Kas veido saules paneļus un to efektivitāti?
Saules starojuma jaudas daļu, kas tiek pārveidota elektroenerģijā, mēs saucam par solārā paneļa efektivitāti un raksturojam ar procentiem. No saules radītā starojuma solārā paneļa fotoelements uztver tikai daļu – šobrīd tirgū esošie paneļi pārveido elektroenerģijā aptuveni 20% no šī starojuma jaudas. Efektivitāte ir atkarīga no solārā paneļa veida.
1. Silīcija bāzes solārie paneļi
Šo paneļu fotoelementa galvenā sastāvdaļa ir silīcijs. Lai palielinātu efektivitāti, tajā tiek integrēts arī bors un fosfors. Ja pirms apmēram 50 gadiem šādu paneļu efektivitāte bija ap 14%, tad tagad teorētiskā efektivitāte ir ap 26%, bet praktiski saules paneļi uz silīcija bāzes spēj pārvērst elektriskajā jaudā aptuveni 20% no saules starojuma jaudas. Arī Elektrum piedāvātie solārie paneļi ir uz silīcija bāzes, sniedzot šobrīd efektīvāko tehnoloģisko risinājumu.
Pēdējo gadu pētījumos labus rezultātus uzrāda silīcija kombinēšana tandēmā ar perovskītu, laboratorijā panākot 31% efektivitāti. Šādam risinājuma paredzama spoža nākotne, jo ražošanas izmaksas ir salīdzinoši zemas, bet efektivitāte – augsta, taču šobrīd šādi saules paneļi vēl nav nopērkami.
2. Daudzslāņu solārie paneļi
Nākotnes tendence ir arī daudzslāņu fotoelementi, kur katrs no slāņiem pārveido elektrībā noteiktu saules starojuma spektru. Šobrīd laboratorijā panākta 47% efektivitāte, taču teorētiski aprēķinātais efektivitātes potenciāls šādiem paneļiem ir pat 80%. Diemžēl šo fotoelementu ražošana izmaksā ļoti dārgi, tāpēc tos galvenokārt izmanto pētniecībā, izmēģinājuma saules parkos un satelītos. Tehnoloģija paredz, ka saules stari uz daudzslāņu fotoelementa tiek fokusēti ar lēcas vai spoguļa palīdzību, tādējādi palielinot efektivitāti – ar šādu metodi panākta pat 47% efektivitāte. Saules staru fokusēšana uz relatīvi mazu fotoelementu samazina tehnoloģijas izmaksas, taču tās vēl joprojām ir tik augstas, ka visdrīzāk, uz privātmāju jumtiem daudzslāņu solāros paneļus neredzēsim vēl krietnu laiku.
3. Plānās filmas tehnoloģijas solārie paneļi
Tie ir plāni un elastīgi pārklājumi ar silīcija fotoelementu, kurus var izmantot dažādos veidos – līmēt uz logiem, fasādēm, jumtiem. Priekšrocība ir lietojamības daudzveidība, bet trūkums – to efektivitāte ir zema, tikai līdz 15%. Jau šobrīd plānās filmas fotoelementus integrē ēku fasādēs, logos, un paredzams, ka to lietojums kļūs vēl plašāks.
Maksimālo efektivitāti, protams, ietekmē ne tikai paša solārā paneļa raksturlielumi. Piemēram, optimālo saražoto elektroenerģijas apjomu kWh varēs iegūt no saules paneļiem, kas uzstādīti uz jumta, kas ir 33 grādu slīpumā un vērsts uz dienvidu pusi. Salīdzinājumā – uz austrumiem vai rietumiem vērsts jumts 45 grādu leņķī vidēji iegūs tikai 80% šīs jaudas. Tehniskais eksperts Uldis Dauģis piebilst: "Ja gribam iegūt vairāk kWh gada griezumā, pret austrumiem vai rietumiem vērstu jumtu vērts veidot lēzenāku, lai saule to apspīd ilgāk". Šo faktoru ir vērts apsvērt, ja plāno mājas būvniecība vai ir pienācis laiks izvēlēties, uz kura jumta uzstādīt solāros paneļus.
Kam jāpievērš uzmanība, izvēloties solāro sistēmu
Būtiskākie elementi, kas veido solāro sistēmu mājoklī, ir saules paneļi un invertors, kas pārvērš līdzstrāvu maiņstrāvā, kuru varam izmantot mājsaimniecībā. Šo elementu kvalitātei un saderībai jāpievērš īpaša uzmanība, tāpēc būtu vērts to izvērtēšanu uzticēt profesionāļiem. Apskatīsim pašus svarīgākos aspektus, kam pievērst uzmanību!
Solārie paneļi
- Izvēlies paneļus no pasaulē novērtētiem solāro paneļu ražotājiem (TOP20 saraksts). Izvēloties uzticamu ražotāju, būs garantija, ka ierīce darbosies tā, kā solīts, jo negodprātīgi ražotāji var manipulēt ar uzrādītajiem parametriem.
- Eksperti iesaka izvēlēties monokristāliskos saules paneļus, jo šī tehnoloģija nodrošina lielāku efektivitāti un ilgāku darbību.
