lovesouthernsocial.com

Fotonaponska ili toplotna energija? Razumite sve o razlikama između njih i pronađite najprikladniji tip za vaš slučaj

Vivint Solar slika u Unsplash-u

Nafta i ugalj su široko korišćeni izvori energije, ali izuzetno zagađuju. Dakle, u nastojanju da objedini energetsku efikasnost i male uticaje na planetu, sve više se traži upotreba obnovljivih izvora energije. U ovom okruženju, solarna energija se istakla i sve se više istražuje, kako za proizvodnju u poslovnom sektoru tako i u stambenim sistemima.

Šta je solarna energija?

Sunčeva energija je elektromagnetna energija čiji je izvor sunce. Iz tog razloga, smatra se održivim i čistim izvorom energije, koji ne proizvodi otpad osim komponenti kompleta i takođe donosi ekološke prednosti u smislu smanjenja emisije gasova staklene bašte.

Može se transformisati u toplotnu ili električnu energiju i primeniti u različite svrhe. Dva glavna načina korišćenja solarne energije su proizvodnja električne energije i solarno zagrevanje vode.

Za proizvodnju električne energije koriste se dva sistema: heliotermalni, u kome se zračenje prvo pretvara u toplotnu energiju, a kasnije u električnu energiju (koristi se uglavnom u elektranama i, stoga, neće biti razmatrana); i fotonaponska, u kojoj se sunčevo zračenje direktno pretvara u električnu energiju. Solarna toplotna energija se, pak, dobija hvatanjem elektromagnetnog zračenja, nakon čega sledi njena transformacija u toplotu, odnosno u toplotnu energiju. Na ovaj način obezbeđuje zagrevanje vode u stambenim, građevinskim i poslovnim sistemima.

Ispod možete pronaći rezime karakteristika i razlika između dve glavne vrste solarne energije za kuće: fotonaponske energije i toplotne energije.

Fotonaponski

Koncept fotonaponske energije je proizvodnja električne energije na nekonvencionalan način, odnosno putem sunčevog zračenja, bez potrebe da se prolazi kroz fazu toplotne energije.

Kao i u heliotermnom, iu fotonaponskom solarnom energetskom sistemu postoji nekoliko modela kolektora (ili solarnih panela) koji predstavljaju veću ili manju energetsku efikasnost. Najčešći su monokristalni, polikristalni i tanki film.

Glavne komponente fotonaponskog energetskog sistema su paneli, noseća konstrukcija, kontroleri punjenja, invertori i baterije.

Ne zaboravite da obezbedite da komponente koje se koriste su sertifikovane od strane Nacionalnog instituta za metrologiju, kvalitet i tehnologiju (Inmetro), koji je primenio Odredbu br. 357 2014. godine, sa ciljem uspostavljanja pravila za proizvodnu opremu.

Vreme otplate je promenljivo i zavisi od količine energije koju nekretnina zahteva. Uprkos tome, prednost kućnog sistema je vezana za to koliko korisnik može da uštedi: kada se dostigne vreme povrata, račun za energiju više neće morati da se plaća.

Како то ради?

Solarni paneli ili paneli su sistemi za proizvodnju mikro energije sastavljeni od fotonaponskih ćelija. Skup panela formira solarni modul. Fotonaponske ćelije su napravljene od poluprovodničkih materijala kao što je silicijum. Kada je pločasta ćelija izložena svetlosti i uhvati njenu energiju, deo elektrona u osvetljenom materijalu apsorbuje fotone (energetske čestice prisutne na sunčevoj svetlosti).

Slobodni elektroni se prenose u fluksu pomoću poluprovodnika sve dok ih ne povuče električno polje, koje se formira na području spoja materijala pomoću razlike električnog potencijala koja postoji između ovih poluprovodničkih materijala. Slobodni elektroni se zatim vade iz solarne ćelije i stavljaju na raspolaganje da se koriste kao električna energija.

Za razliku od heliotermalnog sistema, fotonaponski sistem ne zahteva veliko sunčevo zračenje za svoj rad. Međutim, količina proizvedene energije zavisi od gustine oblaka, pa mali broj oblaka može rezultirati većom proizvodnjom električne energije u odnosu na dane potpuno otvorenog neba, zbog fenomena refleksije sunčeve svetlosti.

Efikasnost konverzije se meri proporcijom sunčevog zračenja koje pada na površinu ćelije koje se pretvara u električnu energiju. Trenutno najefikasnije ćelije pružaju oko 25% efikasnosti.

Vlada trenutno razvija projekte za proizvodnju fotonaponske energije kako bi zadovoljila energetske potrebe ruralnih i izolovanih zajednica, prema Ministarstvu životne sredine. Ovi projekti se fokusiraju na oblasti kao što su:

• Pumpanje vode za domaćinstvo;
• Navodnjavanje i uzgoj ribe;
• Улична расвета;
• Sistemi za kolektivnu upotrebu (elektrifikacija škola, zdravstvenih ustanova i domova zajednice);
• Кућна нега.

Postoje i dva različita tipa fotonaponskih sistema: oni koji su povezani na mrežu (na mreži ili grid tie) ili one izolovane od mreže (van mreže ili samozaposlen). Jedna od glavnih razlika između njih je sastav kompleta, jer prvi nema uređaje za skladištenje energije, odnosno ne zahteva upotrebu baterije i kontrolera punjenja. Druga bitna razlika između njih je u tome što prvi treba da bude povezan na konvencionalnu elektrodistributivnu mrežu, dok se drugi može instalirati u udaljenijim regionima.

