Слънчевата енергия за строеж и ремонт на къщата

Делът на алтернативното производство в световния енергиен баланс нараства. През 2023 г. например повече от половината от електроенергията в Германия е произведена от слънчева енергия. Използването на слънчевата енергия за генериране на топлина е също толкова ефективно. Освен това днес е възможно да получавате и използвате слънчевата енергия не само в промишлен мащаб, но и у дома. Тази практика става все по-разпространена с всяка изминала година, като позволява на собствениците на жилища да спестят от поддръжката на жилищата и да станат независими от комуналните услуги и постоянно растящите тарифи.

България, страната на изгряващото слънце

Съществува мит, че слънчевите панели са полезни само в южните райони, където интензивността на слънчевата радиация е по-висока. Но практиката разказва друго. Според оценки на Bloomberg New Energy Finance делът на малките мощности за производство на слънчева енергия е повече от една трета от общото производство на слънчева енергия в света. И тази тенденция се определя от страните с развити икономики, разположени далеч от екватора.

Ярък пример за това е Китай, който понастоящем е един от световните лидери в развитието на слънчевата енергия. Към средата на 2023 г. общият капацитет за производство на енергия от слънчева енергия в тази страна достигна 154,51 GW, като 41,9 GW са от разпределено производство. Това зачерква всички аргументи за високата цена и неефективността на слънчевата енергия: китайците не могат да бъдат наречени разточителни, но те са такива.

А какво ще кажете за България?? Учени от Руската академия на науките доказаха, че метеорологичните условия в нашата страна са благоприятни за използване на слънчевата енергия и развитие на слънчевата енергетика, включително в северните ширини.

Олег Попел, председател на Научния съвет на РАН по нетрадиционни възобновяеми енергийни източници, заместник-директор на Обединения институт за високи температури на РАН„Якутия получава толкова слънчева радиация, колкото южната част на Германия. Например в Забайкалието е по-изгодно да се използва слънчева енергия, отколкото в Краснодарския край или Крим. Тук има повече слънчеви дни и слънчева радиация, отколкото в южните райони. Капацитетът на слънчевия поток в средна ивица на България варира в рамките на 100-250 W на 1 кв. км. м територия. А количеството на постъпващата слънчева радиация на север е най-малко 810 kWh на квадратен метър годишно, а на юг тази цифра достига 1400 kWh.“

Слънчева светлина във всяка крушка

Експерти твърдят, че слънчевата енергия е девет пъти по-евтина от конвенционалната. Въпреки това някои собственици на жилища, когато оценяват разходите за слънчеви панели, поставят под въпрос възвръщаемостта и ефективността им. Опитът от вече реализирани проекти ще помогне да се премахнат всякакви съмнения. Според GWSenergy средният период на възвръщане на инвестицията е от две до пет години; всичко зависи от цената на оборудването и от това колко електроенергия консумира къщата.

Нека да проверим тези данни, като направим някои прости изчисления.

Тук обаче не се отчитат разходите за свързване към електропреносната мрежа – 10-20 хил. rublли за всеки допълнителен киловат над стандартните 3 kW, и то за относително „благоденстващия“ Московски регион.

Оказва се, че слънчевите електроцентрали често се изплащат още при инсталирането си. Освен това Българските собственици на жилища скоро ще могат да продават излишната си електроенергия на комуналните услуги – Министерството на енергетиката подготвя законопроект.

Въпреки това традиционните слънчеви панели се монтират трудно. За безопасен монтаж е необходимо да се вземе предвид не само теглото на самите панели, но и на носещите елементи, а това е проблематично, ако къщата вече е построена. Освен това покривната конструкция е изложена на сериозни натоварвания от вятър и сняг, така че трябва да бъде закрепена много сериозно.

© TEGOSOLA Интегриране на соларен панел TEGOSOLA

Оригиналното решение на сложните проблеми е предложено от инженерите на компанията TEGOLA, един от водещите световни производители на покривни и хидроизолационни системи. Те са разработили иновативно покривно покритие TEGOSOLAR – гъвкава керемида с фотоволтаичен горен слой. По този начин функцията на соларната клетка се изпълнява от самия покрив, без да са необходими допълнителни конструкции. Освен това разходите за системата намаляват значително – собственикът на жилището всъщност плаща едновременно за покрива и за слънчевия панел.