- Izvērtē jaudas un izmēra attiecību. Būs neefektīvi izvēlēties milzīgu solāro paneli, kas aizņem daudz vietas, bet proporcionāli nemaz tik daudz nesaražo.
- Pievērs uzmanību garantijas laikam.
- Degradācijas laiks un apjoms – solārie paneļi vidēji zaudē 15% nominālās jaudas 25 gadu laikā (t. i., 0,6% gadā).
- Efektivitāte, kas vidēji ir ap 20%. Jo augstāka efektivitāte, jo dārgāks panelis – Uldis Dauģis uzsver, ka ir vērts parēķināt un, iespējams, par to pašu summu iegādāties nevis pašus efektīvākos paneļus, bet gan vairākus par zemāku cenu, noklājot lielāku laukumu un kopumā iegūstot vairāk elektroenerģijas.
Ir vēl daudz citu nozīmīgu aspektu, kas jāņem vērā, piemēram, temperatūras tolerance un jutība, tādēļ par saules paneļu izvēli būtu noderīgi konsultēties ar ekspertiem. Savukārt doma, ka "all-black" jeb pilnīgi melnie solārie paneļi ražo vairāk elektrības nekā klasiskie, ir mīts – droši izvēlies savai gaumei atbilstošākos!
Invertori
- Invertors ir sarežģīta elektroniskā ierīce, tādēļ ir vērts uzticēt īstās ierīces piemeklēšanu nozares ekspertiem, jo invertoram ir daudz dažādu tehnisku parametru, kas visi jāņem vērā, pirms izvēlēties pieslēdzamo saules paneļu veidu un skaitu.
- Ņem vērā "Sadales tīkla" atzīto invertoru sarakstu.
Solārās tendences pasaulē un Latvijā
Dažas no daudzsološajām solārajām tehnoloģijām vēl labu brīdi jāattīsta pirms tās nonāks ikdienas izmantošanā. Kuras no tām varētu būt jau rītdienas vai pat šodienas realitāte un arvien vieglāk pieejamas katram? "Elektrum" tehniskais eksperts Uldis Dauģis dalās ar, viņaprāt, nozīmīgākajām un praktiski izmantojamām tendencēm solārajā nozarē.
Solārie parki uz ūdens
Šajā gadījumā saules parki tiek izvietoti nevis uz zemes vai jumtiem, bet uz ūdenskrātuvēm, parasti – mākslīgi veidotām. Tādā veidā solāro paneļu uzstādīšanai nav nepieciešami pamati, kas nozīmē, ka to izbūve ir potenciāli lētāka. Arī saules paneļu darbība ir efektīvāka, jo, pirmkārt, pieejamas lielas platības bez noēnojuma, otrkārt, ūdens atdzesē solāros paneļus, uzlabojot to darbību. Arī ūdenskrātuvei saules parks nāk par labu, aizkavējot tās iztvaikošanu un samazinot aļģu veidošanos tajā.
Solārie parki, apvienoti ar lauksaimniecību
Saules parkus var apvienot ar citām saimniekošanas jomām, vienlaikus gūstot dažādus resursus. Eksperts dalās ar pāris idejām: "Viena iespēja ir pārklāt ar fotoelementiem siltumnīcas. Pavisam interesants risinājums ir aitas, kas ganās zem solārā parka paneļiem, gan barojoties, gan sakopjot vidi, pļaujot ap paneļiem, vienlaikus nekaitējot sistēmai."
Integrēti solārie paneļi
Tehnoloģiju ziņā uzplaukumu varētu piedzīvot plānās filmas saules paneļu integrācija dažādos materiālos. Lai gan to efektivitāte ir krietni zemāka nekā silīcija bāzes modeļiem, šādi solārie paneļi ir vieglāki, plastiskāki un plaši izmantojami visdažādākajos veidos – logos, dakstiņos, apģērbos, armijas teltīs, skaņas barjerās pie autoceļiem, kā plēve, kuru var uzklāt pāri jau esošiem materiāliem, un tamlīdzīgi.
Uldis Dauģis uz vispasaules tendencēm skatās reālistiski un tuvāko gadu iespējas Latvijā raksturo šādi: "Tuvākajā laikā būs lielāka loma un plašāks lietojums plānās filmas elementiem, varētu būt saules parki uz ūdens, un laba nākotne gaida paneļus ar perovskīta vai perovskīta-silīcija tandēma fotolementu." Uz nereti dzirdēto argumentu, ka vēl jau nav vērts pirkt saules paneļus, tehnoloģijas attīstās un labāk pagaidīt ko lētāku un efektīvāku, speciālists atbild: "Jaunas tehnoloģijas tirgū nenonāk tik ātri, un tām ir augstāka cena. Monokristāliskā silīcija bāzes fotoelementa (kas ir visplašāk lietotais saules paneļu ražošanā) efektivitāte pēdējos gados atrodas plato stadijā, un tam ir laba cenas-efektivitātes attiecība, kā arī tehnoloģija ir pārbaudīta, kalpos ilgi. Tas ir racionāls, saprātīgs ieguldījums – nav vērts gaidīt jaunas tehnoloģijas".