгосрочной перспективе

Устанавливая солнечную батарею, вы не просто экономите деньги в долгосрочной перспективе.

Вы тоже вносите свой вклад в помощь планете. Солнечная энергия — самый чистый вид энергии для планеты.

Недостатки солнечной энергии

1. Большие начальные инвестиции

Стоимость солнечной установки может быть большой первоначальной инвестицией и пока еще не рентабельна для всех.

2. Погода играет важную роль.

Солнечная энергия в некоторой степени зависит от погоды. Если вы живете дальше от экватора, в месте, где не так много солнечного света, ваша способность обеспечивать электроэнергией свой дом намного меньше.

Это не лучший выбор в облачных и заснеженных местах.

3. Солнечные панели занимают много места

Панели не были чрезвычайно эффективными, и в отрасли было сделано много обновлений, но количество панелей, необходимых для питания большого дома, не только дорого, но и требует больших затрат. пространства.

Многие люди не хотят устанавливать 20 гибких солнечных панелей во дворе или на крыше.

4. Энергия используется для создания солнечных панелей

Некоторые люди указывают на тот факт, что способ изготовления панелей может создавать некоторое загрязнение, а также их транспортировка и транспортировка.

Тем не менее, это по-прежнему намного меньше загрязнения, чем другие виды потребления и производства.

5. Солнечные батареи могут быть дорогими

Хранение собранной энергии имеет первостепенное значение.Это также очень дорого, потому что требуемые батареи очень дороги.

Специализированные батареи глубокого цикла подключаются к вашей солнечной батарее, между ними установлен регулятор.

Регулятор гарантирует, что батареи не будут перезаряжены, а также что они никогда не будут разряжены слишком сильно, что может привести к повреждению элементов.

Он подаст звуковой сигнал, если вы рискуете разрядить батареи слишком сильно. Чем больше батарей вы установите, тем больше энергии вы сможете накопить и «сэкономить» в те дни, когда у вас ненастная погода с меньшим количеством солнечного света.

Люди, у которых есть большой «банк» батарей, редко замечают снижение мощности, если у них нет солнечного света более 3 или 4 дней.

Аккумуляторная батарея позволяет включать освещение ночью или в любое другое время, когда нет солнечного света, пока они заряжены.

Почему люди любят солнечную энергию

Очевидные преимущества использования солнечной энергии заключаются в том, что вы сразу же начинаете экономить на ежемесячных расходах на электроэнергию.

Некоторые люди полностью переходят на солнечную энергию и с этого дня живут без счета.Даже если вы подключены к электросети, вы не будете зависеть от электросети и резко сократите свои ежемесячные счета за коммунальные услуги.

Нетрудно понять, как работает ваша система, и если вы хотите запитать небольшую хижину в глуши, вдали от электросети, солнечная энергия — отличный вариант для вас.

Чтобы ваши панели располагались под оптимальным углом, вам нужно получить четкий снимок солнца. Небольшая кабина может быть снабжена простым освещением и базовыми потребностями в бытовой технике с помощью всего лишь нескольких небольших панелей, регулятора, двух или трех батарей в вашем банке, регулятора для превращения хранимой электроэнергии постоянного (DC) в переменный ток (AC). так что ваш прибор будет работать от него.

Главное здесь…

Многие люди с легкостью устанавливают свои собственные небольшие системы.

Вы можете полностью контролировать свою систему. Другими словами, вы можете использовать маленькую или большую систему. Вы можете решить использовать солнечную систему водяного отопления или, возможно, солнечный электрический забор для домашнего скота.

Вы можете выбрать, как вы хотите использовать солнечную энергию, исходя из ваших личных потребностей и вашего бюджета. Возможность получить контроль — это большой скачок по сравнению с зависимостью от энергетической компании.

Но это еще не все.

Еще одним положительным моментом в солнечной энергии является то, что вы можете добавлять в свою систему по своему усмотрению.

Добавление новой панели, когда вы хотите, или добавление дополнительных батарей для хранения может быть выполнено в любое время по вашему выбору. Фактически, домовладелец может научиться делать эти вещи сам.

Вы также можете модернизировать свой инвертор, чтобы он работал с большей пиковой мощностью, если хотите. Пиковая мощность — это просто максимальная нагрузка, которую можно потреблять за один раз. Это увеличивается при первом включении холодильника или кондиционера.Энергия на мгновение резко возрастает, а затем возвращается к нормальному потреблению.

Несмотря на преимущества, помните об этом

Одним из самых больших недостатков использования солнечной энергии является первоначальная стоимость.

Несмотря на наличие поощрений, вам все равно придется внести до 70% предоплаты за установку вашей системы. У некоторых людей нет доступа к деньгам для подобных вещей, но они могут превратить их в ссуду для первоначального строительства своего дома.

Другими вариантами являются финансирование системы в одиночку или с использованием кредитных карт, что может отпугнуть некоторых людей из-за интереса.

В зависимости от того, где вы живете, может быть труднее найти сертифицированных специалистов по солнечной энергии для ремонта или установки вашей системы. Это становится менее серьезной проблемой, поскольку солнечная энергия становится менее дорогостоящей и более популярной, но может стать проблемой в некоторых сельских районах.

Дело в том, что…

Возможно, вам потребуется узнать о солнечных системах, чтобы время от времени вы могли самостоятельно устранять неполадки.Это могло бы напугать кого-то, кто коснулся чего-либо, связанного с властью.

Используя солнечную энергию, вы — энергетическая компания.

Если вы решите позвонить техническому специалисту, когда столкнетесь с проблемой, ему может потребоваться несколько дней, чтобы проверить проблему, в зависимости от того, где вы живете. Вы можете обнаружить, что изучение того, как работает ваша система, поможет вам самостоятельно устранить большинство проблем.

На самом деле мало что может пойти не так с солнечной системой, если у вас нет неисправного компонента.

Заключение

Хотя есть минусы, есть и другие плюсы, и солнечная энергия определенно поможет вам сэкономить деньги, при желании жить без электросети, а также сделает вас чемпионом планеты.

Хотите верьте, хотите нет, но сейчас солнечная энергия питает целые страны, например, Шотландию. Солнечная энергия поможет нам меньше зависеть от ископаемого топлива, и это положительно повлияет на людей на всем предприятии.

Солнечная энергия — это шаг, который мы, люди, можем сделать, чтобы повернуть время вспять и исправить ущерб, нанесенный последней промышленной революцией.Солнечная энергия может обеспечивать как энергию, так и расширять возможности и другими способами.

