Effizienz von Solarmodulen zur Energieeinsparung

Im Gegensatz zum leistungsstarken und kostspieligen Heizsystem, mit dem gewöhnliche Häuser ausgestattet sind, verbrennt ein energieeffizientes Haus keinen Brennstoff und wandelt Netzstrom nicht in Wärme um (außer bei kritischem Temperaturabfall). Ein solches Haus behält – dank durchdachter Wärmedämmung, Belüftung mit Rückgewinnung und der optimalen Lage des Gebäudes – die sogenannte Passivwärme beharrlich in sich. Und alles kann als Quelle dieser passiven Energie genutzt werden:

• direktes Sonnenlicht, das durch die Fenster eindringt;
• Wärme, die von Haushaltsgeräten und sogar von Bewohnern und Haustieren erzeugt wird;
• und natürlich Geräte, deren Hauptfunktion darin besteht, das Haus mit Sonnenenergie zu versorgen – Sonnenkollektoren (Batterien), die besprochen werden.

Sonnenkollektoren fügen sich harmonisch in ein Passivhaus ein, da sie dem Hauptprinzip seiner Konstruktion – der Nutzung erneuerbarer Energie aus der Umwelt – voll und ganz entsprechen.

Das Funktionsprinzip von Sonnenkollektoren und ihre Interaktion mit anderen Heimsystemen

• Der Betrieb von Solarmodulen basiert auf der Umwandlung der auf Siliziumwafer einwirkenden Wärmestrahlung in Elektrizität;
• Mit Sonnenkollektoren können Sie Sonnenenergie zum Betrieb von Haushaltsgeräten, Lüftungsanlagen und (teilweise) Heizungen nutzen;
• Wenn die Leistungsfähigkeit von Solarmodulen höher ist als der Bedarf der Haushalte, 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 einer 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), Effizienz – 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 - Siliziumwasserstoff, 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 also an die „Appetits" des Hauses anzupassen, ist eine Vergrößerung der Strahlungsfläche erforderlich.

Die Verbrauchereigenschaften von Solarenergiemodulen werden durch die folgenden 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 etwa 1, 5 m2 Solarpaneele benötigt. Die effizienteste Leistung entsteht, wenn die Strahlen senkrecht auf die Oberfläche der Batterie fallen, was nicht ständig gewährleistet werden kann, sodass eine Änderung der Leistung des Panels bei Tageslicht ein natürlicher Vorgang ist. Um sicherzustellen, dass im Frühjahr und Herbst die benötigte Energiemenge bereitgestellt wird, müssen dieser Fläche ca. 30 % hinzugefügt werden;
• 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 maximal 20 % des Originals (bei einigen Herstellern variiert die Lebensdauer zwischen 10 und 25 Jahren). mit einer Garantie einer Leistungsminderung von nicht mehr als 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 – durch Feuchtigkeit, ultraviolette 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;
• Verfügbarkeit zusätzlicher Knoten– wie ein Spannungsstabilisator, ein Batterieladeregler, ein Wechselrichter (DC-zu-AC-220-V-Wandler für den Hausgebrauch) erleichtern die Bedienung des Geräts und seine Integration in das „Smart Home"-System;
• Batteriekosten– hängt direkt von der Fläche ab: Je leistungsfähiger das Gerät, desto teurer ist es. Darüber hinaus sind im Ausland hergestellte Module immer noch günstiger als inländische, da Solarmodule dort beliebter sind als bei uns. Beim Preisvergleich unserer und importierter Geräte ist es jedoch zunächst notwendig, die Betriebseffizienz von Solarmodulen miteinander zu vergleichen – hier erreichen heimische Hersteller gute Effizienzkennzahlen – bis zu 20 %.

