Päikesepaneelid Eestis

Hinnanguliselt on päikesepaneelide abil võimalik aastaseid elektrikulusid vähendada 60 protsenti.

Kui soovid kodule või ettevõttele päikesepaneele paigaldada, tuleks enne analüüsida, millised on kõige sobivamad ja kuhu oleks mõistlik need üles seada.

Päikesepaneelid on puhtalt rohelise tootmisega, kus päikesepatarei töö on võrdne tavalise patareiga. Kui paneelid muundavad päikeseenergia elektrienergiaks, ei toimu otsest kulumist, sest puuduvad liikuvad osad. Samuti ei tekita päikesepatareid müra ega saasta loodust.

Kui päikesepatarei element on päikese käes, siis toimub energia tootmine ning see on justkui tavaline täis patarei, mis annab välja energiat.

Mis on päikesepaneelid?

Päikesepaneelid, mida tihtipeale nimetatakse ka PV-paneelideks, on tehnoloogia, mis muudab päikesevalguse, mis koosneb energiaosakestest, mida nimetatakse “footoniteks”, elektrienergiaks, mida saab kasutada elektriliste koormuste toiteks.

Lisaks kodumajapidamiste ja kaubanduslike päikeseelektrisüsteemide energia tootmisele saab päikesepaneele kasutada ka paljudel muudel eesmärkidel, näiteks kajutite kaugtoitesüsteemides, telekommunikatsiooniseadmetes, kaugseires ja paljudel muudel eesmärkidel.

Päikesepaneelide ajalugu

Päikesest toodetavat elektrienergiat on arendatud juba üle sajandi. Alguses oli päikeseenergia peamine eesmärk auru tootmine, mida kasutati masinate toiteks.

Siis aga tegi Edmond Becquerel oma fotogalvaanilise efekti avastuse, millega päikesevalgust saab elektrienergiaks muuta.

Pärast Becquereli avastust lõi Charles Fritts 1893. aastal esimese tegeliku päikesepatarei, kattes seleenilehed õhukese kullakihiga. Sellest tagasihoidlikust algusest tuleneb leiutis, milleks on päikesepaneel, nagu me seda täna tunneme.

1941. aastal sai Ameerika leiutaja nimega Russell Ohl, kes töötas Bell Laboratoriesis, patendi esimesele räni päikesepatareile. Sama ettevõte tootis Ohli kontseptsiooni tulemusena 1954. aastal esimese päikesepaneeli.

Kosmoseaparaatides hakati päikesepaneele laialdaselt kasutama esimesena. Tõenäoliselt esimene päikesepaneel, mida enamik inimesi ise kasutada sai, ehitati nende uhiuue kalkulaatori sisse 1970. aastatel.

Tänapäeval on päikesepaneelid ja tervete päikesepaneelisüsteemid toiteallikaks laiale valikule rakendustele. Jah, kalkulaatorid kasutavad endiselt päikesepaneele päikesepatareide kujul. Kuid neid kasutatakse ka tervete elukohtade ja äristruktuuride päikeseenergiaga toiteks.

Kuidas päikesepaneelid töötavad?

Päikesevalgus püütakse päikesepaneelidega kinni puhta taastuva energiana ja muundatakse elektriks, mida seejärel kasutatakse elektriliste koormuste toiteks.

Päikesepaneelidest koosnevad üksikud päikesepatareid on valmistatud räni, fosfori (mis annab negatiivse laengu) ja boori (mis annab positiivse laengu) kihtidest. Päikesepaneelid neelavad footoneid, mis seejärel käivitavad elektrivoolu. Elektronid saab nende aatomiorbiitidelt välja visata ja vabastada päikesepatareide tekitatud elektrivälja, mis seejärel tõmbab need vabanenud elektronid suunatud voolu. Selle protsessi teeb võimalikuks energia, mis tekib, kui footonid päikesepaneeli pinda tabavad. Fotogalvaaniline efekt on kogu protsessile antud nimi.

Tüüpilisel kodul on rohkem kui piisavalt katusepinda, et mahutada vajalik arv päikesepaneele, mis suudaksid toota piisavalt päikeseelektrit, et rahuldada kogu kodu energiavajadus. Põhielektrisüsteem võtab vastu kogu toodetud energia ülejäägi, mis soodustab öist elektritarbimist.

Tasakaalustatud paigutusega võrku ühendatud päikesepatareid toodavad päeval energiat, mida maja kasutab ka öösel. Päikesegeneraatorite omanikud saavad tasu, kui nende süsteem toodab rohkem elektrit, kui elukoha jaoks vaja on. Akupangad, laadimiskontrollerid ja enamikul juhtudel inverterid on võrguväliste päikeseenergiaseadmete osad. Päikesepaneelilt saadav alalisvool liigub laadimiskontrolleri kaudu ja suunatakse akupanka. Inverter muudab alalisvoolu vahelduvvooluks, mida saab kasutada seadmete jaoks, mis ei tööta alalisvoolul, pärast mida saadakse toide akupangast. Päikesepaneelide massiive saab inverteri abil skaleerida, et rahuldada isegi kõige rangemaid elektrikoormuse vajadusi.

