Солнечная черепица позволяет получить от 1 до 100 кВт и более. Мощность одной черепицы 9W. В одном кв.м. 9 штук солнечных черепиц. В теневой части кровли укладывается рядовая черепица, без фотоэлементов. Система обеспечивает как абсолютно автономное, так и синхронизированное с внешним электроснабжением, что значительно снижает стоимость затрат.
Полупроводниковые фотоэлектрические поглощать энергию, излучаемую от солнечного света , который затем превращается из света (фото) энергии в электрическую (гальванический) ток. Когда энергия от солнечных лучей попадает на полупроводниковый материал в фотоэлектрических элементах, фотон света энергия поглощается, выпуская электроны, которые производят электрический ток.
Ток, является постоянный ток, но, как дома и бизнес работают на переменном токе , это должен быть преобразован инвертор для бытового использования. Как только ток был преобразован в переменный ток, он может быть подключен к основной плате мощность здания для подачи питания на местном уровне, или даже может быть подключен к электрической сети для обеспечения питания дальше.
Установка Солнечной черепицы
Регулярные солнечные панели как правило, состоят из 40 фотоэлементов, установленных в массивах между 10-20 панелей в типичной системе дома.
Панели могут быть установлены на существующие конструкции крыши, или разместиться в любом месте преимущественно на солнечному свету. Фотоэлектрические черепицы с другой стороны, являются неотъемлемой частью конструкции крыши, заменив регулярную черепицы, чтобы служить двойной цели: как отталкивающие воду, снег, град и ветер, поглощая энергию солнца в роли источника энергии .
Замене существующей черепицы с фотоэлектрическими плитками может быть весьма дорогостоящими, при строительстве нового дома это может быть весьма экономически эффективным в долгосрочной перспективе, поскольку это экономит на стоимости черепицы, и предлагает значительную экономию расходов на электроэнергию.
Типы фотоэлектрической черепицы
Фотоэлектрическая черепица доступна в кремнии или тонкопленочных солнечных материалов.
С энергетической эффективности 20,3% достигается за счет клеток кремниевых фотоэлектрических , плитка кремния крыши, как кремниевые солнечные панели, являются более энергоэффективными, чем тонкопленочные солнечные плитки, но они стоят дорого и занимают много времени для установки.
Тонкопленочные солнечные плитки, последние инновации, являются более доступными, чем плитка кремния крыши, так как она дешевле в производстве.
Они просты в установке, сокращая время монтажа вполовину, которое предлагает дальнейшее снижения затрат с точки зрения времени и труда.
С текущих исследований и разработок, тонкопленочная фотоэлектрическая черепица догоняет по эффективности использования энергии.
Новый рекорд в 19,9% эффективность была достигнута за CIGS тонкопленочных солнечных элементов исследователями в США Министерство национальной возобновляемой источника энергии.
Это повышение эффективности использования энергии, наряду с доступностью и простотой установки, может сделать тонкопленочную фотоэлектрическую черепицу, выбором для солнечных энергетических установок в самом ближайшем будущем.
На данный момент технологию освоила итальянская компания TEGOLA предлагающая линейку продукции Tegolasolare. Эту черепицу без особых проблем можно приобрести в России, в отличие от продукции «SolTech Energy». Да и у TEGOLA - солнечная черепица, цена процентов на 40 ниже, чем у конкурентов. Поэтому целесообразно рассмотреть все за и против такой черепицы на примере Tegolasolare.
Чем хороша солнечная черепица:
малым весом, что позволяет монтировать панели практически на любой кровле;
прочностью и высокой устойчивостью к дождю, снегу и др. неблагоприятным атмосферным явлениям;
возможностью мягко «вписать» в уже обустроенную кровлю;
автономным источником электроэнергии.