Auswahl und Einsatz von Photovoltaikbatterien

Bei der Auswahl von Solarmodulen für ein Privathaus kommt es in erster Linie 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 mit Solarenergie betrieben werden sollen (Raumbeleuchtung, elektrische Haushaltsverbraucher, Sicherheits- und Automatisierungsgeräte usw. ). Es ist zu berücksichtigen, dass das Laden und Entladen von Batterien ebenfalls Energie verbraucht (ca. 20 %) und auch zusätzliche Geräte Verluste verursachen (z. B. bei einem Wechselrichter im Durchschnitt - 15–20 %);
• Der Zusammenhang zwischen den erforderlichen Abmessungen der Arbeitsplatten und 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 Windschutzkonstruktionen auszustatten;
• Regelmäßige Inspektionen, Reinigung und Wartung sind Pflicht.

Kosten und Amortisation von Solarmodulen

Für die mittlere Zone unseres Landes erzeugt jedes Kilowatt Solarpanelleistung 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 Sie zusätzlich zu den Kosten für eine von den Modulen erzeugte Stromeinheit (ca. 60 Rubel pro 1 W) die Kosten für zusätzliche Ausrüstung berücksichtigen: von Befestigungen und Verkabelungen bis hin zu Batterien, Schutzgeräte und Wechselrichter (das sind mindestens 5 % der Gesamtkosten, die Preise können jedoch je nach Hersteller und Leistung erheblich variieren).

Die optimalen Kosten für eine Ganzjahres-Solaranlage ergeben sich nach Meinung von Experten mit der Regelung „Sommervariante plus Notstromgenerator". Zwar muss der Generator im Frühling und Herbst eingeschaltet werden, ganz zu schweigen vom Winter (Solarbatterien sind nie dafür ausgelegt, im Winter voll geladen zu sein).

Bei der Berechnung der Amortisationszeit einer Solarstromanlage wird deren Leistung mit dem zugrunde gelegten Parameter verglichen. Bei einer vernetzten Solaranlage handelt es sich um Stromtarife; bei einem autonomen Solarstromsystem handelt es sich um die Kosten für die Energie, die von einem Flüssigbrennstoffgenerator erzeugt wird. Die Amortisation wird auf der Grundlage der Tatsache geschätzt, dass eine 1-kW-Solarbatterie etwa 1000 kWh Energie pro Jahr erzeugen wird.

Wenn wir den Durchschnittspreis für 1 kWh Strom mit 5 Rubel annehmen, beträgt die Amortisationszeit einer Netzwerk-Solarstation: 80. 000 Rubel / 5 Rubel * 1000 kWh = 16 Jahre.

Bei einer 30-jährigen Garantie für eine Netzwerk-Solaranlage erfolgt die Amortisation (bei einem Tarif von 5 Rubel/kWh) innerhalb von 16 Jahren, und in den nächsten 14 Jahren wird der Strom kostenlos geliefert.

Was ein autonomes Solarenergiesystem betrifft, wird die pro Jahr produzierte Energiemenge streng genommen weniger als die vorgesehenen 1000 kWh betragen, die es mit dem Stromgenerator teilt. Für grobe Berechnungen muss diese Zahl jedoch nicht reduziert werden, um den Anstieg des spezifischen Kraftstoffverbrauchs näherungsweise zu berücksichtigen, der bei teilweiser (dh periodischer, nicht ständiger) Belastung des Generators auftritt. Dann sieht die Amortisationszeit des autonomen Systems (basierend auf den Kosten der vom Flüssigbrennstoffgenerator erzeugten Energie – 25 Rubel pro 1 kWh) wie folgt aus: 150. 000 Rubel / 25 Rubel * 1000 kWh = 6 Jahre.

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

Die Zölle werden nicht gesenkt

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 namhaften, markterprobten Herstellern kaufen, damit ihre Parameter sowohl im Design als auch im Betrieb vorhersehbar sind.

Und am besten befassen Sie sich mit Themen wie: bereits in der Planungsphase eines Energiesparhauses:

• Sicherstellen, dass die Südfassade nicht verschattet wird;
• Auswahl des Dachneigungswinkels und der Arbeitsflächen der Paneele;
• richtige Ausrichtung des Hauses zu den Himmelsrichtungen;
• Verhindert die Verschattung der Arbeitsbereiche von Solarmodulen, deren Verstopfung durch Baumblätter usw.

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