Vahelduvvoolu saab kasutada koormuste toiteks kodudes või ärihoonetes, vabaajasõidukites ja paatides, kaugkabiinides, suvilates või kodudes, kaugjuhtimisseadmetes, telekommunikatsiooniseadmetes, nafta- ja gaasivoolu jälgimises ja paljudes muudes kohtades.

Päikeseenergia kasulikkus

Päikesepaneelide kasutamine on väga praktiline viis elektri tootmiseks paljudeks rakendusteks. Üheks võimaluseks on võrgust väljas elamine. Võrgust väljas elamine tähendab elamist kohas, mida ei teeninda põhivõrk. Päikeseenergiasüsteemid toodavad palju kasu kaugematele kodudele. Enam ei pea maksma suuri tasusid elektripostide paigaldamise ja kaabelduse eest lähimast põhivõrgu pääsupunktist. Päikeseelektrisüsteem on potentsiaalselt odavam ja nõuetekohase hoolduse korral võib see pakkuda energiat kuni kolm aastakümmet.

Lisaks sellele, et päikesepaneelid võimaldavad elada väljaspool võrku, on võib-olla suurim kasu, mida päikeseenergia kasutamisest saaksite, see, et see on nii puhas kui ka taastuv energiaallikas. Globaalsete kliimamuutuste tulekuga on muutunud olulisemaks, et teeme kõik endast oleneva, et vähendada kasvuhoonegaaside heitest tulenevat survet meie atmosfäärile. Päikesepaneelidel pole liikuvaid osi ja need vajavad vähe hooldust. Need on vastupidavalt ehitatud ja kestavad aastakümneid, kui neid korralikult hooldada.

Viimaseks, kuid mitte vähemtähtsaks on päikesepaneelide ja päikeseenergia eeliste hulgas see, et kui süsteem on tasunud oma esialgsed paigalduskulud, toodetakse elektrienergiat süsteemi ülejäänud eluea jooksul, mis võib olla kuni 15-20 aastat, olenevalt süsteemi kvaliteedist, täiesti tasuta! Võrguühendusega päikeseenergiasüsteemide omanike jaoks saavad eelised alguse hetkest, kui süsteem võrku tuleb, potentsiaalselt kaotades igakuised elektriarved või, mis on parim osa, teenides süsteemi omanikule elektriettevõttelt lisatulu. Kuidas? Kui kasutate vähem energiat, kui teie päikeseelektrisüsteem toodab, saab selle üleliigse elektri müüa kohalikule elektriettevõttele!

Päikesepaneelide tüübid

Erinevate päikeseenergia paigaldustüüpide jaoks vajalikud komponendid on mõnevõrra erinevad. Siiski oleme järgmises osas üksikasjalikult käsitlenud kõiki päikesepaneelide massiivi põhiosi, mis moodustavad massiivi ja annavad teile 100% taastuvenergia tasuta voolu.

Iga päikeseenergiasüsteemi põhielement, mis muudab päikeseenergia elektrivooluks, on päikesepaneel. Praegu on kommertstootmises kolm peamist tüüpi räni pooljuhtidel põhinevaid päikesepaneele ning lisaks hübriidvariant.

Amorfsed päikesepaneelid

Neid päikesepatareisid on kõige odavam toota, need on turul suhteliselt uued ja valmistatud kahest ülejäänud sordist üsna erinevalt. Räni kantakse kristallide asemel üliõhukeselt kandvale substraadile.

Amorfsel päikesepatareil on kaks peamist eelist: esiteks, kuna ränikiht on nii õhuke, on päikesepatareid paindlikud; teiseks on need tõhusamad vähese valgusega tingimustes, näiteks talvel.

See maksab siiski; neil on kolmest sordist madalaim tõhususe reiting, mis jääb vahemikku 7% kuni 9%, ja vajavad sama väljundi tagamiseks peaaegu kaks korda rohkem paneelipinda. Need on ka vähem usaldusväärsed kui teised kaks sorti, kuna selle suhteliselt uue teaduse jaoks puudub kogu tööstusharu hõlmav tootmismeetod.

Monokristallilised päikesepaneelid

Seda tüüpi päikesepatareide valmistamiseks kasutatakse kunstlikult moodustatud kristallidest viilutatud õhukesi räniplaate. Need elemendid on kolmest kõige kulukamad (umbes 35% kallimad kui võrreldavad polükristallilised elemendid), kuid neil on kõrgeim tõhususe reiting (vahemikus 15–24%). Need on valmistatud isoleeritud üksikutest kristallidest.