Что может, не понравится:
низкое КПД, это касается всех солнечных батарей, они способны преобразовать всего до 14% солнечной энергии. А в северных частях страны их установка вообще не целесообразна в виду низкой интенсивности солнца;
для получения 1 кВт электроэнергии необходимо минимум 15 черепиц, которые займут площадь 16 – 17м2 крыши;
цена хотя и существенно снизилась, но тем не менее. Не всем по карману выложить 500 у.е. за одну черепицу, а для одного кВт/ч нам придется раскошелиться на 7500 у.е. И это только за элементы. А блок управления, а аккумуляторы?
Итак, можно подвести итог. Солнечная черепица, безусловно, очень хорошая идея. Проблема скорее заключается в периоде самоокупаемости такой черепицы, а судя по суммам – он далеко не маленький. Это технология себя оправдает, если иметь домик в труднодоступных местах, где подключение электроэнергии по стоимости будет сопоставимо с затратами на такую черепицу. Да еще и домик нужен поближе к экватору, хотя бы в Сочи. В любом случае это либо технологии для обеспеченных людей, либо для будущего, когда производство таких кровельных покрытий будет существенно дешевле.
Фотоэлектрическая солнечная черепица, как перспективный источник энергии для дома
Эти фотоэлектрические плитки для черепицы были разработаны еще в 2009 году в университете Миньо в Техасе. В то время это считалось одним из самых инновационных проектов в области солнечной энергии во всем мире. Разработчики исследовали возможность использования солнечной энергии с помощью фотоэлектрической черепицы.
С каждым днем солнечные панели обретают все большую популярность. Однако для жителей западного побережья США неприглядные солнечные панели на крыше дома — это уже прошлый век. С осени прошлого года у них появилась реальная возможность покрыть крышу своего дома кровельной черепицей «Sole Power Tile», разработанной компанией из Филадельфии «SRS Energy». Именно их черепица может превращать солнечную энергию в электричество.
Для полного слияния солнечной черепицы с черепицей крыши, компания «SRS Energy» рекомендует использовать керамическую черепицу от компании «US Tile». После укладки, система поможет сократить значительную часть расходов на электроэнергию. Представители компании «SRS Energy» заверяют, что в качестве материала для черепицы использован высококачественный полимер, который чаще всего применяется в производстве бамперов для автомобилей. При этом черепица очень легкая, не подвержена ломке, а также может быть вторично переработана. Основной цвет кровельной черепицы «Sole Power Tile» — синий. Тонкопленочная технология использования энергии солнца разработана компанией «United Solar Ovonic».
Ее главной особенностью, помимо формы, является независимость. Каждая черепица – это самостоятельная солнечная батарея. Она может функционировать независимо от других. Это очень удобно для потребителя. Ведь он может приобрести любое необходимое ему количество черепиц и покрыть ею всю крышу, либо только часть. После электромонтажа черепиц, компании «SRS Energy» и «US Tile» продолжают дистанционно контролировать эффективность работы всей системы в целом. Для тех, кто задумывается над экономией электроэнергии, сохранении гармоничного вида дома и поддержании экологии, кровельная черепица «Sole Power Tile» — это отличный выбор.
Время, когда на крыши монтировали солнечные панели, постепенно уходит в прошлое. Черепица со встроенными солнечными фотоэлементами способна обеспечить энергообеспечение любого объекта от 1 до 100 кВ
Представленная в мае в Геленджике на Краснодарском весеннем форуме «Энергоэффективность и инновации», новинка становится все популярнее в южных регионах России. Выбирая солнечную черепицу, потребитель одновременно получает надежное кровельное покрытие и полностью автономное энергоснабжение.
Уже сейчас ведется строительство жилого дома с кровельным покрытием из энергоэффективной черепицы на юге России под Анапой. Работы по укладке ведет компания «Инноватика», ранее установившая на одном из анапских пляжей светодиодный фонарь, работающий от солнечной батареи.
Черепица с фотоэлементами монтируется только на южной стороне кровли. В затененной части кровли монтируется рядовая черепица без фотоэлементов. Мощность одной черепицы составляет 8 Вт. На кровле площадью 200 м2 укладывается 1800 шт. черепиц. Значит, на южной части кровли можно уложить до 900 шт. «солнечных черепиц» и получить более 7 кВт электроэнергии, – директор анапского филиала ООО «Инноватика» Анатолий Кирсанов.
