Effizienz von Solarmodulen zur Energieeinsparung

Im Gegensatz zu den leistungsstarken und teuren Heizsystemen, mit denen normale Häuser ausgestattet sind, verbrennt ein energieeffizientes Haus keinen Brennstoff und wandelt Strom aus dem Netz nicht in Wärme um (außer bei kritischen Temperaturabfällen). Ein solches Haus hält – dank sorgfältiger Wärmedämmung, Rekuperationslüftung und der optimalen Lage des Gebäudes – die sogenannte Passivwärme dauerhaft in sich. Und alles kann als Quelle dieser passiven Energie genutzt werden:

• direktes Sonnenlicht, das durch Fenster eindringt;
• Wärme, die von Haushaltsgeräten, aber auch von Bewohnern und Haustieren erzeugt wird;
• und natürlich Geräte, deren Hauptfunktion darin besteht, das Haus mit Sonnenenergie zu versorgen: Sonnenkollektoren (Batterien), über die wir sprechen werden.

Sonnenkollektoren fügen sich harmonisch in ein Passivhaus ein, da sie das Grundprinzip seines Baus voll und ganz respektieren: die Nutzung erneuerbarer Energie aus der Umwelt.

Das Funktionsprinzip von Solarmodulen und ihr Zusammenspiel mit anderen Heimsystemen

• Der Betrieb von Solarmodulen basiert auf der Umwandlung der Wärmestrahlung, die auf die Siliziumwafer trifft, in elektrische Energie;
• Mit Sonnenkollektoren können Sie Sonnenenergie zum Betrieb von Haushaltsgeräten, Lüftungsanlagen und (teilweise) Heizungen nutzen;
• Wenn die Kapazität der Solarmodule größer ist als der Haushaltsbedarf, kann die überschüssige Energie in Systemen zur Speicherung und Umwandlung von Strom genutzt werden.
• Wenn der Strombedarf die Kapazität der Module übersteigt, kann der fehlende Teil aus dem Netz (Option Netzwerk-Solarstation) oder von einem Flüssigbrennstoffgenerator (autonome Solarstation) bezogen werden.

Arten von Solarmodulen

Die Klassifizierung von Photovoltaikanlagen erfolgt nach den Kriterien der verwendeten Materialien und Bauformen. Solarbatterien sind:

• In Form von Siliziumplatten (die gebräuchlichsten, leistungsstärksten und teuersten), Wirkungsgrad - bis zu 22 %; Sie werden in drei Untertypen hergestellt: monokristallin (am zuverlässigsten), polykristallin und amorph; in den ersten beiden Positionen wird reines Silizium verwendet, in der dritten Silizium Wasserstoff, der auf das Substrat aufgebracht wird;
• Film – hergestellt aus Cadmiumtellurid, Kupfer-Indiumselenid und Polymeren. Sie haben einen niedrigeren Preis, aber auch eine geringere Leistung (Wirkungsgrad 5-14 %). Um die Batterie an den „Appetit" des Hauses anzupassen, muss daher die Fläche vergrößert werden, die die Strahlung empfängt.

Die Verbrauchereigenschaften von Solarmodulen werden durch folgende Merkmale beschrieben:

• Leistung.Je größer die Fläche des Solarpanels, desto größer ist seine Leistung; Um im Sommer eine Energiemenge von 1 kWh/Tag zu erzeugen, werden ca. 1, 5 m2 Solarpaneele benötigt. Die effizienteste Leistung entsteht, wenn die Strahlen senkrecht auf die Batterieoberfläche fallen, was nicht ständig garantiert werden kann, sodass eine Änderung der Leistung des Panels während der Tageslichtstunden ein natürlicher Vorgang ist. Um sicherzustellen, dass Sie im Frühjahr und Herbst die nötige Energiemenge erhalten, müssen Sie dieser Fläche etwa 30 % hinzufügen;
• Effizienz(Wirkungsgrad) moderner Solarmodule – im Durchschnitt etwa 15–17 %;
• Batterielebensdauer und Leistungsverlust im Laufe der Zeit. Hersteller geben in der Regel eine Garantie für den Betrieb von Solarmodulen für 25 Jahre und versprechen in diesem Zeitraum eine Leistungsreduzierung von nicht mehr als 20 % des Originals (bei einigen Herstellern variiert die Dauer zwischen 10 und 25 Jahren). eine garantierte Leistungsreduzierung von höchstens 10 %. Kristalline Module sind am langlebigsten, ihre geschätzte Lebensdauer beträgt 30 Jahre. Die weltweit erste Solarbatterie ist seit über 60 Jahren in Betrieb. Der Rückgang der Produktion von Solarmodulen selbst ist hauptsächlich auf die allmähliche Zerstörung der Versiegelungsfolie und die Trübung der Schicht zwischen Glas und Solarzellen zurückzuführen – aufgrund von Feuchtigkeit, ultravioletter Strahlung und Temperaturschwankungen;
• Batterie im Lieferumfang enthalten, das den Betrieb des Panels nachts gewährleistet, ist eine gute Ergänzung zu den Fähigkeiten des Solargenerators. Die Batterie hält in der Regel weniger als das Solarmodul selbst, durchschnittlich 4-10 Jahre;
• Zusätzliche Knoten verfügbar– als Spannungsstabilisator, Batterieladeregler und Wechselrichter (DC-AC-220-V-Wandler für den Heimgebrauch) erleichtern sie die Bedienung des Geräts und seine Integration in das „Smart Home"-System;
• Batteriekosten– hängt direkt von seiner Fläche ab: Je leistungsfähiger das Gerät, desto teurer ist es. Darüber hinaus sind im Ausland hergestellte Module sogar günstiger als inländische, da Solarmodule dort beliebter sind als bei uns. Beim Vergleich der Preise unserer und importierter Geräte ist es jedoch zunächst notwendig, die Betriebseffizienz von Solarmodulen miteinander zu vergleichen – hier erhalten inländische Hersteller gute Effizienzindikatoren – bis zu 20 %.

Auswahl und Einsatz von Photovoltaikbatterien

Bei der Auswahl von Solarmodulen für ein Privathaus kommt es vor allem auf die Belastung an, die sie tragen müssen. Darüber hinaus ist es notwendig, sich auf die Geometrie des Hauses und die Planung vorbeugender Wartungsmaßnahmen zu beziehen, die zusammen eine sorgfältige Berücksichtigung der folgenden Aspekte erfordern:

• Täglicher Energieverbrauch von Geräten, die voraussichtlich mit Solarenergie betrieben werden (Raumbeleuchtung, elektrische Haushaltsgeräte, Sicherheits- und Automatisierungsgeräte usw. ). Es ist zu bedenken, dass das Laden und Entladen von Batterien ebenfalls Energie verbraucht (ca. 20 %), und dass auch zusätzliche Geräte ihre eigenen Verluste haben (z. B. bei einem Wechselrichter im Durchschnitt - 15–20 %);
• Das Verhältnis der erforderlichen Abmessungen der Arbeitsplatten zu den entsprechenden Dachflächen und deren Geometrie;
• Die Fähigkeit, die Arbeitsflächen von Batterien von Schmutz, Schnee und anderen Faktoren zu reinigen, die den Betrieb von Fotokonvertern beeinträchtigen.

Wichtige Punkte beim Betrieb von Solarmodulen

• Vermeiden Sie physische Schäden am Panel (Kratzer und Schäden an der Schutzfolie können zu Kurzschlüssen und/oder Korrosion führen);
• Bei rauen klimatischen Bedingungen empfiehlt es sich, Solarstationen mit winddichten Strukturen auszustatten;
• Regelmäßige Inspektionen, Reinigung und Wartung sind Pflicht.

Kosten und Amortisation von Solarmodulen

Für den zentralen Bereich unseres Landes erzeugt jedes Kilowatt Solarpanel-Leistung die folgende Energiemenge:

• im Sommer - 5 kWh/Tag (Mai-August);
• im Frühling und Herbst - 3-4 kWh/Tag (März-April, September-Oktober);
• im Winter - 1 kWh/Tag.