Самое интересное — это…

Солнечная энергия может принести рабочие места в вашу местную экономику и создать хорошо оплачиваемую работу, которая имеет потенциал для экспоненциального роста в течение следующих тридцати лет.

Солнечная энергия может гарантировать, что мы покинем планету лучше, чем мы ее унаследовали, и при этом воспользоваться преимуществами сегодняшней экономии.

Это способ, которым мы можем взять на себя ответственность и внести позитивные, эффективные изменения в наших собственных подворьях.

Вы серьезно думаете о переходе на солнечную батарею? Ознакомьтесь с нашей статьей об использовании солнечной энергии для питания вашего крошечного дома здесь.

Какие плюсы и минусы солнечной энергии? Вот все, что вам нужно знать

Изображение: Flickr

Использование солнечной энергии для удовлетворения ваших потребностей в электроэнергии не только делает вас более экологически чистыми — во многих частях мира это также может фактически сэкономить вам деньги. Это беспроигрышная ситуация, но только если вы находитесь в ней надолго.Конечно, жизнеспособность также зависит от того, где вы живете, поскольку то, сколько энергии ваши панели могут собрать и, следовательно, сэкономить ваши деньги, зависит от постоянно меняющихся факторов, таких как время суток, время года и погода, а также от географических особенностей, таких как климат и широта. .

Имея это в виду, перед покупкой рассмотрите эти плюсы и минусы солнечной энергии.

Pro: Солнечная энергия — это возобновляемая и чистая энергия

Солнечные энергосистемы все еще производят некоторые выбросы и загрязняют окружающую среду в процессе своего производства.Однако во время своей работы солнечные панели не выделяют дополнительных парниковых газов, которые нагревают атмосферу. После того, как ваша солнечная энергетическая система будет настроена, вы сможете жить комфортно, зная, что ваш дом не оказывает негативного воздействия на окружающую среду. Это означает, что в целом солнечная энергия является гораздо более чистой альтернативой традиционным источникам энергии.

Солнечная энергия также является возобновляемой, а это значит, что она никогда не иссякнет. С другой стороны, ископаемые виды топлива, такие как уголь и нефть, истощаемы. По крайней мере, в случае с нефтью, по прогнозам экспертов, через пару десятилетий она закончится.Переходя на солнечную энергию, вы ускоряете переход общества к возобновляемым источникам энергии.

Pro: можно сэкономить много денег

Это одно из главных преимуществ. Когда вы используете солнечную энергию, вы меньше полагаетесь на коммунальные службы, которые доставляют вам электричество. Следовательно, ваши ежемесячные счета уменьшаются, и вы даже можете заработать кредит на своей выписке. Электроэнергетические компании также платят потребителям за использование панелей за дополнительную энергию, которую они не используют в течение месяца, так что вы зарабатываете деньги (по крайней мере, в некоторых странах).

Согласно отчету Центра технологий чистой энергии Северной Каролины при поддержке SunShot Initiative, полностью финансируемая солнечная фотоэлектрическая система стоит меньше, чем энергия, приобретаемая у местного коммунального предприятия в 42 из 50 крупнейших городов США.

Рисунок 1: Рейтинг 50 крупнейших городов на основе того, где солнечная энергия предлагает лучшую финансовую ценность. Источник: Going Solar in America (report)

Pro: Повышает ценность вашего дома

Согласно последним исследованиям, после установки солнечной энергии стоимость недвижимости возрастает, поскольку многие люди хотели бы переехать в дом, работающий от солнечной энергии, не испытывая при этом хлопот, связанных с установкой системы солнечной энергии.Знайте, гораздо проще принять решение об инвестировании в солнечную энергию, зная, что вы действительно можете получить прибыль, если решите переехать в другой город.

Pro: они тише сердцебиения

Солнечные панели не издают никакого шума, поскольку они не содержат движущихся частей, если вы не заказываете фотоэлектрическую батарею с осью вращения, которая следует за солнцем в течение дня. Однако даже в этом случае шум и неудобства едва заметны.

Другой альтернативный источник энергии, ветряные турбины, могут издавать шум, потому что он похож на большой вентилятор, дующий на заднем дворе.Отчасти это является причиной того, что ветряные турбины в основном расположены вблизи ферм или других удаленных мест, потому что поблизости не так много домов, где можно было бы жаловаться на шум.

Pro: солнечная энергия доступна в удаленных районах

Узнайте, сколько солнечная крыша может сэкономить вам в вашем районе

Стоимость установки и обслуживания солнечных панелей вначале высока, но для районов, которые не могут получать электричество традиционным способом, добавление таких панелей может быть огромным преимуществом.Некоторые районы являются удаленными и не подключенными к сети, поэтому электрические компании не могут добавить сеточную матрицу для установки электричества. Эти районы используют солнечную энергию, чтобы использовать такие устройства, как микроволновая печь, стиральная и сушильная машины, а также Интернет. В некоторых штатах спорный вопрос, может ли солнечная энергия превзойти сеть с точки зрения стоимости, но что касается удаленных несетевых местоположений, солнечная энергия почти всегда превосходит дизельный или газовый генератор.

Con: установка может быть дорогостоящей

Хотя вы экономите деньги за счет меньшего потребления электроэнергии, вы тратите много денег на покупку солнечных батарей заранее.Чем больше ваша потребность в энергии, тем выше ваши затраты, и вы можете потратить десятки тысяч долларов. Правительство может дать вам кредиты за добавление солнечных батарей, но с другой стороны. И некоторые поставщики на самом деле предлагают интересные способы финансирования вашей фотоэлектрической установки, поэтому вам не нужно вкладывать огромные начальные деньги, чтобы начать работу. В зависимости от того, где вы живете, и вашего плана оплаты, ваша экономия энергии может равняться ежемесячной оплате. Кроме того, благодаря достижениям в области преобразования энергии и производства солнечные панели стали дешевле, чем когда-либо.По данным Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, средняя стоимость жилищного солнечного проекта упала с 12 долларов за ватт в 1998 году до 4,70 долларов за ватт в 2013 году. EnergySage сообщает, что средняя стоимость 5-киловаттной системы на крыше в третьем квартале 2014 года, прежде чем стимулов, составляла всего 3,70 доллара за ватт. В 2018 году большинство домовладельцев платят от 2,71 до 3,57 долларов за ватт за установку солнечной энергии. Как видите, солнечная энергия год от года дешевеет.

В США, в среднем для системы мощностью 6 кВт (6000 Вт), затраты на солнечную систему будут варьироваться от 11380 до 14 990 долларов (после вычета налогов).Для некоторых имеет смысл установить сейчас, для других, возможно, придется подождать. Воспользуйтесь калькулятором ниже, чтобы узнать, где вы подходите.