В зависимости от условий и пожеланий заказчика схема энергоснабжения может быть или полностью автономной (с применением аккумуляторных батарей) или синхронизована с внешним электроснабжением, что является значительно более дешевым вариантом. Имеется черепица мощностью 16 и 20 Вт, серого, темно синего и терракотового цвета. Производитель (Тайвань) гарантирует использование черепицы в течение 50 лет, работу фотоэлементов после 12 лет эксплуатации гарантирует на 90% , после 25 лет – на 80%.
Современный мир переполнен разными технологическими новинками и методиками получения энергии. Они не только открывают широкие возможности перед потребителями, но и создают основу на будущее развитие. Такие блага цивилизации позволяют экономить большие деньги на энергоисточниках. В то же время, солнечные системы помогают поддерживать экологию, ведь другие способы получения электроэнергии наносят существенный вред среде.
Солнечные батареи экономят до 60% средств, которые обычные потребители тратят на традиционные энергетические источники. Они используют только солнечный свет с помощью сборных панелей, которые устанавливаются на хорошо освещенных участках, крышах и других площадках.
Установка фотоэлементов на крыше дома уже не является таким дорогим удовольствием как раньше. Теперь батареи могут позволить себе многие люди. Раньше приобретение установки солнечной батареи обходилось в круглую сумму, мало кто решался экспериментировать с подобной системой экономии. Главной причиной существенных перемен стало появление интегрированных строительных фотоэлектрических материалов.
Основное отличие таких материалов заключается в их качественных характеристиках. Они способны не только заменить традиционные строительные материалы, но и принести другую пользу. Раньше фотоэлементы для солнечных батарей устанавливались отдельно, теперь они являются частью современных строительных фотоэлектрических материалов.
Кровельные панели ИФЭМ можно разделить на два вида:
1. Рулонные полимерные материалы с тонкопленочным интегрированным фотоэлементом. Они используются преимущественно на плоских крышах.
2. Фотоэлектрические модули в виде черепицы, которые устанавливают на скатной кровле.
Особенности солнечной черепицы
Когда появились первые рулонные солнечные батареи, они сразу стали очень популярны среди владельцев частных домов. Такие рулонные панели покрыты сверху тонкой фотоэлектрической пленкой с напылением из меди, индия и галлия. Эти вещества активно преобразовывают полученную солнечную энергию в световую электрическую.
В США, Японии и Западной Европе активно выпускают рулонные фотоэлементы для отделки кровли. Расцветка и фактура таких модулей может быть самой разной. Эта особенность позволяет сочетать такую кровлю с разнообразными дизайнерскими решениями при оформлении домов.
Несомненное преимущество тонкопленочных фотоэлектрических систем это их небольшой вес. Он достигает 4,9 килограмм на квадратный метр площади кровли. Таким образом нагрузка на конструкцию остается минимальной.
Еще один тип фотоэлектрических строительных материалов – фоточерепица. Внешне она напоминает битумную черепицу. Она изготовлена в виде жестких модулей определенных размеров по параметрам стандартной черепицы. Фоточерепица может быть представлена в виде полужесткого материала и содержать в себе несколько солнечных кремневых батарей.
Новейшей разработкой среди всех солнечных модулей является тонкопленочная технология, соответствующая размерам черепицы 12*86 см и отличающаяся хорошей гибкостью.
Монтаж любой фоточерепицы не представляет особого труда. Она крепится так же, как другие материалы для кровли. Однако после установки такой черепицы необходимо подключить фотоэлементы солнечных батарей к инженерной системе дома. Это легко сделать, если монтажные работы осуществляют специалисты.
Фоточерепица может прослужить эффективно до 40 лет. Однако многие производители дают гарантию всего на 25 лет, поскольку этот строительный материал с солнечными батареями еще не опробован долгим временем эксплуатации.
