Saulės moduliai (saulės panelės): kaina, galia, tipai

Saulės energija vystoma daugiau nei šimtą metų. Pradžioje saulės energija buvo naudojama pirmiausia garui gaminti, kuris vėliau buvo naudojamas mašinoms varyti. Tačiau tik E. Bekerelis atrado fotovoltinį efektą, kuris leido saulės šviesą paversti saulės elektros energija. Saulės kolektoriai (dar vadinami fotovoltiniais kolektoriais arba saulės panelėmis) – tai prietaisas, kuris saulės šviesą, sudarytą iš energijos dalelių, vadinamų fotonais, paverčia elektros energija, kuri gali būti naudojama elektros apkrovoms maitinti.

Saulės moduliai renka švarią atsinaujinančiąją energiją saulės šviesos pavidalu ir paverčia ją elektra, kurią galima naudoti elektros energijos tiekimui. Saulės modulius sudaro keli atskiri saulės elementai, kurie yra sudaryti iš silicio, fosforo (kuris suteikia neigiamą krūvį) ir boro (kuris suteikia teigiamą krūvį) sluoksnių.

Vidutinio namo stogo plotas yra daugiau nei pakankamas, kad ant jo būtų galima įrengti reikiamą saulės modulių skaičių ir pagaminti pakankamai saulės elektros energijos visiems poreikiams patenkinti, o pagamintos elektros energijos perteklių perkelti į pagrindinį elektros energijos tinklą.

Kas yra saulės modulis? Kokią funkciją jis atlieka?

Saulės moduliai gaminami pjaustant kristalinį silicį (dar vadinamą plokštelėmis), kuris yra milimetro plonumo. Šios plokštelės įdedamos tarp apsauginio stiklo, izoliacijos ir apsauginio galinio lakšto, iš kurių ir susidaro saulės modulis. Keli saulės moduliai, sujungti tarpusavyje, sudaro saulės kolektorių, o galiausiai – saulės elektrinės sistemą.

Saulės moduliai saulės energiją paverčia elektra, kurią galima naudoti namams, įmonėms ir kitiems elektros prietaisams maitinti. Čia pateikiama trumpa saulės kolektorių veikimo apžvalga:

1. Saulės šviesa patenka į saulės modulius: saulės šviesa patenka į saulės modulį, ją sugeria kolektoriaus medžiagos, dažniausiai silicis.
2. Fotovoltinis efektas: dėl sugertos saulės šviesos silicio atomų elektronai sužadinami ir juda, todėl susidaro elektros srovė. Tai vadinama fotovoltiniu efektu.
3. Elektros energijos surinkimas: elektros srovė surenkama laidžiaisiais metaliniais kontaktais, esančiais saulės modulio viršuje ir apačioje, ir laidais siunčiama į keitiklį.
4. Elektros energijos konversija: įtampos keitiklis saulės modulių gaminamą nuolatinės srovės elektrą paverčia kintamosios srovės elektra, kurią galima naudoti elektros prietaisams maitinti.
5. Elektros energijos paskirstymas: kintamosios srovės elektra paskirstoma po visą namą ar pastatą, kur ja galima maitinti elektros prietaisus.

Saulės modulių tipai

Yra keletas skirtingų saulės modulių tipų, kurių kiekvienas turi savitų privalumų ir trūkumų. Štai keletas labiausiai paplitusių saulės kolektorių tipų.

Monokristaliniai saulės moduliai

Monokristalinės saulės modulių plokštės dėl savo galios ir efektyvumo iki šiol yra dažniausiai naudojamos saulės kolektorių plokštės, skirtos gyvenamiesiems namams. Monokristalinių saulės kolektorių efektyvumas gali būti didesnis nei 20 %, todėl jie yra patys efektyviausi rinkoje.

Vienas iš paprasčiausių būdų atpažinti monokristalinį saulės kolektorių yra jo spalva. Paprastai modulio ląstelės akiai atrodo juodos, nes šviesa sąveikauja su aukštos kokybės siliciu, todėl modulis gerai veikia esant silpnam apšvietimui. Dėl šios priežasties jie yra efektyvesni, nes juodi paviršiai lengviau sugeria šviesą.