Вот сколько в среднем солнечная энергетическая установка обойдется вам в следующих штатах:

Обратите внимание, что это цены на энергосистему после 30% снижения федерального налога на солнечную энергию. Цена включает в себя солнечную батарею, хранение и установку. Источник: Energy Sage / Solar Pricing Table 2018.

Con: это может не так хорошо работать в вашем районе

Районы, расположенные ближе к экватору, имеют гораздо больший потенциал для производства солнечной электроэнергии, чем районы, расположенные ближе к полюсам, а районы с постоянным солнечным светом имеют больший солнечный потенциал, чем районы, которые часто являются облачными.К счастью, большая часть Соединенных Штатов обладает огромным потенциалом солнечной энергии, как вы можете видеть на этой карте глобального солнечного излучения, полученной Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде. В поисках самых лучших солнечных ресурсов в Соединенных Штатах подумайте о юго-западе.

Узнайте, сколько солнечная крыша может сэкономить вам в вашем районе

Нью-Мексико и Аризона раскалены солнечным потенциалом, а Калифорния, Невада, Техас, Юта и Колорадо также имеют большие территории, очень благоприятные для развития фотоэлектрических систем. Если вы живете в одном из этих штатов, считайте этот пункт «профи» в своем контрольном списке.Кроме того, следует учитывать еще один момент — загрязнение воздуха. Используя солнечную энергию, вы отключаетесь от сети, тем самым снижая спрос, который обычно удовлетворяется угольными электростанциями. По сути, это в конечном итоге снижает загрязнение. Но если вы живете в первую очередь в загрязненном районе, ваша производительность будет хуже, чем в противном случае, потому что черный углерод, извергаемый электростанциями, в сочетании образует дымку и смог. Они значительно сокращают количество доступного солнечного света, блокируя солнце. В 1985 году Ацуму Омура обнаружил, что количество солнечного света на Земле уменьшилось на 10% между 1960-ми и 1980-ми годами.Кроме того, за последние 50 лет среднее сокращение солнечного света составляло 3% за десятилетие.

Con: ваша крыша может быть недостаточно большой

Чем больше энергии вы используете, тем больше места требуется для размещения большего количества солнечных панелей. Солнечные панели хороши тем, что вы можете установить их на крыше своего дома без необходимости в дополнительном пространстве (например, за исключением батарей в гараже). Однако, если вы действительно сжигаете много энергии, крыши может быть недостаточно.

Con: это зависит от погоды

Солнечная энергия работает в облачные и дождливые дни, но ее эффективность значительно снижается.Всего несколько пасмурных или дождливых дней могут заметно повлиять на чистую прибыль вашего счета за электроэнергию. Самое главное, солнечная энергия не может быть собрана в ночное время, что вынуждает вас устанавливать батареи для хранения энергии.

Con: хранение солнечной энергии стоит много (на данный момент)

Вы используете солнечную энергию в ночное время, благодаря батареям, заряжаемым днем. Эти батареи стоят от нескольких сотен долларов до более чем 1500 долларов и весят от 60 до 420 фунтов. Вам также потребуется место для их хранения, которое не промокнет и не повредит аккумулятор, а также купите аксессуары, такие как шнур и сменные элементы, которые вам придется заменять каждые 15–20 лет.Учтите, однако, что теперь у нас есть аккумуляторы Tesla! Прейскурантная цена новой батареи Tesla Powerwall 2.0 на 13,5 киловатт-часов (кВтч), которая предлагает вдвое большую емкость, чем оригинальный Powerwall, составляет 5900 долларов. Вспомогательное оборудование добавляет еще 700 долларов к стоимости оборудования, в результате чего общая сумма составляет 6600 долларов. Установка может добавить к окончательному счету от 2000 до 8000 долларов.

Поскольку Tesla Powerwall еще не доступны для массового рынка, вам придется согласиться на другие коммерчески доступные альтернативы.В 2018 году стоимость солнечных батарей варьируется от 5000 до 7000 долларов и от 400 долларов за киловатт-час (кВтч) до 750 долларов за киловатт-час, без учета стоимости установки и дополнительного оборудования.

Плюсы и минусы концентрирующих систем солнечной энергии

Ученые, инженеры и предприниматели разрабатывают новые методы эффективного производства чистой энергии с использованием возобновляемых источников, таких как солнечная энергия.

Солнечная энергия рассматривается как надежный источник энергии на протяжении десятилетий, но в последние годы стремление к развитию технологий солнечной энергии ускорилось. Начинающие инженеры-электрики должны оценить затраты и выгоды от использования концентрированной солнечной энергии, прежде чем принимать решение о специализации в этой отрасли.

Что такое солнечная энергия?

Солнечная энергия, процесс преобразования солнечных лучей в электричество, обычно осуществляется с помощью двух различных типов солнечных энергетических систем:

1. Фотоэлектрическая система — Эта система использует солнечные элементы для преобразования солнечного света непосредственно в электричество.
   • Солнечные элементы изготовлены из полупроводникового материала, и свет, который они поглощают от солнца, проходит через них, производя электричество — это называется фотоэлектрическим эффектом.
   • В фотоэлектрических системах обычно используется несколько солнечных элементов, прикрепленных к более крупной панели.
   • Фотоэлектрические солнечные системы становятся все более распространенными, потому что они являются наиболее доступным вариантом для домовладельцев для покупки, установки и обслуживания.
2. Концентрация солнечной энергии (CSP) — В этом процессе сбора солнечной энергии используются зеркала для отражения и концентрации солнечного света в одной точке, где он преобразуется в тепловую энергию или тепло.Затем тепло можно использовать для производства электроэнергии.
   • Существует четыре типа концентрирующих солнечных энергетических систем:
     • Линейная система концентратора. Солнечная энергия фокусируется в заполненной жидкостью приемной трубке, и при нагревании вращает турбину для питания генератора.
     • Система «тарелка / двигатель» — в этой меньшей и менее эффективной системе CSP используется тарелка зеркал для концентрации солнечного света на точке для нагрева жидкости, приводящей в действие двигатель, вырабатывающий электричество.
     • Система Power Tower — группа плоских зеркал отслеживает солнце и отражает солнечный свет прямо на приемник, закрепленный на высокой башне.Большинство башен работают, нагревая жидкость для питания генератора, но в некоторых экспериментальных конструкциях используются расплавленные соли для облегчения более эффективной передачи энергии.
     • Накопление тепла — Большинство систем солнечной энергии ограничены неспособностью производить энергию после захода солнца или в пасмурные дни. Системы хранения тепла позволяют солнечным энергетическим системам концентрировать тепловую энергию непосредственно в системе хранения или батарее.
   • Концентрационные солнечные энергосистемы обычно имеют большие размеры и поэтому используются в основном коммунальными предприятиями.