За миллиарды лет солнце выработало столько энергии, что трудно себе это представить. Однако мы все еще пытаемся «залезть» глубоко под землю с целью обеспечить свою жизнь ископаемыми источниками энергии, не замечая такой замечательный источник альтернативной энергии как солнце. Представьте себе покрытие крыши вашего жилого дома которое сможет вырабатывать к примеру электроэнергию для ваших бытовых приборов и освещения, а то и вовсе обеспечить вас альтернативным источником электричества.
Идея использовать небольшие отдельные солнечные модули в виде черепицы очень привлекательна. Во первых если при строительстве нового дома вы рассчитываете на установку солнечных модулей для получения электричества, то заложив в свой проект использования подобных модулей сможете сэкономить. Это явно дешевле, чем вы сначала покроете свою крышу обычной черепицей, а затем станете на эту же площадь или часть площади в зависимости от ваших потребностей в альтернативной энергии положить дорогостоящие солнечные панели. Плюс при подобном неудачном решении вам надо будет раскошелится на дополнительные расходы по монтажу на поверхность новенькой металлочерепицы, а так одним выстрелом вы сможете убить сразу двух зайцев. Во вторых эта система солнечных панелей имеет очень гибкую модульную систему, сколько солнечных батарей модулей использовать десять или укрыть ими всю поверхность решать только вам. Ну и в третьих это то, что подобные солнечные батареи выступают как самостоятельные элементы дизайна и не портят внешний вид, а при творческом подходе дизайнеров и инженеров станут настоящим произведением искусства.
Сам проект «солнечной плитки» возник в компании SRS Energy совместно с дизайнерами из Bresslergroup. Они отказались от использования обычных кристаллических кремниевых солнечных пластин в пользу не кристаллического аморфного кремния для производства гибкого фотоэллектрического ламината от компании UNI-SOLAR. Также стоит отметить специальную систему запатентованных соединений для компоновки системы и сведения ее в единую цепь, которая позволит получить разные характеристики мощности. Похоже «солнечная плитка» становится неотъемлемой частью архитектуры жилых домов и коммерческой недвижимости. «Солнечная», или фотолектрическая. черепица, внешне напоминающая обычную гибкую битумную черепицу («шинглс»), была впервые выпущена “Dow Chemical Company” /8/ . В настоящее время в США, Западной Европе, Японии производится несколько видов «солнечной» черепицы, в том числе в виде жесткого модуля величиной с обычную черепицу, полужестких конструкций, содержащих несколько кремниевых солнечных батарей, которые размером больше обычной черепицы, и, наконец, новые системы, использующие различные тонкопленочные фотоэлементы, которые соответствуют обычной черепице как по размерам (12х86 см), так и по гибкости
«Солнечная» черепица достаточно легко монтируется на кровле (рис. 7): устройство кровли из шинглс с тонкопленочными модулями на обычном коттедже выполняется одним-двумя кровельщиками за 10-12 часов.
Долговечность кровель из таких материалов составляет 30-40 лет; крупные строительные компании дают 25-летнюю гарантию на выполненные ими «солнечные» кровли.
С 2006 г. компания “Solarcentury” производит кровельную черепицу /8/, которая под воздействием лишь дневного света преобразует солнечнуюэнергию как в электрическую, так и в тепловую. Таким образом впервые в мире реализована идея создать крышу, полностью изготовленную из элементов преобразования солнечной энергии. Подобная крыша уже установлена на комплексе зданий St. James.
Фотогальваническая черепица ТЕГОСОЛАР – уникальная гибкая черепица, преобразовывающая энергию солнца в электричество!
Фотогальваническая черепица ТЕГОСОЛАР не только экономична, но и очень красива! Она очень эффектно смотрится и станет настоящим украшением любого строения! Кроме того, она не содержит никаких лишних элементов, полностью сохраняя целостность кровли. Но главное ее преимущество – интегрированные фотоэлементы, посредством которых постоянно вырабатывается энергия.
Фотогальваническая черепица ТЕГОСОЛАР может интегрироваться как в черепицу с металлическим покрытием, так и в черепицу с базальтовым гранулятом. ТЕГОСОЛАР может применяется при разных уклонах, в том числе на плоской кровле и на фасадах.