Bei der Berechnung der Kosten einer autonomen Solarstation müssen zusätzlich zu den Kosten für eine von den Modulen erzeugte Energieeinheit (ca. 60 Rubel pro 1 W) die Kosten für zusätzliche Ausrüstung berücksichtigt werden: für Befestigungselemente und Verkabelung auf Batterien, Schutzgeräte und Wechselrichter (was mindestens 5 % der Gesamtkosten ausmacht, die Preise können jedoch je nach Hersteller und Leistung erheblich variieren).

Die optimalen Kosten für eine Ganzjahres-Solaranlage werden laut Expertenempfehlungen mit der Regelung „Sommeroption plus Notstromgenerator" erzielt. Zwar muss der Generator im Frühling und Herbst eingeschaltet werden, ganz zu schweigen vom Winter (Solarbatterien sind nie dafür ausgelegt, im Winter vollständig aufgeladen zu werden).

Bei der Berechnung der Amortisationszeit einer Solaranlage wird deren Leistung mit dem zugrunde gelegten Parameter verglichen. In einer Netzsolaranlage sind dies Stromtarife; Im Fall eines autonomen Solarsystems sind dies die Kosten für die Energie, die von einem Flüssigbrennstoffgenerator erzeugt wird. Die Erstattung wird auf der Grundlage der Tatsache geschätzt, dass eine 1-kW-Solarbatterie etwa 1000 kWh Energie pro Jahr erzeugen wird.

Wenn wir davon ausgehen, dass der durchschnittliche Preis von 1 kWh Strom 5 Rubel entspricht, beträgt die Amortisationszeit einer Netzsolaranlage: 80. 000 Rubel / 5 Rubel * 1000 kWh = 16 Jahre.

Bei einer 30-jährigen Garantie für eine netzgebundene Solaranlage erfolgt die Rückerstattung (in Höhe von 5 Rubel/kWh) innerhalb von 16 Jahren und in den nächsten 14 Jahren wird der Strom kostenlos zur Verfügung gestellt.

Genau genommen wird bei einem autonomen Solarsystem die pro Jahr erzeugte Energiemenge geringer sein als die erwarteten 1000 kWh, die es mit dem Stromgenerator teilt. Für grobe Berechnungen ist es jedoch nicht erforderlich, diese Zahl zu reduzieren, um den Anstieg des spezifischen Kraftstoffverbrauchs näherungsweise zu berücksichtigen, der bei teilweiser (dh periodischer, nicht ständiger) Belastung des Generators auftritt. Die Amortisationszeit des autonomen Systems (basierend auf den Kosten der vom Flüssigbrennstoffgenerator erzeugten Energie – 25 Rubel pro 1 kWh) sieht also wie folgt aus: 150. 000 Rubel / 25 Rubel * 1000 kWh = 6 Jahre.

Neben technischen Indikatoren wird die Effizienz von Solarmodulen, die Teil eines autonomen Solarsystems sind, durch ihre Amortisationszeit von 6 Jahren bestätigt.

Die Tarife werden nicht reduziert

Die aufgeführten Beispiele für Solarenergieanlagen deuten jedoch darauf hin, dass die Tarife jetzt individuell „eingefroren" werden können und Sie mit dem Sparen beginnen können, indem Sie die Möglichkeiten von Photovoltaikmodulen nutzen. Sie müssen sie lediglich von markterprobten Markenherstellern beziehen, damit ihre Parameter sowohl im Design als auch im Betrieb vorhersehbar sind.

Und es ist besser, sich mit folgenden Themen zu befassen: Bereits in der Entwurfsphase eines hochenergieeffizienten Hauses:

• Achten Sie darauf, dass die Südfassade nicht beschattet wird.
• Auswahl des Neigungswinkels des Daches und der Arbeitsflächen der Paneele;
• richtige Ausrichtung des Hauses in Bezug auf die Himmelsrichtungen;
• verhindern die Verschattung der Arbeitsbereiche von Solarmodulen, deren Verstopfung durch Baumblätter usw.

In diesem Fall werden alle Parameter optimal miteinander verbunden und der effizienteste Betrieb der Solarmodule für ein bestimmtes Bauwerk gewährleistet.