Каковы преимущества использования CSP?

CSP предлагает сообществу множество преимуществ. Поскольку эти системы полагаются на солнце, возобновляемый ресурс, они не загрязняют окружающую среду при производстве электроэнергии. Системы CSP могут накапливать энергию в батареях, которые можно использовать для получения энергии по запросу, что помогает системам более последовательно удовлетворять местные потребности в электроэнергии, особенно в периоды пикового использования.

Системы

CSP имеют низкие эксплуатационные расходы и вырабатывают мощность с высоким КПД.Инженеры недавно обнаружили, что определенные технологии CSP могут быть интегрированы в электростанции, работающие на ископаемом топливе, что сокращает выбросы углерода и максимизирует эффективность при переработке обоих ресурсов. Концентрация солнечной энергии в настоящее время имеет большой потенциал для изменения глобальной энергетической отрасли, и поскольку эта технология получит более широкое распространение, поскольку она продолжает совершенствоваться.

Следует ли людям остерегаться концентрации солнечной энергии?

Концентрация солнечной энергии — это экологичный и универсальный вариант, но для некоторых сообществ это не всегда лучший вариант.Первоначальные затраты на установку инфраструктуры солнечной энергии и систем хранения тепловой энергии могут быть дорогостоящими.

Без систем хранения тепловой энергии система CSP может вырабатывать энергию только в дневное время, когда доступна солнечная энергия. Когда система CSP является основным источником энергии для сообщества, жители могут испытывать периодические отключения электроэнергии, если производство энергии ограничивалось постоянной пасмурной погодой.

Помимо высокой стоимости и ограничений производительности, системы CSP имеют и другие недостатки.Покрытие больших площадей солнечными батареями может нанести ущерб среде обитания диких животных или способствовать вырубке лесов. Кроме того, производство солнечных панелей производит много сильнодействующих парниковых газов, которые могут внести значительный вклад в глобальное потепление.

Как только эти проблемы будут решены, концентрирование систем солнечной энергии может найти применение в странах по всему миру.

Правительство США поддерживает концентрирующие солнечные энергосистемы

Согласно данным энергетики,

электростанций CSP могут производить достаточно энергии, чтобы поддерживать 70 000 домов.gov, что делает их жизнеспособным решением для замены ископаемого топлива.

Министерство энергетики США активно работает над снижением стоимости систем CSP к 2020 году. По мере того, как эти системы становятся более доступными, они надеются, что системы CPS будут поэтапно внедряться в инженерные сети по всему миру, что может снизить выбросы углерода без значительного снижения темпов производства энергии. .

Правительство США предлагает стимулы для компаний, использующих солнечные энергетические системы, потому что они осознают ценность использования устойчивых и возобновляемых источников энергии для обеспечения страны энергией.Получив степень магистра в области электротехники, инженеры могут усовершенствовать свои знания в области проектирования систем солнечной энергии и создать новые идеи для развития технологий солнечной энергетики.

Узнать больше

В Инженерно-технологическом колледже Русса выпускники онлайн-программы магистра наук в области электротехники обладают навыками исследования, проектирования, разработки и тестирования новых технологий и промышленных приложений, а также для того, чтобы позиционировать себя в качестве лидеров.

Дополнительная литература

3 Примеры использования экологичных сетей

Источники:

Energyinformative.org, «За и против солнечной энергии»
SEIA.org, «Концентрация солнечной энергии»
Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, «Работа с нами»
Energy.gov, «Концентрация солнечной энергии»

Плюсы и минусы солнечной тепловой энергии

В этой статье мы рассмотрим плюсы и минусы солнечной тепловой энергии. Если вас больше интересует солнечная энергия в целом, у нас есть более общая статья, посвященная этой теме.

Солнечная тепловая энергия использует солнце для нагрева жидкости (например, воды). Эта технология в основном используется для обеспечения горячего водоснабжения. Однако мы также можем использовать его в промышленных масштабах для производства электроэнергии.

Давайте теперь посмотрим на различные преимущества и недостатки солнечной энергии, в частности.

Плюсы Solar Thermal

Большинство преимуществ солнечной тепловой энергии совпадают с преимуществами солнечной энергии. Однако, когда речь идет о солнечной тепловой энергии, существует ряд уникальных преимуществ.

1. Возобновляемая

Солнечная тепловая энергия является возобновляемой и устойчивой, а это означает, что она никогда не иссякнет. Мы можем использовать его до тех пор, пока будет светить солнце — по данным НАСА, это примерно еще 5 миллиардов лет.

Невозобновляемые источники энергии (такие как уголь, нефть и газ) однажды закончатся. Именно здесь солнечная энергия имеет ключевое преимущество. Мы всегда сможем использовать его для нагрева воды.

2. Снижает зависимость от ископаемого топлива

Похоже на наше первое преимущество заключается в том, что солнечная энергия может снизить нашу зависимость от ископаемого топлива.Этот аспект играет ключевую роль в продлении срока службы невозобновляемых источников энергии для использования будущими поколениями.

Снижение нашей зависимости от ископаемого топлива также помогает повысить энергетическую безопасность и защитить нас от колебаний цен на конечный товар. По мере того, как мы израсходуем оставшиеся запасы ископаемого топлива, они, вероятно, станут дороже.

3. Солнечная энергия экологически безопасна

Как и солнечная энергия, солнечная энергия не наносит вреда окружающей среде.Мы можем использовать его для нагрева воды, не сжигая природные ресурсы. Это снижает уровень выбросов парниковых газов в атмосферу.

Используя больше солнечных тепловых технологий, мы можем помочь сократить выбросы углерода, улучшить качество воздуха и уменьшить влияние изменения климата.

4. Solar Thermal снижает счета за отопление

Так же, как солнечная энергия может снизить счета за электричество, солнечная тепловая энергия может снизить ваши счета за отопление. Это верно в тех случаях, когда вы можете использовать второй источник энергии для нагрева воды (например, природный газ.)

В тех случаях, когда вы используете электричество для нагрева воды, солнечная энергия может помочь вам сэкономить на счетах за электричество.

5. Совместимость с солнечными панелями

Поскольку солнечная энергия нагревает воду, а солнечные фотоэлектрические установки (солнечные фотоэлектрические системы) вырабатывают электроэнергию, вы можете получить выгоду от установки обеих систем. Когда вы объединяете обе технологии, вы значительно сокращаете свои счета за электроэнергию.

