1. Što je solarna energija?

Sunčeva energija je korisna energija koju proizvodi sunce i upotrebljava se u obliku električne energije ili toplinske energije. Solarnu energiju primamo na različite načine, a najčešći način je pomoću fotonaponskih solarnih kolektora koji pretvaraju Sunčevu svjetlost u struju. Osim što se upotrebljava za proizvodnju električne energije, solarna se energija često upotrebljava i za grijanje unutarnjih prostorija ili vode. Solarna energija upotrebljava se u sva tri glavna područja: u stambenom, poslovnom i društvenom.

1.1. Kako djeluje solarna energija?

Solarni panel ili solarni modul sastoji se od sloja silicijskih stanica, metalnog okvira, staklenog kućišta i ožičenja za prijenos električne energije iz silicija. Silicij je nemetal s provodnim svojstvima koja mu omogućuju apsorpciju i pretvaranje Sunčeve svjetlosti u korisnu električnu energiju. Kad svjetlost pogodi silicijsku stanicu, uzrokuje aktiviranje elektrona u siliciju i pokretanje električne struje. To je poznato kao fotonaponski efekt.

Znanost o proizvodnji električne energije sa solarnim kolektorima leži u ovom fotonaponskom učinku. Prvi ju je otkrio 1839. Edmond Becquerel, a može se promatrati kao svojstvo određenih materijala (poznatih kao poluvodiči) koji omogućuju stvaranje električne energije kada su izloženi Sunčevoj svjetlosti. Fotonaponski postupak djeluje na sljedeći način: silicijska fotonaponska solarna stanica apsorbira Sunčevo zračenje. Kada Sunčevi zrake djeluju na silicijsku stanicu, elektroni se počinju kretati i stvaraju protok električne struje. Žice zahvaćaju i opskrbljuju ovom istosmjernom (DC) električnom energijom solarni pretvarač kako bi je pretvorili u izmjeničnu (AC) električnu energiju.

1.2. Troškovi solarne energije

S povećanjem učinkovitosti solarnih kolektora troškovi solarne energije znatno se smanjuju. Samo u posljednjem desetljeću troškovi su pali za više od 60 %, a mnogi industrijski stručnjaci predviđaju da će cijene nastaviti padati u godinama koje dolaze. Osim toga, državne subvencije i poticaji dodatno pridonose smanjenju troškova solarne energije. U cijelom svijetu postoji porezna olakšica za ulaganja u solarne kolektore koja je dostupna svima koji su zainteresirani za Sunčevu energiju jer vam omogućuje da od svojih poreza oduzmete 26 % troškova instaliranja solarnog sustava. Međutim, taj poticaj neće trajati vječno jer istječe 2024. godine.

1.3. Solarna energija je obnovljivi izvor energije

Solarna energija je čist i jeftin obnovljivi izvor energije koji se može iskoristiti gotovo bilo gdje u svijetu – bilo koja točka u kojoj Sunčeva svjetlost pogodi Zemljinu površinu potencijalno je mjesto za proizvodnju Sunčeve energije. A budući da Sunčeva energija dolazi od Sunca, ona predstavlja neograničeni izvor energije. Tehnologije obnovljive energije proizvode električnu energiju iz beskonačnih izvora. Usporedite, na primjer, proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora s proizvodnjom fosilnih goriva. Trebale su stotine tisuća godina da se stvori nafta, plin i ugljen, stoga se svaki put kada se jedan od tih izvora upotrijebi za proizvodnju električne energije približimo iscrpljivanju tih resursa. Međutim, upotreba obnovljivih izvora energije – poput vjetra, Sunčeve energije i hidroelektrana za proizvodnju električne energije – ne troši te izvore. Sunčeva će svjetlost uvijek (ili jako dugo) sjati na Zemljinoj površini, a nakon pretvorbe Sunčeve svjetlosti u električnu energiju u budućnosti će i dalje biti beskonačno mnogo Sunčeve svjetlosti. To je ono što solarnu energiju po prirodi čini obnovljivom energijom. Iako se trenutna kombinacija električne energije u svijetu još uvijek uglavnom sastoji od fosilnih goriva poput nafte i plina, obnovljivi izvori energije poput Sunčeve energije postaju sve veći dio energetskog profila jer su troškovi solarne i drugih obnovljivih tehnologija i dalje konkurentni.