Za sisteme povezane sa mrežom, Zakon 10,438/02 predviđa ekonomske koristi u vidu energetskih kredita onima koji u svom domu proizvode više energije nego što zahtevaju, odnosno trenutnu uštedu u novcu koja bi bila vezana za plaćanje. računa za struju za mesece kada rezidencija proizvodi manje energije nego što je potrebno.

Nažalost, još uvek postoji malo podsticaja i finansijskih linija za ovu vrstu energije u Brazilu, kojima je još uvek teško pristupiti i imaju malo primenljivosti. Očekuje se da će se, sa rastom potrošnje fotonaponskih energetskih sistema, pojaviti sve primenljiviji i dostupniji podsticaji za zajedničko stanovanje.

Termička eksploatacija

Drugi način da se iskoristi sunčevo zračenje je toplotno grejanje. Toplotno grejanje se može vršiti kroz proces apsorpcije sunčeve svetlosti od strane kolektora, koji se inače postavljaju na krovove zgrada, kondominijuma i rezidencija.

Kako je incidenca sunčevog zračenja na površini zemlje mala, potrebno je postaviti nekoliko kvadratnih metara kolektora. Svaki model kolektora (koji može biti otvoren, zatvoren ili vakuumski cevasti) ima karakterističnu energetsku efikasnost i može zagrejati vodu na određene temperature. Zbog toga uvek postoji pogodniji model, u zavisnosti od namene zagrejane vode (koja može biti između ostalog za kupatila, bazene, grejanje prostora).

Prema podacima Nacionalne agencije za električnu energiju (Aneel), za snabdevanje zagrejanom vodom u kući od tri do četiri stanara potrebno je 4 m² kolektora. Iako je potražnja za ovom tehnologijom pretežno stambena, postoji interesovanje i iz komercijalnog sektora, kao što su javne zgrade, bolnice, restorani, hoteli i druga preduzeća.

Vreme povrata investicije u solarnu toplotnu energiju ima tendenciju da varira, obično u intervalu od 18 do 36 meseci. Korisni vek solarnog grejača se procenjuje na oko 240 meseci, što sistem čini veoma povoljnim i ekonomičnim.

Како то ради?

Princip rada termičke upotrebe je jednostavan: površina panela ima rebra od bakra ili aluminijuma, obično ofarbana u tamnu boju radi veće apsorpcije sunčevog zračenja. Dakle, ove peraje hvataju sunčevo zračenje i pretvaraju ga u toplotu. Toplotu apsorbuje tečnost koja se nalazi unutar panela (obično voda), koja se zatim transportuje pumpanjem kroz izolovane cevi, sve dok ne dođe do rezervoara tople vode (termalni rezervoar ili bojler).

Rezervoar tople vode je napravljen od izolacionog materijala, koji sprečava hlađenje vode i omogućava joj da se snabdeva na prijatnoj temperaturi čak iu periodima bez sunca.

Koje su prednosti i mane solarne energije?

Solarna energija se smatra obnovljivim i neiscrpnim izvorom energije. Za razliku od fosilnih goriva, proces generisanja električne energije iz sunčeve energije ne emituje sumpor-dioksid (SO2), okside azota (NOx) i ugljen-dioksid (CO2) – sve zagađujuće gasove sa štetnim uticajem na zdravlje ljudi i koji doprinose globalnom zagrevanju.

Solarna energija je takođe povoljna u poređenju sa drugim obnovljivim izvorima, kao što je hidraulika, jer zahteva manje velike površine. Pored toga, solarna energija ima brzu, brzu instalaciju i potpuno nečujan sistem.

Podsticanje solarne energije u Brazilu opravdano je potencijalom zemlje, koja ima velike površine sa upadnim sunčevim zračenjem i blizu je ekvatora. Према Savet za zelenu gradnju (GBC Brasil), još jedna prednost instaliranja solarne energije je procena vrednosti nekretnina (održiva svojstva cene i do 30%).

U slučaju fotonaponske energije, najčešće pominjana mana je njena implementacija, koja je i dalje relativno skupa. Pored troškova, postoji i niska efikasnost procesa, koja varira od 15% do 25%. Međutim, još jedna izuzetno važna tačka koju treba uzeti u obzir u proizvodnom lancu fotonaponskog sistema je društveni i ekološki uticaj koji izaziva sirovina koja se najčešće koristi u proizvodnji fotonaponskih ćelija, silicijum.

Iskopavanje silicijuma, kao i svaka druga rudarska aktivnost, ima uticaja na tlo i podzemne vode područja eksploatacije. Pored toga, neophodno je da se radnicima obezbede dobri uslovi za rad, kako bi se izbegle nezgode na radu i razvoj bolesti. Međunarodna agencija za istraživanje raka (IARC) ističe da je kristalni silicijum kancerogen i da može izazvati rak pluća kada se hronično udiše.

Izveštaj Ministarstva nauke i tehnologije ističe još dve važne tačke u vezi sa fotonaponskim sistemom: odlaganje panela mora biti pravilno odloženo, jer predstavljaju potencijalnu toksičnost; a reciklaža fotonaponskih panela do sada nije dostigla zadovoljavajući nivo.

Još jedna važna tačka je da je, uprkos tome što je Brazil veliki proizvođač metalnog silicijuma, tehnologija za prečišćavanje silicijuma na solarnom nivou još uvek u fazi razvoja. Stoga, iako je obnovljiva i ne emituje gasove, solarna energija se i dalje suočava sa tehnološkim i ekonomskim preprekama. Uprkos tome što je obećavajuća, solarna energija će postati ekonomski isplativa, uz smanjenje cene samo uz saradnju javnog i privatnog sektora, i uz ulaganje u istraživanja za unapređenje tehnologija koje obuhvataju ceo proizvodni proces.