Aurinkosähkö ja aurinkopaneelit rakennuksen sähkönlähteinä

Aurinkopaneelea omakotitalon katolla Jos etsit puhdasta, ympäristöystävällistä, hiljaista ja lähes ilmaista sähköenergialähdettä mökille tai omakotitaloon, aurinkosähkö ja sitä tuottavat aurinkopaneelit ovat erittäin houkutteleva vaihtoehto.

Miten aurinkopaneeli toimii

Aurinkopaneelit perustuvat valokennoihin. Valokenno on elektroninen laite, joka kehittää sähköisen jännitteen, kun se altistetaan valolle. Kun useampi aurinkokenno liitetään yhteen saadaan aurinkokennomoduuli. Liitämällä moduulit yhteen muodostuu aurinkopaneeli, jonka pinta-ala ratkaisee sen jännitteen ja tehon.

Tuotettu jännite on tasavirta (DC), joka ei kelpaa sellaisenaan laitteiden energialähteeksi. Tasavirta lataa akkua, josta virta siirtyy invertteriin, joka puolestaan tuottaa saman jännitteen ja taajuuden jonka saisimme sähkölaitoksesta. Akku myös varastoi aurinkoenergiaa, jotta sitä voidaan käyttää myös öisin tai pilvisinä aikoina.

Aurinkopaneelien asennussarja kodille tai mökille koostuu itse paneelista, akuista, invertteristä, akunlatauslaitteesta, katkaisimista ja sähköjohdoista.

Sähköntuotanto

Tuotetun aurinkosähkön määrä riippuu kulmasta, jossa auringonvalo osuu paneeliin, valon voimakkuudesta ja auringonvalon kestosta.

Ennen kuin etsit aurinkopaneelien asennussarjaa, sinun on ensin varmistettava, että aurinkokennot saavat riittävästi auringonvaloa niiden kuukausien aikana, jolloin aiot käyttää mökkiäsi. Jos aiot harrastaa pilkkimistä keskellä järveä talvisin, aurinkopaneelit eivät todellakaan ole hyvä valinta. Auringonvalo ei yksinkertaisesti riitä tuottamaan tarvittavaa tehoa. Lisäksi, jos päivät ovat hyvin lyhyitä, niin akku ei ehkä lataudu tarpeeksi tuottaakseen sähköä yöllä tai pilvisinä aikoina. Käyttökelpoisen auringonvalon määrä, eli tuleva auringonsäteily (insolation), mitataan kilowatteina neliömetriä kohti päivässä (kWh / m 2 / vrk). Aikomallesi asennusalueelle tulevan auringonsäteilyn määrä löytyy Internetin aurinkosäteilykartoista (esim. www.gaisma.com).

Teho

Tehon tarpeen ymmärtäminen on ensimmäinen askel kohti sopivan asennussarjan valintaa mökille tai omakotitaloon. Vaikka aurinkopaneelien käyttökustannukset ovat mitättömiä, alkuinvestointi on melkoinen. Moottoreilla varustetut paneelit, jotka seuraavat aurinkoa, ovat kalleimpia. Monissa maissa aurinkosähkö ja vaihtoehtoiset energiamuodot saavat tukea hallitukselta.

On järkevää käyttää vain olennaisia laitteita, kuten valaisimia ja kannettavien laitteiden latureita. Laske yhteen kaikkien niiden laitteiden tehontarve, joita oletat käyttäväsi samanaikaisesti.; esimerkiksi: vaikkapa 300 wattia valaisimille, 150 wattia tuulettimille ja 50 wattia kannettavalle tietokoneelle, matkapuhelinten latureille ja pienille laitteille, eli yhteensä 500 wattia. Lisää 25% turvamarginaali, joka kattaa käynnistyksen aiheuttamia ylijänniteaaltoja ja ehkä muutamia lisälaitteita. Tämä tarkoittaa, että tarvitset aurinkopaneelin asennussarjan, jonka nimellishuipputeho on 625 wattia.

Et kuitenkaan käytä kaikkia laitteita koko ajan. Oletetaan, että käytät keskimäärin 300 wattia täsmälleen 14 tuntia päivässä. Päivittäinen energiankulutuksesi on sitten 4200 wattituntia. On epätodennäköistä, että paneeli yksin tuottaa tätä määrä energiaa jatkuvasti, koska aurinko ei välttämättä ole näkyvissä tarpeeksi kauan. Kun auringonvaloa ei ole saatavana, akku toimittaa sinulle sähköä invertterin kautta. Nyt voidaan siis laskea itse paneelin luokitus. Oletetaan, että saat keskimäärin 10 tuntia aurinkoa päivässä. Paneelin keskimääräisen tehon on siis oltava 4200/10 = 420 wattia. Tästä 300 wattia kuluu kodin sähkölaitteille ja loput akun lataamiseen. Mutta tämä on vain tehon keskiarvo.

Todellisuudessa tuotanto vaihtelee riippuen auringon ja paneelin kulmasta sekä pilvisyydestä. Jos oletamme, että keskimääräinen teho on puolet huipputehosta, niin itse aurinkopaneelin tehon on oltava 420 X 2 = 840 wattia. Kun otetaan huomioon invertterin tehottomuus ja muut sähköhäviöt, tarvitset paneelin, jonka nimellisteho on 1000 wattia. Muista, että kyseessä on huipputeho, mikä on käytettävissäsi vain, kun aurinko paistaa suoraan paneeliin, eli kun aurinko on kohtisuorassa paneelin pintaan nähden aurinkoisena päivänä ilman pilviä tai utua.

Aurinkopaneelien tyypit

On olemassa 3 aurinkopaneelityyppiä.

Yksikiteinen pii

Näissä paneeleissa on pienimmät ja tehokkaimmat aurinkokennot. Ne ovat kuitenkin myös kalleimmat. Jos tilaa on niukasti ja kustannukset eivät haittaa, yksikiteinen pii hyvä valinta.

Monikiteinen pii

Nämä kennot ovat kooltaan suurempia kuin yksikiteiset, mutta teknologian viimeaikaiset edistysaskeleet ovat pienentäneet eroja. Nämä ovat halvempia, mutta tehokkuutensa ja suorituskykynsä puolesta täysin hyväksyttäviä. Siksi ne ovat erittäin suosittu valinta.

Amorfinen pii

Nämä ovat isoimmat ja myös vähiten tehokkaimmat. Etuna niillä kuitenkin on se, että ne toimivat hyvin heikoissa valaistusolosuhteissa. Jos sinulla on runsaasti tilaa, voit harkita amorfista piitä vaihtoehtona. Toinen etu on se, että amorfisesta piistä valmistetut paneelit ovat erittäin joustavia ja niitä voidaan taivuttaa katon muodolle sopiviksi.

Hybridipaneelit

Näissä paneeleissa monikiteisen piin päälle lisätään amorfinen pii-kerros. Etuna on mm. parempi tehotiheys ja isompi tehokkuus heikolla valointensiteetillä. Haittapuolena ovat esim. suuremmat kustannukset ja vähäisempi joustavuus.

Asennuksesta

Tavallisesti aurinkopaneelit asennetaan mökin tai omakotitalon katolle, jotta ne saavat mahdollisimman paljon auringonvaloa ja ovat samalla poissa tieltä. Niitä voidaan asentaa myös maalle, varsinkin, jos ne seuraavat auringon kulkua. Asennuksen voi tehdä itse noudattamalla valmistajan ohjeita, mutta tämä sopii vain todellisille tee-se-itse-miehille ja naisille. Useimmille on parasta pyytää jälleenmyyjää tekemään myös auronkopaneelien asennuksen.