1.4. Područja primjene solarne energije

Brzo širenje tehnologije upotrebe solarne energije širom svijeta dovelo je do paralelnog rasta na nekoliko područja. Na primjer, tehnologija skladištenja energije za grijanje i električna vozila dva su sektora koja se razvijaju brzinom svjetlosti. S obzirom na to da solarne stanice mogu proizvoditi energiju samo kad sunce sija, postaje sve važnije proizvedenu a neiskorištenu energiju skladištiti za kasniju upotrebu. Na primjer, solarne baterije pohranjuju električnu energiju i mogu se pumpati tijekom razdoblja sporije proizvodnje električne energije. Štoviše, rješenja za pohranu djeluju na svim razinama instalacija solarnih stanica i nude brojne dodatne pogodnosti, od energetske pouzdanosti do otpornosti mreže i nižih troškova. Električna vozila su još jedan primjer. S nižim troškovima održavanja, nižim troškovima goriva i manjim utjecajem na okoliš od tradicionalnih vozila s motorima s unutarnjim izgaranjem električna vozila postaju sve važniji dio automobilske industrije. Sa sve većom uporabom električnih vozila postoji i sve veća potreba za specifičnom električnom energijom za upravljanje vozilima. U svijetu sa sve većom elektrifikacijom na svim područjima, Sunčeva energija je jedan od najjeftinijih, najpouzdanijih i najčišćih načina za napajanje naše elektrificirane budućnosti.

1.5. Prednosti solarne energije

Mnogo je razloga zbog kojih se vlasnici domova odlučuju za solarnu energiju. Najčešći razlozi su poboljšanje okoliša (čisti okoliš) i smanjenje troškova energije. Mnogi ljudi žele smanjiti troškove, svoj ugljični otisak, istodobno poboljšavajući vrijednost svoje nekretnine. Bez obzira na to jesu li vaši motivi ekonomski, okolišni ili osobni, evo deset najboljih razloga zašto je Sunčeva energija zapravo energija budućnosti.

1.5.1. Drastično smanjujete ili čak eliminirate račune za struju

Bez obzira na to jeste li vlasnik stana, tvrtke ili neprofitne organizacije, troškovi električne energije mogu činiti veliki dio vaših mjesečnih troškova. Sustavom solarnih stanica stvorit ćete besplatnu energiju za čitav životni ciklus vašeg sustava (više od 25 godina). Čak i ako ne proizvedete 100 % energije koju trošite, solarna energija će vam smanjiti račune za komunalne usluge, a i dalje će vam štedjeti puno novca.

1.5.2. Solarni kolektori profitabilna su investicija

Solarni kolektori nisu trošak – oni su jedno od najboljih ulaganja jer se njihova profitabilnost natječe s tradicionalnijim ulaganjima poput dionica i obveznica. Prosječnom vlasniku kuće nadoknađuju se troškovi ulaganja u sustav solarnih stanica za sedam do osam godina zbog značajnih ušteda na računima za električnu energiju, a povrat ulaganja iznosi 10 % ili više.

1.5.3. Zaštita od rastućih troškova energije

U posljednjih deset godina cijene električne energije za kućanstvo porasle su u prosjeku za 3 % godišnje. Ulaganjem u sustav solarne energije štitite se od nepredvidivog povećanja troškova električne energije. Ako ste vlasnik tvrtke ili vlasnik stana s nepredvidivim novčanim tokovima, solarna energija također vam pomaže u predviđanju i upravljanju troškovima.