Черепица ТЕГОСОЛАР не наносит вреда окружающей среде и практически не требует ухода!
Фотогальваническая черепица ТЕГОСОЛАР может интегрироваться как в черепицу с металлическим покрытием, так и в черепицу с базальтовым гранулятом. ТЕГОСОЛАР может применяется при разных уклонах, в том числе на плоской кровле и на фасадах.
Черепица ТЕГОСОЛАР не наносит вреда окружающей среде и практически не требует ухода!
Преимущества фотогальванической черепицы ТЕГОСОЛАР:
– легко интегрируется в гибкую кровлю, быстро монтируется;
– не требует дополнительных несущих элементов конструкций;
– гибкая, легкая, прочная, не боится повреждений (не содержит стекла);
– атмосферостойкая, надежна с точки зрения защиты от воды;
– не создает «блики» (не отражающая поверхность);
– не требует особого ухода (верхнее полимерное покрытие Tefzel® самоочищается посредством обычного дождя);
– благодаря тройному соединению аморфного кремния, вырабатывает большее количество энергии по сравнению с традиционными солнечными панелями из моно- и поликристаллического кремния;
– производит энергию при рассеянном свете (при облачности производительность 60-65%);
– имеет высокую «рабочую» температуру (до 85 градусов по Цельсию);
– в случае затемнения части ТЕГОСОЛАР, общее производство энергии уменьшается не значительно, поскольку черепица состоит из отдельных ячеек, соединенных между собой диодами.
Характеристики фотогальванической панели ТЕГОСОЛАР:
Размеры – 2878х445х7,5 мм
Масса – 11,4 кг/м2
Пиковая мощность – 68 Вт
Номинальное напряжение – 12 В
Напряжение в точке максимальной мощности – 16,5 В
Напряжение холостого хода – 23,1 В
Ток в точке максимальной мощности – 4,13 А
Ток короткого замыкания – 5,1 А
С каждым годом все чаще можно увидеть на крышах или фасадах различных зданий разнообразные по величине и форме панели солнечных батарей. А ведь еще совсем недавно подобный источник электроэнергии воспринимался как экзотика для стран с жарким и солнечным климатом. Но не прошло и двух десятилетий как украшенная солнечными батареями крыша уже не вызывает удивления у жителей далеко не южных стран.
Техногенные катастрофы на АЭС в Чернобыле и Фукусиме, прогнозируемое исчерпание запасов и беспокойство за будущее в связи с изменением климата привело к тому, что правительства и частные компании многих стран начали вкладывать значительные суммы в разработку альтернативных источников энергии. Также начали предоставлять ощутимые льготы тем, кто принял решение воспользоваться этими разработками. И результаты не заставили себя долго ждать.
Сегодня солнечные батареи стали реальным конкурентом традиционным источникам электроэнергии. Используют их как для сооружения мощных электростанций, так и для обеспечения электричеством загородных домой или даже отдельных фонарей. Развитие производства солнечных батарей привело к появлению фотогальванической черепицы.
Фотогальваническая черепица появилась в результате объединения фотоэлектрических ячеек с элементами черепичной кровли. Такая черепица способна одновременно генерировать электрический ток подобно солнечной батарее и защищать здание аналогично классической черепице. При этом дизайн крыши здания не нарушается чужеродными элементами.
Основным элементом любой солнечной батареи являются фотоэлементы, которые напрямую преобразуют кванты падающего солнечного излучения в свободные электроны электрического тока за счет фотоэффекта (кстати, именно за разработку теории этого явления А. Эйнштейн и был удостоен в 1921 году Нобелевской премии). Для изготовления фотоэлементов используются различные полупроводники, перспективность которых определяется стоимостью изготовления и эффективностью преобразования в электричество солнечной энергии.
На данный момент ведущие позиции все еще прочно удерживают фотогальванические панели с фотоэлементами на основе кристаллического кремния. Но к ним уже вплотную приближаются тонкопленочные батареи.