6. ​​Требуется мало места

Бытовые солнечные системы горячего водоснабжения занимают мало места, и вы часто найдете их установленными на крышах домов.Это избавляет от необходимости устанавливать солнечные тепловые коллекторы в других частях вашего дома (например, в саду).

7. Дешево в эксплуатации

Хотя установка солнечных систем горячего водоснабжения может быть дорогостоящей, они относительно дешевы в эксплуатации. Хотя они требуют большего обслуживания, чем солнечные фотоэлектрические системы, они по-прежнему не требуют особого обслуживания.

8. Установленные технологии

Эта технология хорошо зарекомендовала себя и восходит к 1896 году, когда в США впервые было изобретено солнечное нагревание воды.Хотя первые солнечные тепловые коллекторы были очень примитивными, технология за эти годы прошла долгий путь. На этом веб-сайте есть отличная статья об истории солнечной тепловой технологии.

9. Может обеспечить возврат инвестиций

Солнечные системы тепловой энергии могут обеспечить окупаемость инвестиций (ROI) в течение всего срока их службы. Это связано с тем, что вы сэкономите на счетах за отопление воды. Эта экономия, вероятно, превысит стоимость вашей системы.

10.Может также генерировать энергию

Со всеми этими разговорами о системах горячего водоснабжения вы можете подумать, что солнечной энергии нет места в электроэнергетике, но вы ошибаетесь. Солнечные тепловые электростанции действительно существуют, что позволяет коммунальным предприятиям использовать эту технологию для производства электроэнергии.

Электростанции, использующие солнечную тепловую технологию, будут концентрировать солнечные лучи для нагрева жидкости. Затем тепло этой жидкости будет передано воде до точки кипения.Это производит пар, который затем может приводить в действие турбину для выработки энергии.

Из-за того, что солнечная тепловая электростанция занимает много места, ей не место в жилых помещениях (в отличие от солнечных панелей).

Солнечные тепловые минусы

Как и в случае с преимуществами, большинство недостатков солнечной тепловой энергии совпадают с недостатками солнечной энергии. Однако эта технология имеет ряд уникальных недостатков.

1. Установка стоит дорого

Как и солнечные батареи, установка солнечных систем горячего водоснабжения стоит дорого.Хотя эта технология по-прежнему дешевле, чем солнечные фотоэлектрические панели, вы, вероятно, столкнетесь с дополнительными расходами во время установки. Эти расходы могут включать следующее:

• Сантехнические работы
• Установка резервуаров для хранения
• Интеграция систем теплообмена

Традиционные системы водяного отопления намного дешевле в установке, но для работы требуются обычные источники энергии. К сожалению, первоначальная стоимость солнечной горячей воды является определяющим фактором, который делает эту технологию недоступной для многих из нас.

2. Нельзя использовать ночью

Солнечные тепловые системы нельзя использовать в ночное время. Это один из основных недостатков технологий солнечной энергетики. Однако вы можете сохранить горячую воду для дальнейшего использования, но у этого процесса есть свои недостатки.

3. Горячую воду нельзя хранить долго

Хотя горячую воду можно хранить, ее необходимо поддерживать определенной температуры, и она должна быть готова к использованию. В системах горячего водоснабжения используются частые циклы для поддержания подходящей температуры воды.Проблема с солнечными тепловыми системами в том, что они не могут делать это ночью.

В результате этого недостатка, если ваша система не имеет всплывающего или резервного нагревателя, у вас, скорее всего, закончится горячая вода через несколько часов после захода солнца. Солнечные фотоэлектрические системы, с другой стороны, способны накапливать электроэнергию в аккумуляторных батареях для использования в течение ночи.

4. Солнечная энергия зимой менее эффективна

Ни для кого не секрет, что зимой солнечной энергии меньше, чем летом.Хотя этот недостаток относится как к солнечной энергии, так и к солнечной горячей воде, он еще более важен для последней.

5. Ограниченное количество установщиков

Солнечные фотоэлектрические технологии гораздо более популярны, чем солнечные батареи для горячего водоснабжения. В результате количество специалистов по установке солнечных тепловых систем ограничено.

Хотя этот недостаток становится менее серьезным по мере того, как все больше домовладельцев начинают использовать солнечные системы горячего водоснабжения, он все еще применим сегодня.

6. ​​Бытовые солнечные тепловые системы не могут вырабатывать электроэнергию

Из-за земли и инвестиций, необходимых для солнечной тепловой энергии, он не подходит для использования в домашних условиях. Солнечные фотоэлектрические системы, с другой стороны, могут вырабатывать электроэнергию для дома. Затем его можно было использовать для питания системы электрического отопления и / или горячего водоснабжения.

Сводка

Итак, вот и наш список плюсов и минусов солнечной тепловой энергии. Давайте подведем итоги тому, что мы узнали.

Есть множество областей, где мы можем извлечь выгоду из солнечных систем горячего водоснабжения.Они не только полезны для окружающей среды, но также могут помочь снизить наши счета за электроэнергию.

При выборе инвестиций в технологии возобновляемой энергии всегда следует учитывать обе стороны дебатов. Ключевые недостатки солнечной тепловой энергии включают первоначальную стоимость установки технологии и тот факт, что она работает с перерывами между дневным и ночным временем.

Независимо от того, являетесь ли вы сторонником солнечных технологий или нет, ясно, что преимущества солнечной энергии намного перевешивают недостатки.

Преимущества и недостатки солнечной энергии

Я некоторое время слежу за публикацией в Wiki Answers о преимуществах и недостатках солнечной энергии и хотел бы поделиться результатами. Обсуждение началось некоторое время назад и получило много отзывов. Вот результаты.