1.5.4. Povećajte vrijednost svoje nekretnine

Brojne studije pokazale su da domovi opremljeni sustavima solarne energije imaju veću tržišnu vrijednost i brže se prodaju. Kupci kuća sve su svjesniji i educiraniji o ovom području, pa će potražnja za nekretninama opremljenim sustavima solarnih kolektora i dalje rasti.

1.5.5. Energetska neovisnost

Sunce je gotovo beskonačan izvor energije i ključna je komponenta postizanja hrvatske energetske neovisnosti. Povećavanjem kapaciteta za proizvodnju električne energije od sunca možemo izolirati našu zemlju od kolebanja cijena na globalnim energetskim tržištima.

1.5.6. Otvaranje radnih mjesta i pomoć lokalnom gospodarstvu

Solarna industrija stvara radna mjesta mnogo brže od opće ekonomije. Očekuje se da će se ovaj rast nastaviti.

1.5.7. Zaštita okoliša

Solarna energija izvrstan je način za smanjenje ugljičnog otiska. Tipičan sustav solarnih kolektora za stanovanje uštedjet će tri do četiri tone emisije ugljika svake godine, što je jednako godišnjoj sadnji više od 100 stabala.

1.5.8. Pokažite svoju predanost održivosti

Održivost i društvena odgovornost važne su sastavnice naše kulture i vrijednosti. Potrošači i razne zajednice sve više prepoznaju i nagrađuju tvrtke koje se odluče poslovati odgovorno. Tvrtke otkrivaju da su „zeleni” certifikati snažni pokretač potrošačkih odluka o kupnji, stvaraju dobru atmosferu i poboljšavaju poslovne rezultate.

1.5.9. Povećajte zadovoljstvo zaposlenika

Poput potrošača, zaposlenici pokazuju zahvalnost za predanost svojih poslodavaca operativnoj odgovornosti. Zaposlenici imaju koristi od uspjeha i doprinosa svojih organizacija. Tvrtke koje brinu o svojoj zajednici i okolišu imaju obično niže stope fluktuacije, angažiranije zaposlenike i višu razinu morala.

1.5.10. Postanite konkurentni

Tvrtke brzo shvaćaju društvene i ekonomske koristi od uvođenja solarne energije. Kada prvi korisnici odaberu konkurentsku tvrtku, mnoge tvrtke odluče istražiti mogućnosti koje nudi upotreba Sunčeve energije i slijediti svoje konkurente.

2. Izaberite kvalitetnog izvođača za ugradnju solarnih kolektora

2.1. Stručnost

Vaš izvođač mora imati specifično stručno znanje za instaliranje sustava solarne energije.

2.2. Licencije, osiguranja, garancija

Monteri solarne energije trebali bi imati sve potrebne certifikate i osiguranje. Garancija na izvedbu obično je od 1 do 10 godina.

2.3. Iskustvo

Dobivanje solarne energije rastuća je industrija koja privlači profesionalce iz različitih sredina. Izvođači koji su se nekada usredotočili na druge vrste projekata proširuju svoju praksu na područje instalacije solarnih kolektora. Pri odabiru dobavljača imajte na umu da izvođač treba imati iskustva s takvim projektima. Pogledajte njegove reference i prethodne projekte.

3. Solarni kolektori odnosno solarni paneli - vrste

Pri razmatranju ugradnje solarnih kolektora, odnosno panela uzmite u obzir čimbenike poput troška, estetike i energetske učinkovitosti. Iako su to važni čimbenici, postoji i čimbenik koji će utjecati na sva tri, a to je vrsta solarnih kolektora koje odaberete. O odabranom tipu solarnih kolektora ovisi koliko će koštati proizvodnja i ugradnja, kao i kako će paneli izgledati na vašem krovu. Postoje tri vrste solarnih kolektora i svaki ima svoje prednosti i nedostatke. Koji su solarni kolektori pravi za vas, ovisi o vašoj specifičnoj situaciji i o vašim željama i očekivanjima. Koje su tri vrste solarnih panela? To su monokristalni, polikristalni i tankoslojni solarni paneli. Svaka od ovih vrsta izrađena je na jedinstven način i ima drukčiji izgled.