Polikristaliniai saulės moduliai

Polikristalinės saulės kolektorių plokštės naudojamos jau gana seniai ir yra paplitusios tarp daugelio asmenų, norinčių naudoti saulės energiją už nedidelį biudžetą. Šių tipų saulės modulių efektyvumas paprastai būna 15-17 %. Nors jos nėra tokios efektyvios kaip monokristalinės, jų privalumas yra jų kaina. Taip yra todėl, kad šie elementai gaminami iš daugelio silicio fragmentų, todėl ir vadinami „poli”, o ne iš vieno gryno silicio kristalo, kuris naudojamas monokristaliniuose elementuose.

Plonasluoksnės saulės plokštės

Plonasluoksnių saulės kolektorių efektyvumas ir galia paprastai yra mažesni nei monokristalinių ir polikristalinių kolektorių. Nors efektyvumas gali skirtis priklausomai nuo tam tikros saulės elementuose naudojamos medžiagos, paprastai jų efektyvumas būna 11 %. Mažesnis naudingumo koeficientas reiškia, kad norint pagaminti tiek pat elektros energijos, kiek monokristalinės ar polikristalinės saulės sistemos, reikia įrengti daugiau plonasluoksnių saulės kolektorių.

Saulės baterija, saulės modulis ar saulės kolektorius? Savokų skirtumai

Saulės baterija, saulės modulis ir saulės kolektorius yra trys skirtingi saulės energijos sistemos komponentai. Čia pateikiami jų skirtumai:

Saulės baterija – tai prietaisas, kuriame kaupiama saulės kolektoriaus arba saulės modulio pagaminta energija. Saulės baterijos dažniausiai naudojamos ne tinkle veikiančiose saulės energijos sistemose arba vietovėse, kuriose dažnai nutrūksta elektros energijos tiekimas.

Saulės modulis iš esmės yra tas pats, kas saulės kolektorius, tačiau jis skirtas didesnei sistemai. Saulės modulį sudaro kelios saulės baterijos, sujungtos į vieną visumą. Saulės modulio paskirtis – tiekti didesnį energijos kiekį, nei gali tiekti viena saulės baterija.

Saulės kolektorius – tai fotovoltinių elementų masyvas, kuris saulės šviesą paverčia elektra. Saulės kolektorius sudaro keli tarpusavyje sujungti saulės elementai.

Apibendrinant galima pasakyti, kad saulės kolektorius yra atskiras įrenginys, kuris saulės šviesą paverčia elektra, saulės modulis – tai saulės kolektorių, sujungtų tarpusavyje, rinkinys, o saulės baterija – tai prietaisas, kuriame saugoma saulės kolektorių arba saulės modulių pagaminta energija.

Kokia yra optimali saulės modulių kaina?

Optimali saulės modulių kaina gali skirtis priklausomai nuo daugelio veiksnių, pavyzdžiui, naudojamų medžiagų kokybės, modulių efektyvumo, modulių dydžio ir gamybos proceso.

Apskritai saulės modulių kaina per pastarąjį dešimtmetį mažėjo dėl technologijų pažangos ir masto ekonomijos. Remiantis Nacionalinės atsinaujinančiosios energijos laboratorijos duomenimis, 2019 m. vidutinė saulės modulių kaina Jungtinėse Valstijose buvo apie 0,25 JAV dolerio už vatą, palyginti su 4 JAV doleriais už vatą 2006 m. Tuo tarpu Lietuvoje 1 W kaina svyruoja nuo 0,43 centų iki 0,56 centų.

Tačiau optimali saulės modulių kaina priklausys nuo konkrečių kiekvieno projekto aplinkybių. Reikės atsižvelgti į tokius veiksnius, kaip įrengimo vieta, saulės šviesos kiekis, kurį gaus plokštės, ir kitų saulės energijos sistemos komponentų (pvz., inverterių ir montavimo įrangos) kaina.