Преимущества:

1. Солнечная энергия не загрязняет окружающую среду и не вызывает выбросов парниковых газов после установки
2. Снижение зависимости от иностранной нефти и ископаемого топлива
3. Возобновляемая чистая энергия, доступная каждый день в году, даже в пасмурные дни вырабатывается немного энергии
4. Возврат инвестиций в отличие от оплаты коммунальных услуг
5. Практически не требует обслуживания, поскольку солнечные батареи служат более 30 лет
6. Создает рабочие места, нанимая производителей солнечных панелей, установщиков солнечных батарей и т. Д.а в свою очередь помогает экономике
7. Избыточная мощность может быть продана обратно электроэнергетической компании при отключении сети
8. Возможность работать без электросети, если всей вырабатываемой электроэнергии достаточно для дома / здания
9. Может быть установлен практически в любом месте; в поле на дом
10. Используйте батарейки для хранения дополнительной энергии для использования ночью
11. Солнечная энергия может использоваться для обогрева воды, электричества домов и зданий, даже для автомобилей
12. Безопаснее, чем традиционный электрический ток
13. Эффективность всегда повышается, поэтому солнечные батареи того же размера, которые доступны сегодня, станут более эффективными завтра
14. Эстетика улучшается, что делает солнечную батарею более универсальной по сравнению со старыми моделями; я.е. печать, гибкая, солнечная черепица и др.
15. Доступны федеральные субсидии, налоговые льготы и программы скидок для покрытия первоначальных затрат
16. Нет необходимости в рытье траншей, так как солнечная батарея может находиться рядом или на месте установки

Недостатки:

1. Высокие начальные затраты на материалы и установку и длительный срок окупаемости (однако, с уменьшением стоимости солнечной энергии за последние 10 лет, солнечная энергия становится более рентабельной с каждым днем)
2. Требуется много места, так как эффективность еще не 100%
3. Нет солнечной энергии ночью, поэтому требуется большой аккумуляторный блок
4. Некоторые люди думают, что они уродливы (я точно не из таких!)
5. Устройства, которые работают напрямую от постоянного тока, дороже
6. В зависимости от географического положения размер солнечных панелей зависит от одного и того же источника энергии
7. В пасмурные дни не так много энергии
8. Массовое производство солнечных панелей не производится из-за отсутствия материалов и технологий, позволяющих снизить стоимость и сделать их более доступными (это начинает меняться)
9. Автомобили, работающие на солнечных батареях, не обладают такой же скоростью и мощностью, как обычные автомобили, работающие на газе (это тоже начинает меняться)
10. Снижение производства солнечной энергии в зимние месяцы

Ежедневно на Землю падает больше солнечной энергии, чем нынешнее население может использовать за год.Давайте продолжим работать, чтобы использовать эту великую силу и найти ей хорошее применение. С ростом эффективности, ежедневным снижением цен и экспериментированием с новыми технологиями будет интересно посмотреть, где мы находимся в солнечной отрасли в ближайшие пару лет. Как вы думаете, каким будет будущее?

^{Примечание редактора: этот пост был первоначально опубликован в январе 2012 года и был полностью переработан и обновлен для обеспечения точности и полноты.}

32 Плюсы и минусы солнечной энергии, которые необходимо знать

«Мой дом работает от солнечной энергии. Я говорю республиканцам: «Вы можете ненавидеть субсидии — я тоже ненавижу субсидии — но вы не можете ненавидеть солнечные батареи».

Томас Мэсси, политик

Солнечную энергию можно определить как тепло и лучистый свет солнца, которые можно использовать для производства энергии.

Чтобы люди могли использовать солнечный свет, используются различные технологии, такие как фотоэлектрические, солнечное отопление, солнечная архитектура и солнечная тепловая энергия.

Солнечная энергия считается одним из наиболее многообещающих возобновляемых источников энергии, поскольку она может значительно улучшить наш глобальный экологический след и, следовательно, может также способствовать замедлению глобального потепления.

Однако у солнечной энергии есть и существенные недостатки. В этой статье рассматриваются все важные плюсы и минусы солнечной энергии.

1. Стабильный уровень цен по сравнению с другими источниками энергии
2. Стоимость единицы энергии равна нулю после единовременного вложения
3. Солнечная энергия — возобновляемый источник энергии
4. Солнечная энергия — проверенная технология с долгая история
5. Солнечная энергия устойчива буквально до скончания веков
6. Самый эффективный источник энергии для отдаленных районов
7. Солнечные панели можно использовать во всем мире
8. Солнечная энергия доступна круглый год долго и может храниться
9. Солнечная энергия может быть дешевой
10. Солнечная энергия, вероятно, станет еще дешевле в будущем
11. Солнечная энергия может генерироваться бесшумно по сравнению с другими источниками энергии
12. Люди, которые не нет места для солнечных батарей, можно присоединиться к «солнечным сообществам»
13. Installa Установка на крышах довольно компактна
14. Низкие затраты на техническое обслуживание и усилия
15. Налоговые преимущества солнечной энергии
16. Солнечная энергия может считаться достаточно экологически чистой
17. Хорошее чувство, чтобы производить свою собственную электричество
18. Поддержка вашего местного сообщества с помощью общественной солнечной фермы

Солнечная энергия может считаться вполне безопасной, когда речь идет о будущих изменениях цен по сравнению с другими видами энергии.Многие виды энергии, особенно те, которые зависят от ископаемого топлива, станут в будущем довольно дорогими, поскольку цена обычно определяется спросом и предложением.

Если спрос останется неизменным, но предложение станет ниже из-за сокращения ресурсов, цены на энергию, связанную с ископаемым топливом, скорее всего, вырастут.

Напротив, поскольку солнечный свет не станет меньше, а скорее останется неизменным, цены на энергию, связанную с солнечной энергией, останутся довольно постоянными.

Хотя для первоначального производства солнечных панелей необходимо использовать некоторые дефицитные элементы, необходимые количества довольно низкие по сравнению с сроком службы солнечных панелей.

Следовательно, солнечная энергия, вероятно, будет довольно стабильной в отношении цен на энергию по сравнению с другими источниками энергии.

Еще одним преимуществом солнечной энергии является то, что стоимость единицы произведенной энергии буквально равна нулю. Помимо первоначальных затрат на установку солнечных панелей и хранилища, энергия может производиться без дополнительных затрат, поскольку никто не будет взимать с вас плату, если вы используете наше солнце для производства энергии 😉. Таким образом, в долгосрочной перспективе солнечная энергия может быть довольно экономичным решением по сравнению с другими источниками энергии.

Солнечная энергия может рассматриваться как возобновляемый источник энергии. Хотя для производства солнечных панелей и хранения энергии необходим некоторый материал, солнечная энергия считается возобновляемой энергией, которая будет иметь большое значение в процессе перехода от ископаемых к экологически чистым источникам энергии.

Несмотря на то, что использование солнечной энергии стало популярным в последние десятилетия, истоки солнечной энергии восходят к началу 19 века.

Следовательно, солнечная энергия имеет долгую историю, и к тому времени было проведено множество исследований.

Таким образом, солнечная энергия может рассматриваться как заслуживающая доверия и надежная технология.

Поскольку наше Солнце, вероятно, будет иметь более продолжительную жизнь, чем человеческий вид, энергия Солнца будет использоваться в человеческих целях до конца истории. Таким образом, человечество может быть уверено, что солнечная энергия достаточно долгое время является надежным источником энергии.