Hübriid päikesepaneelid

See on amorfsete ja monokristalliliste päikesepatareide hübriid, mitte eraldiseisev päikesepatarei vorm. Nendel on paremad efektiivsusnäitajad kui ühelgi ülejäänud kolmel päikesepatareitüübil kokku ja neid nimetatakse HIT päikesepatareideks. Lisaks toodavad nad kuni 10% rohkem energiat päikeselises kliimas.

Kuna need on hea hinna-kvaliteedi suhtega, olles suhteliselt tõhusad, usume, et polükristallilised elemendid on paljudes olukordades parim valik.

Polükristallilised päikesepaneelid

Need päikesepatareid on samuti valmistatud õhukestest ränivahvlitest, mis on lõigatud kunstlikult moodustatud kristallidest, kuid ühe kristalli asemel kasutavad nad mitut üksteise kõrval kasvatatud ränikristalli. Nendel on madalamad tootmiskulud ja voolutõhusus 13–18% võrreldes monokristalliliste päikesepatareidega.

Päikesepaneelide paigaldamine

Kõige tavalisem päikesepaneelide paigaldamise koht on katus. Enamikul katustel on tavaliselt paigalduseks soovitud spetsifikatsioonid, et paneelid saaksid maksimaalselt päikesevalgust.

Sellegipoolest, kui katusele paigaldamine ei ole asjakohane või soovitatav, võib päikesepaneelid paigaldada ka maapinnale. Peate lihtsalt veenduma, et päikesele juurdepääsu ei takistaks esemed.

Järgmised sammud selgitavad päikesepaneeli paigaldamist katusele:

1. Paigaldage tellingud
   Esiteks peate püstitama tellingud, et tagada ohutus kogu paigaldusprotsessi ajal katusel viibimise ajal.
2. Paigaldage päikesepaneelide kinnitused
   Tuleb seadistada päikesepaneelide paigaldussüsteem. See toetab päikesepaneelide alust. Kogu paigalduskonstruktsioon peab olema kallutatud ja 18-36 kraadise nurga all, et päikesevalgusega saaks maksimaalselt kokku puutuda.
3. Paigaldage päikesepaneelid
   Kui kinnitused on üles seatud, tuleb päikesepaneel ise paigalduskonstruktsioonile paigaldada. Pingutage kindlasti kõik poldid ja mutrid, et need püsiksid stabiilsena.
4. Ühendage päikesepaneelid juhtmetega
   Paigaldusprotsessi järgmine samm on elektrijuhtmete paigaldamine. Enamasti kasutatakse MC4 pistikuid, kuna need sobivad igat tüüpi päikesepaneelidele. Juhtmete paigaldamise ajaks lülitage majapidamise elektrivarustus kindlasti välja.
5. Paigaldage päikeseenergia inverter
   Pärast seda tuleb päikeseinverter süsteemiga ühendada. Tavaliselt paigaldatakse see põhipaneeli lähedale ja see võib olla nii sise- kui ka välistingimustes. Inverterid on tõhusamad, kui neid hoida jahedamas kohas.
   Kui inverter on väljas, tuleb seda pärastlõunase päikese eest kaitsta. Kui see on paigaldatud siseruumidesse, on garaaž või majapidamisruum tavaliselt parimad kohad, kuna need on suurema osa aastast jahedad ja neil on ventilatsioon.
6. Ühenda päikeseinverter ja päikesepatarei
   Seejärel tuleb päikeseinverter ühendada päikesepatareiga. Päikesepatarei salvestusruum võib säästa teid muretsemast kasutatava energia puudumise pärast pilvise ajal, samuti võib see vähendada päikesepatarei salvestussüsteemi kulusid paigaldamise ajal.
7. Ühendage muundur tarbijaseadmega
   Inverter tuleb elektrienergia tootmiseks ühendada tarbijaseadmega. Samuti tuleks ühendada tootmismõõtur, mis jälgib päikesepaneelide poolt tegelikult toodetud elektri kogust. Päikesesüsteemi jõudluse kontrollimiseks saate kasutada arvutit või muud seadet. Näiteks saate kontrollida, kui palju elektrit te erinevatel aegadel toodate, ja otsustada, milline aeg sobib pesumasina või muude kommunaalteenuste kasutamiseks.
8. Päikesepaneelide käivitamine ja testimine
   Viimane samm on toite sisselülitamine ja äsja paigaldatud päikesepaneelide süsteemi testimine. Pärast seda on päikesepaneelide paigaldamise protsess lõpule viidud.