Елена Серегина, представител на TEGOLA „Соларните клетки на гъвкавите керемиди TEGOSOLAR са изработени от трислоен силиций, така че произвеждат повече енергия от традиционните соларни панели, изработени от моно- и поликристален силиций. При облачно време капацитетът им е 60-65%. При второто поколение капацитетът на всеки панел е увеличен от 68 W на 136 W. Новата модификация включва 22 активни слънчеви клетки във всеки панел. Такъв покрив е устойчив на ултравиолетови лъчи и атмосферни влияния, не отразява светлината, не създава отблясъци и за разлика от традиционните панели не изисква инсталирането на специални системи за вентилация“

Удобството на TEGOSOLAR се състои в това, че той не изисква специфично решение за покрив, а може да бъде интегриран безпроблемно във всички облицовки TEGOLA и може да бъде с всякаква форма и размер. В същото време компанията предлага широка гама от гъвкави шиндли на базата на полимермодифициран APP битум. Не съдържа окислен битум, така че е безопасен и по свойства е подобен на полимерното покритие: запазва характеристиките си при нагряване от слънцето до +140 °С и има изключителна устойчивост на ултравиолетова светлина, за разлика от други видове гъвкави керемиди. За покрив, който е и слънчев панел, това е най-доброто решение.

ПРЕДИСТОРИЯ:

APP битум – специален полимер APP атактичен полипропилен модифицира структурата на битума и свързва летливите вещества, маслата и други компоненти, съдържащи се в него, като по този начин подобрява експлоатационните му характеристики. Всъщност добавянето на APP прави битума подобен на полимер, забавя стареенето и намалява податливостта на външни въздействия.

Стареене – процес на промяна на състава на битума, съпроводен с влошаване на свойствата му увеличаване на крехкостта и намаляване на водоустойчивостта . Ускорява се под въздействието на слънчевата светлина и кислорода поради разлагане на структурата увеличаване на количеството на твърдите крехки компоненти поради изветряне на смолисти вещества и масла . Степента на стареене характеризира дълготрайността на битумните материали.

Друго предимство на гъвкавите керемиди TEGOSOLAR е, че те са напълно без нужда от поддръжка. Това често е най-критичният фактор за собствениците на жилища.

Слънцето вместо нагревател

Самостоятелното електрозахранване не е единствената мечта на съвременния собственик на жилище. Друг важен фактор за разходите е отоплението – то представлява до 40-50% от оперативните разходи. Слънчевите лъчи „достигнаха“ и до този проблем: специално оборудване – слънчеви колектори – дава възможност за използване на слънчевата топлина за отопление на жилища и вода.

Технологията вече е утвърдена: капацитетът на слънчевите колектори в световен мащаб се оценява на повече от 200 GW. В Германия общата им площ е 140 м2 на хиляда души, а в Кипър – 800 м2. Това решение става популярно и сред Българските собственици на жилища.

Принципът на работа на колектора се основава на директно нагряване на циркулиращия в тръбите топлоносител. За колектор с площ 5 m2 и вместимост на резервоара 100 l температурата на водата в топлообменника може да достигне до 70 °C. Това решение няма да доведе до пълен отказ от други източници на топлина, тъй като за разлика от слънчевата електроцентрала, колекторът не може да съхранява енергия „в резерв“, а слънцето не грее през целия ден и нощ. Въпреки това тя може да намали разходите за гориво на котела с 25-80% в зависимост от годишното време.

© Покрив със слънчеви колектори TEGOLA TEGOSOLAR

От техническа гледна точка тандемът между конвенционален котел и слънчев колектор може да се осъществи чрез използването на специален дву- или триконтурен водонагревател, който захранва системата за отопление и гореща вода едновременно от два източника на топлина: конвенционален и алтернативен. Освен това има системи, които могат автоматично да превключват между източниците, като следят температурата и дебита на водата в кръговете и при необходимост включват котела за доливане.

Например Viessmann е разработила интегрирано решение, базирано на цифров контролер, кондензационен газов котел, дивалентен котел и слънчеви колектори Vitosol 300-T, които се считат за едни от най-ефективните на пазара. Състои се от система от изолирани стъклени тръби с вакуумна изолация, в които са разположени плочи за абсорбиране на топлина.

Всяка от тях е в контакт с медна тръба, пълна с незамръзваща среда, която предава топлината от абсорбера към абсорбера, който от своя страна я предава към топлообменника на колектора. Този дизайн позволява на системата да събира повече слънчева топлина и да работи дори при ниски температури. Според изчисленията на производителя колекторът може да осигури изцяло топлина и топла вода в къщата от май до септември, а през студения период спестява около 30 % от горивото.

По-голямата част от територията на България е достатъчно осветена от слънцето, за да може неговата енергия да се използва успешно за нуждите на частните домакинства, като същевременно се намаляват разходите за електроенергия и отопление. Съвременните технически решения позволяват пълна автоматизация на процеса на производство, не изискват поддръжка и специални познания за работа. Собственикът на жилище просто трябва да направи правилния избор.