Солнечная энергия может быть очень важным источником энергии, особенно в отдаленных районах, где отсутствует хорошая инфраструктура и отсутствует связь с районами больших городов.Представьте, что вы живете довольно далеко, посреди пустыни, и у вас нет возможности получать электроэнергию от местных учреждений.

Таким образом, например, вы не сможете пользоваться электронными устройствами или светом в своем доме. Вашим единственным решением для производства электроэнергии, вероятно, будет солнечная энергия.

Таким образом, в отдаленных регионах солнечная энергия может рассматриваться как жизненно важный источник энергии, позволяющий людям оставаться на связи с внешним миром.

Независимо от технического прогресса страны или общих условий жизни люди во всем мире могут использовать солнечную энергию.Даже если бы солнечные панели не были доступны в довольно бедных странах, люди могли бы заказывать их из-за границы из-за прогресса в глобализации, который наше глобальное общество пережило за последние десятилетия. Следовательно, солнечная энергия доступна почти каждому населению на нашей планете.

Хотя солнечная энергия не может производиться каждый день из-за облаков или дождей, снабжение энергией может быть обеспечено за счет использования накопителей энергии для солнечной энергии.

Таким образом, энергия, производимая в солнечные дни, может быть сохранена, а также использована в дождливые дни, когда производство электроэнергии невозможно с помощью систем солнечной энергии.

В зависимости от солнечной энергетической системы солнечная энергия может быть довольно дешевой по сравнению с другими источниками энергии. Солнечная энергия может быть дешевле, чем традиционные источники энергии, особенно в районах с высокими налогами на ископаемое топливо.

Несмотря на то, что уже было проведено множество исследований в области солнечной энергии, вполне вероятно, что наш технический прогресс будет продолжаться, и это, вероятно, также приведет к снижению цен на солнечную энергию, что сделает ее еще более привлекательной для людей. инвестировать в солнечную энергию.

По сравнению с другими источниками энергии, производство солнечной энергии вообще не связано с шумом. Помимо первоначальной установки солнечных панелей на крыше, ваша солнечная система будет вырабатывать много энергии в течение довольно долгого времени, не вызывая шумового загрязнения.

Еще одно преимущество солнечной энергии состоит в том, что вам даже не нужно иметь место для солнечных батарей. Если вы не живете в доме, вы все равно можете воспользоваться преимуществами солнечной энергии, присоединяясь к сообществам, которые часто называют солнечными фермами.

Эти фермы обычно производят большое количество энергии, которая затем передается солнечному сообществу, так что каждый получает свой кусок энергии.

Таким образом, если у вас нет места для солнечных батарей, солнечные сообщества могут быть хорошей альтернативой, если вы все же хотите уменьшить свой экологический след.

Если у вас есть дом, солнечные панели можно считать довольно компактными, поскольку они могут быть буквально установлены на вашей крыше и не будут занимать дополнительное место для хранения вокруг вашего дома (кроме накопителя энергии).

Следовательно, это делает солнечную энергию весьма удобной, поскольку для установки устройств не требуется много места для хранения.

Поскольку солнечные панели в среднем довольно долговечны, затраты на обслуживание довольно низкие. Таким образом, после правильной установки вы можете пользоваться своей солнечной системой в течение довольно долгого времени, не беспокоясь о высоких затратах на техническое обслуживание или других усилиях по техническому обслуживанию, которые могут потребоваться для других устройств для выработки электроэнергии.

Во многих странах также существуют значительные налоговые льготы, связанные с установкой устройств, использующих возобновляемые источники энергии.Таким образом, в этих странах существует дополнительный финансовый стимул для перехода с обычной энергии на солнечную, особенно если у вас есть дом, и установка солнечных панелей благодаря этому довольно удобна и экономична.

Помимо первоначального производства солнечных панелей и аккумуляторов солнечной энергии, практически отсутствует дополнительное загрязнение, связанное с производством солнечной энергии.

Таким образом, солнечная энергия может рассматриваться как один из самых чистых и экологически чистых источников энергии, который достаточно развит, чтобы доставлять серьезные объемы электроэнергии, которые в настоящее время есть на нашей планете.

Помимо финансовых плюсов, может быть интересно производить собственное электричество.

Вы можете рассматривать этот проект как своего рода вызов и можете быть вполне счастливы, когда вы, наконец, добьетесь того, чтобы производить собственное электричество, так что вы можете быть независимыми от коммунальной системы электроснабжения.

Это также может дать вам чувство безопасности, поскольку вы знаете, что даже при выходе из строя энергосистемы местного сообщества вы все равно сможете обеспечить себя электроэнергией.

Если вы владеете большой площадью земли, вы также можете рассмотреть возможность открытия собственной солнечной фермы, с помощью которой вы сможете снабжать многие домохозяйства электричеством от солнечной энергии и, следовательно, оказывать еще большее положительное воздействие на окружающую среду.

Однако строительство целой солнечной фермы может быть довольно дорогостоящим, и вам следует подумать о том, чтобы проконсультироваться с опытными людьми в этой области, чтобы защитить себя от огромных затрат и рисков.

1. Первоначальное производство солнечных панелей подразумевает значительное загрязнение
2. Высокие первоначальные затраты на солнечные панели
3. Накопители солнечной энергии могут быть дорогими
4. Интенсивность солнечного света меняется в течение года
5. Солнечная энергия не может быть генерируется в ночное время
6. Вам может потребоваться помощь в правильной установке солнечных панелей
7. Загрязнение, такое как сильный смог, может снизить производство энергии от солнечных панелей
8. Пространства на вашей крыше может быть недостаточно для удовлетворения ваших потребностей в электроэнергии
9. Солнечные фермы нуждаются в больших земельных участках
10. Некоторые ресурсы, необходимые для производства солнечной энергии, весьма скудны
11. Солнечные панели подразумевают производство опасных отходов
12. Солнечные панели часто нельзя перемещать в новый дом
13. Солнечные панели различаются по q качество
14. Многие люди считают солнечные панели внешне непривлекательными

Несмотря на отсутствие прямых экологических затрат после установки солнечных панелей, первоначальная установка и производство солнечных панелей подразумевает использование драгоценных ресурсов, а также вносит свой вклад к нескольким видам загрязнений.

Следовательно, солнечная энергия также не является полностью зеленой. Тем не менее, по сравнению с другими источниками энергии, он по-прежнему может считаться одним из самых зеленых источников энергии на нашей планете.