Kaip išsirinkti saulės panelę? Parametrai

Rinkdamiesi saulės modelius, turėtumėte atsižvelgti į keletą parametrų, kad pasirinktumėte geriausiai jūsų poreikius atitinkantį variantą. Štai keletas pagrindinių parametrų, į kuriuos reikėtų atsižvelgti:

• Efektyvumas: saulės modulio efektyvumas rodo, kaip efektyviai jis saulės šviesą paverčia elektra. Didesnio efektyvumo moduliai pagamins daugiau energijos tam tikrame įrengimo plote, todėl jos yra geras pasirinkimas vietovėse, kuriose yra mažai vietos.
• Galingumas: saulės modulio išėjimo galia paprastai matuojama vatais. Šis parametras parodo, kiek elektros energijos skydelis gali pagaminti idealiomis sąlygomis.
• Ilgaamžiškumas ir patikimumas: saulės modulių plokštės skirtos naudoti daugelį metų, tačiau jų ilgaamžiškumas ir patikimumas gali skirtis priklausomai nuo medžiagų ir konstrukcijos kokybės.
• Temperatūros koeficientas: temperatūrinis saulės modulio koeficientas parodo, kiek mažėja modulio efektyvumas didėjant temperatūrai.
• Kaina: saulės modulio kaina yra svarbus kriterijus daugeliui žmonių. Nors didesnio efektyvumo moduliai gali kainuoti brangiau, ilgainiui jie gali geriau atsipirkti, nes pagamina daugiau elektros energijos ir sumažina bendras išlaidas energijai.
• Tipas: yra įvairių tipų saulės modulių: monokristaliniai, polikristaliniai ir plonasluoksniai. Kiekvienas tipas turi savų privalumų ir trūkumų, todėl turėtumėte ištirti kiekvieną tipą ir išsirinkti tą, kuris geriausiai atitinka jūsų konkrečius poreikius.

Atsižvelgdami į šiuos parametrus, rinkdamiesi saulės modulių, galite pasirinkti kokybišką ir patikimą modulį, kuris užtikrins geriausią jūsų investicijų vertę.

Taigi, saulės moduliai yra viena iš svarbiausių saulės elektrinės dalių. Jų užduotis – krintančius saulės spindulius paversti elektros energija. Saulės modulių efektyvumo didinimo misija nuolat tobulėja tiek gamybos proceso, tiek efektyvumo požiūriu.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Ar saulės moduliams suteikiama garantija?

Jinko saulės moduliams standartiškai suteikiama 12-15 metų produkto garantija ir ne mažesnė nei 90%/80% po 10/25 metų efektyvumo garantija.

2. Kokia stogo danga tinkamiausia montuojant saulės elektrines?

Skirtingi saulės moduliai ir kiekviena danga turi tik konkrečiam deriniui skirtą tvirtinimo sistemą. Šių tvirtinimo sistemų kaina skirtinga, todėl norėdami paskaičiuoti tikslią saulės elektrinės kainą, svarbu žinoti stogo dangą. Pigiausia montuoti ant skardinio (ne trapecinės skardos) stogo. Brangiausia montavimo sistema – saulės elektrinėms ant bituminio, čerpių, šiferio ir ant plokščio stogo.

3. Ar būtinai saulės modulius turi būti sumontuotos pietų kryptimi?

Ne nebūtinai, tik saulės modulių efektyvumas bus mažesnis negu pietų kryptyje sumontuotų.

4. Kiek vietos užima 1 kw saulės panelė?

Jei saulės elektrinė statoma ant šlaitinio stogo, 1 kW įrengti reikia nuo 4,5 iki 5 m² stogo ploto. Tuo atveju, jei ant stogo yra šešėliuojančių objektų reikalingas didesnis stogo plotas.

5. Ar reikia valyti saulės paneles?

Valydami sniegą nuo saulės jėgainės, rizikuojate pažeisti ar sugadinti saulės modulius. Neteisingai tai darydami, galite pakenkti elektrinės ilgaamžiškumui, o netyčia sugadinę svarbias detales – net netekti garantijos.

6. Per kiek laiko atsiperka saulės elektrinė?

Paskaičiuota, jog pasinaudojus parama, investicijos į saulės elektrinę turėtų atsipirkti per 6-7 metus.