До недавнего времени, несмотря на более низкие затраты на их производство, они существенно уступали кристаллическому кремнию в эффективности преобразования.
Однако за последнее десятилетие достижения ученых и инженеров позволили как существенно удешевить технологию производства тонкопленочных панелей, так и увеличить эффективность преобразования их фотогальваническими ячейками солнечной энергии.
Конкурентоспособность солнечных батарей по сравнению с традиционными источниками электроэнергии принято оценивать в затратах на производство 1 Вт номинальной мощности. Снижение стоимости тонкопленочных фотогальванических элементов до уровня 1 $/Вт позволило начать их активное коммерческое использование для изготовления различных изделий – от фотогальванической черепицы до небольших зарядных устройств автономных устройств (например, садовых фонариков).
Впервые фотогальваническая черепица, разработанная инженерами Dow Chemical Company, была представлена широкой публике под брендом Powerhouse в 2005 году. На тот момент она была дороже классических кровельных солнечных батарей. Но перспективы солнечных батарей, которые легко могут интегрироваться в черепичную кровлю и создают существенно меньшие нагрузки на несущий каркас крыши, были по достоинству оценены.
Сегодня гибкая битумная фотогальваническая черепица Powerhouse является одним из лидеров продаж на рынке США. Для своей черепицы компания использует фотогальванические ячейки на основе нанесенного на гибкую подложку соединения селенида меди-индия-галлия (copper indium gallium selenide, CIGS) производства Global Solar Energy, Inc.
Главный конкурент Dow Chemical по рынку фотогальванической битумной черепицы в США компания CertainTeed воспользовалась для своих изделий фотогальваническими ячейками Uni-Solar, разработанными United Solar Ovonic Corporation.
Ячейки Uni-Solar из трех слоев аморфного кремния (a-Si: H), осажденных на гибкую металлическую подложку, на данный момент наиболее популярны у производителей черепицы.
Их использовала компания SRS Energy для разработки гнутой фотогальванической черепицы Sole Power Tile, которая гармонично интегрируется в кровлю из глиняной черепицы.
На основе ячеек Uni-Solar была создана и представленная на выставке «SAIE-2007» в Болонье фотогальваническая черепица Tegosolar итальянского концерна Tegola Canadese S.p.A. Продукцию именно этого производителя могут приобрести сегодня в России или Украине желающие уложить на здании кровлю с фотоэлектрическими свойствами.
Для производства панелей Tegosolar используется фотоэлемент PVL 68, который позволяет получать максимальную мощность в 68 Вт. Его фотогальванические ячейки Uni-Solar герметично упакованы между слоями стойких к механическим воздействиям полимеров: с внешней стороны – не боящийся ультрафиолета фотополимер Tefzel, а со стороны крыши – этилвинилацетат (EVA). Фотоэлемент закрепляется на основу из окисленного природного битума «Тя-юана».
Фотогальванические панели Tegosolar без проблем интегрируются со всеми видами гибкой черепицы производства Tegola и одновременно с генерацией электрического тока выполняют все функции, возложенные на кровлю из стандартной черепицы.
По ним можно ходить, не боясь повредить фотогальванические ячейки. Применять эту фотогальваническую черепицу можно при любом уклоне – от плоской крыши до размещения на фасаде здания.
Поставляется фотогальваническая черепица Tegosolar в виде гибких панелей размером 287.8х44.5х0.75 см в упаковках по 15 панелей. Одной упаковки будет достаточно, чтобы покрыть площадь в 16.64 м2 и получить максимальную суммарную мощность в 1.02 кВт.
Использовав такую упаковку специалисты компании Sun Shines смонтировали и запустили в эксплуатацию в Московской области первую в России солнечную миниэлектростанцию на фотогальванической черепице.
Единственное, что может испортить настроение при выборе фотогальванической черепицы Tegosolar – это цена. Стоимость одной панели колеблется в пределах от 480$ до 570$, то есть за упаковку придется выложить от 7200$ до 8700$.
Комментариев нет:
Отправить комментарий