Кроме того, первоначальные затраты на солнечные панели могут быть довольно высокими. В зависимости от марки и качества солнечных панелей первоначальная установка систем солнечных панелей может стать финансовым бременем.

Однако со временем эти высокие первоначальные затраты часто превышаются за счет экономии на традиционной энергии за счет использования солнечной энергии.

Таким образом, хотя первоначальная покупка солнечных панелей сопряжена с финансовым бременем, в долгосрочной перспективе выгоды часто намного выше.

Подобно высоким первоначальным затратам на сами солнечные панели, также могут быть значительными затраты на устройства хранения солнечной энергии. Тем не менее, вся система в долгосрочной перспективе часто амортизируется и часто приводит к финансовым улучшениям в течение срока службы солнечной системы.

Следовательно, не стоит бояться высоких начальных затрат, а лучше производить расчеты на долгую перспективу.

Поскольку здесь не только хорошая погода, в зависимости от региона, может быть много дней или даже недель с дождем или облаками, и ваши солнечные панели не смогут вырабатывать достаточно электроэнергии.

Таким образом, в дождливые периоды у вас может закончиться электричество. Однако эту проблему можно решить, используя устройства для экономии энергии.

С помощью этих устройств вы сможете накапливать энергию, производимую в солнечные периоды, в дождливые дни, чтобы вы могли постоянно использовать энергию, производимую вашей солнечной системой, независимо от текущих погодных условий.

Одним из недостатков солнечной энергии является то, что ее нельзя вырабатывать ночью. Таким образом, половина дня практически не подходит для производства солнечной энергии. Другие альтернативные источники энергии, такие как энергия ветра, смогут генерировать энергию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, поскольку ветер также доступен в ночное время.

Однако количество энергии, которое может быть произведено в дневное время, часто бывает достаточным для удовлетворения энергетических потребностей всей семьи. Таким образом, не так критично, что половину дня нельзя использовать для выработки электроэнергии.

Если у вас нет технических талантов, вам может понадобиться помощь в установке солнечных батарей. Вы можете спросить свою семью или друзей, могут ли они помочь вам установить солнечную энергетическую систему. Вы также можете заплатить компании за установку.

Еще один интересный способ, которым вы можете многому научиться и который также может быть интересным, — это использовать руководство для самостоятельной установки солнечных панелей. У DIY есть то преимущество, что вы многому научитесь, а также лучше подготовитесь на случай, если возникнет необходимость в ремонте.

В районах с высоким уровнем загрязнения воздуха и смога солнечные панели не смогут вырабатывать столько электроэнергии по сравнению с районами с хорошим качеством воздуха.

Следовательно, если вы живете в районах с высоким уровнем загрязнения, вы можете спросить эксперта, является ли солнечная энергия правильным способом обеспечения вашего энергоснабжения.

Если вы потребляете большое количество энергии, вы не сможете производить достаточно энергии с помощью солнечных панелей на крыше. Это особенно верно, если у вас есть бизнес, которому нужны большие машины, и вы работаете из дома.

В этом случае вам следует проконсультироваться или получить информацию через другие средства массовой информации, чтобы обеспечить электроснабжение.

Хотя солнечная энергия может рассматриваться как один из самых экологически чистых источников энергии, производство солнечной энергии с помощью солнечных ферм также может иметь серьезные недостатки. Для солнечных ферм должны использоваться большие площади земли, что, в свою очередь, часто подразумевает разрушение среды обитания для различных животных и растений.

Более того, эти площади больше не могут использоваться для производства продуктов питания или для других важных целей.Таким образом, ваша крыша должна быть предпочтительнее присоединения к солнечным фермам в качестве подходящего места для солнечных панелей.

Некоторые компоненты солнечных панелей сделаны из ограниченных ресурсов, что может способствовать истощению ресурсов в долгосрочной перспективе. Однако количества, необходимые для производства солнечных панелей, обычно довольно низкие, что делает солнечную энергию по-прежнему одним из самых экологически чистых источников энергии.

Некоторые элементы систем солнечных батарей также сделаны из опасных материалов, которые потенциально могут загрязнить окружающую среду.Таким образом, крайне важно утилизировать солнечные панели надлежащим образом, чтобы эти вредные компоненты не могли загрязнять наши экосистемы.

Если вы не владеете своим домом, но снимаете его, вы часто не сможете взять с собой солнечные панели, так как установка и демонтаж будут довольно трудоемкими и могут также потребовать довольно больших затрат.

Таким образом, очень важно, чтобы вы заключили соглашение с арендодателем, в котором предусмотрены возможные компенсации.

Таким образом, вы можете быть уверены, что не потратите много денег на первоначальную установку, если знаете, что не получите компенсации в случае переезда в другой дом.

Как и многие другие продукты, системы солнечных батарей также значительно различаются по качеству. Поэтому для снижения затрат и усилий на техническое обслуживание крайне важно, чтобы вы знали о лучших солнечных панелях на рынке. Даже если лучшие из них будут дороже в краткосрочной перспективе, они могут сэкономить вам много денег в долгосрочной перспективе.

Помимо финансовых и экономических недостатков, многие люди также считают солнечные панели на крышах довольно непривлекательными и из-за этого могут чувствовать себя обеспокоенными.Однако по сравнению с другими нашими источниками энергии солнечная энергия подразумевает один из наименьших уровней визуального загрязнения.

Подумайте о выбросах электростанций или размере ветряных колес. Вы бы предпочли жить рядом с этими генерирующими устройствами? Таким образом, солнечные панели можно рассматривать как наименьшее зло в отношении визуального загрязнения по сравнению с альтернативами.

Солнечная энергия является одним из самые многообещающие технологии, когда речь идет о нашем будущем энергоснабжении.Есть много преимуществ солнечной энергии. После установки солнечных батарей это практически бесплатный источник энергии.

Кроме того, его можно установить на крышах домов, что делает его довольно компактным. Таким образом, для многих частных лиц солнечная энергия может быть правильным путем, особенно когда мы смотрим в будущее.

Высокие цены на ископаемые источники энергии сделают довольно привлекательным переход на экологически чистые источники энергии и независимость от ископаемого топлива и официальных институтов.

Несмотря на то, что у солнечной энергии есть некоторые недостатки, эти недостатки довольно малы по сравнению с огромными преимуществами, которые солнечная энергия несет как для людей, так и для человечества.

Источники

https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_energy

https://www.seia.org/initiatives/about-solar-energy

https://www.nationalgeographic. com / environment / global-warming / solar-power /

Об авторе

Меня зовут Андреас, и моя миссия — информировать людей всех возрастов о наших экологических проблемах и о том, как каждый может внести свой вклад в их решение .