3.1. Monokristalni solarni paneli

Oni su najstarija vrsta solarnih panela. Izrađeni su od oko 40 monokristalnih solarnih stanica. Te su solarne stanice izrađene od čistog silicija. U proizvodnom procesu (prema metodi Czochralski) silicijev kristal se stavlja u kadu s rastaljenim silicijem. Zatim se kristal vrlo polako izvlači iz kade, tako da otopljeni silicij oko njega stvara čvrstu kristalnu ljusku koja se naziva ingot. Zatim se ingot tanko nareže na kriške silicija. Kriška se stvara u stanici, a zatim se stanice sastave i formiraju solarnu ploču. Monokristalne solarne stanice izgledaju crno zbog načina interakcije Sunčevih zraka s čistim silicijem. Iako su stanice crne, postoje različite boje i modeli nosivih ploča i okvira panela. Monokristalne stanice imaju oblik kvadrata s uklonjenim kutovima, pa između stanica postoje mali razmaci.

3.2. Polikristalni solarni paneli

Polikristalni solarni kolektori su noviji, ali njihova popularnost i učinkovitost brzo rastu. Poput monokristalnih stanica, polikristalne stanice su izrađene od silicija. Ali polikristalne stanice su izrađene od fragmenata kristala silicija, stopljenog zajedno. Tijekom proizvodnog postupka kristal silicija stavlja se u kadu s rastaljenim silicijem. Umjesto da se polako izvlači, pusti se da se mrvi, a zatim ohladi. Nakon što se novi kristal u kalupu ohladi, usitnjeni silicij tanko se reže u polikristalne solarne kriške. Te su kriške sastavljene zajedno i tvore polikristalnu ploču. Polikristalne stanice su plave zbog načina odbijanja Sunčeve svjetlosti na kristalima. Sunčeva svjetlost odbija se od čestica silicija drukčije nego u čistim silicijskim stanicama. Obično su nosive ploče i okviri panela srebrni, ali mogu biti i drukčiji. Oblik stanice je četvrtast i nema procjepa između kutova stanica.

3.3. Tankoslojni solarni moduli

Oni su novi razvoj u industriji solarnih kolektora. Najprepoznatljivije obilježje tankoslojnih ploča je što nisu uvijek izrađene od silicija. Mogu se izrađivati ​​od raznih materijala, uključujući kadmijev telurid (CdTe), amorfni silicij (a-Si) i bakar-indij-galij-selenid (CIGS). Te solarne stanice nastaju postavljanjem glavnog materijala između tankih ploča vodljivog materijala sa slojem stakla na vrhu radi zaštite. Iako se za a-Si panele upotrebljava silicij, oni se koriste nekristalnim silicijem i presvučeni su staklom. Kao što i samo ime govori, tankoslojne ploče lako se prepoznaju po tankom izgledu. Te su ploče tanje oko 350 puta od onih koje upotrebljavaju silicijske kriške. No tankoslojni okviri ponekad mogu biti veliki, što čini izgled cijelog solarnog sustava usporedivim s izgledom monokristalnog ili polikristalnog sustava. Tankoslojne stanice mogu biti crne ili plave, ovisno o materijalu od kojeg su izrađene.

4. Montaža i održavanje solarnih kolektora

4.1. Solarni sustav - komponente

Solarni sustavi sastoje se od solarnih kolektora (modula), montažnog sustava i solarnog pretvarača s računalnim upravljačem. Solarne stanice proizvode istosmjernu električnu energiju iz Sunčeve svjetlosti. Pretvarač zatim pretvara proizvedenu električnu energiju u izmjeničnu struju kako bi se mogla koristiti u kućanstvu. Računalni upravljač kontrolira solarni sustav i osigurava optimalan rad. Ako želite sustav koji nije priključen na mrežu trebate bateriju.

4.2. Postupak ugradnje solarnih kolektora

Najčešća lokacija za ugradnju solarnih ploča je krov. Većina krovova nudi dobre uvjete za ugradnju tako da paneli dobivaju najviše Sunčeve svjetlosti. Ako ugradnja na krovu nije moguća ili poželjna, solarne stanice se također mogu pričvrstiti na pod. Samo se trebate pobrinuti da u blizini nema prepreka koje bi ometale pristup Sunčevim zrakama.

Koraci do postavljanja solarnih kolektora na krov:

1. Prvo morate postaviti skelu kako biste osigurali sigurnost tijekom cijelog postupka postavljanja kada ste na krovu.

2. Zatim se mora instalirati sustav za pričvršćivanje solarnih kolektora. Cijela konstrukcija treba biti nagnuta i imati kut između 18 i 36 stupnjeva kako bi se osiguralo maksimalno izlaganje Sunčevoj svjetlosti.

3. Nakon postavljanja nosača, na konstrukciju za pričvršćivanje treba postaviti solarne panele. Čvrsto pritegnite sve vijke i matice kako bi ostali stabilni.

4. Sljedeći korak u procesu ugradnje je električno ožičenje. U većini slučajeva upotrebljavaju se MC4 konektori jer su prikladni za sve vrste solarnih kolektora. Svakako isključite napajanje tijekom instaliranja ožičenja.

5. Slijedi priključivanje solarnog pretvarača. Obično se instalira blizu glavne ploče i može biti u zatvorenim prostorijama i na otvorenom. Pretvarači su učinkovitiji ako su u hladnijoj prostoriji. Ako je pretvarač na otvorenom, treba ga zaštititi od popodnevnog sunca. Ako se instalira u zatvorenom prostoru, najbolje mjesto za to obično su garaža, ostava ili drugi pomoćni prostori koji veći dio godine ostaju hladni i imaju ventilaciju.

6. Solarni pretvarač zatim treba priključiti na bateriju. Baterija vas može spasiti brige zbog nedostatka korisne energije po oblačnom vremenu.

7. Pretvarač morate priključiti na električni priključak. Također mora postojati brojilo koje nadzire količinu proizvedene i korištene električne energije. Rad solarnog sustava možete provjeriti s računalom ili drugim pametnim uređajem. Primjerice, možete provjeriti koliko električne energije generirate u različito doba i dijelovima dana i odlučiti koje je vrijeme najprikladnije za upotrebu, na primjer, perilice rublja.

8. Posljednji korak je uključivanje i testiranje novoinstaliranog sustava solarnih kolektora. Time je postupak instalacije solarnih kolektora završen.

4.3. Održavanje solarnih kolektora

Budući da nemaju pokretnih dijelova, solarni kolektori zahtijevaju vrlo malo održavanja. Solarne kolektore treba pregledavati nekoliko puta godišnje kako bi se provjerilo imaju li prljavštine. Važno je da su ploče čiste i da ih ništa ne sprečava da učinkovito upijaju sunce. Prije čišćenja ploča obratite se svom monteru za garancijske uvjete. Neki proizvođači solarnih kolektora mogu otkazati garanciju ako se sami odlučite za čišćenje kolektora. Za čišćenje možete upotrijebiti običnu vrtnu cijev. Najbolje vrijeme za čišćenje je ujutro ili navečer. Također, izbjegavajte prskanje hladnom vodom kad su solarni paneli vrući jer ih to može oštetiti. Ako ploče trebaju dodatno čišćenje, koje prskanjem ne možete osigurati, za čišćenje možete upotrijebiti mekanu spužvu i sapun. Dostupne su vam i usluge tvrtke za čišćenje. To se preporučuje ako su ploče previsoke za vaš doseg ili ako trebate temeljitije čišćenje. Svakih 4 – 6 godina neka monter pregleda vaš sustav. Također je dobra ideja pitati svog montera o posebnim zahtjevima za održavanje vašeg solarnog sustava.