Odnawialne Źródła Energii – rodzaje

59

Coraz więcej osób inwestujących w budowę domów decyduje się na korzystanie z odnawialnych źródeł energii. Nowoczesne panele fotowoltaiczne, kolektory słoneczne czy przydomowe elektrownie wiatrowe są nie tylko korzystne dla środowiska naturalnego, lecz także bardzo energooszczędne. Nic zatem dziwnego, że urządzenia te z roku na rok stają się w Polsce coraz bardziej popularne.

Odnawialne źródła energii są korzystnym sposobem na ulokowanie swoich oszczędności. Co więcej te alternatywne źródła pozyskiwania energii są bardzo przyjazne dla środowiska naturalnego. Nie generują one zbędnego hałasu ani zanieczyszczeń, a co więcej charakteryzują się niezawodnością i bezpieczeństwem w czasie użytkowania. Ogniwa fotowoltaiczne wytwarzają bowiem w pełni ekologiczny prąd elektryczny z bezpłatnej oraz odnawialnej energii słonecznej. Dzięki ich zastosowaniu, każdy właściciel może samodzielnie wytworzyć energię elektryczną potrzebną do funkcjonowania gospodarstwa domowego.

W jaki sposób działają instalacje fotowoltaiczne?

Posiadanie własnych paneli fotowoltaicznych to energetyczna niezależność na wiele długich lat. Nic zatem dziwnego, że ciągle wzrasta zapotrzebowanie na usługi związane z projektowaniem, oraz montażem instalacji fotowoltaicznych. Cieszą się one popularnością zarówno wśród klientów indywidualnych jak i prywatnych firm.

Instalacje fotowoltaiczne tworzy zespół urządzeń, które umożliwiają konwersję energii słonecznej na elektryczną. Panele słoneczne po przechwyceniu energii pochodzącej z promieniowania słonecznego przesyłają ją do falownika, w którym przekształcana jest ona w energię elektryczną niezbędną do zasilania domu czy firmy.

Podstawowymi elementami instalacji fotowoltaicznej są:

– moduły fotowoltaiczne, które przekształcają energię słoneczną w elektryczną. Są one łączone w odpowiednio skonfigurowane ze sobą zestawy
– falowniki – zwane inwerterami, które zajmują się przekształcaniem prądu stałego na prąd zmienny o napięciu oraz częstotliwości sieciowej
– licznik dwukierunkowy – który to pozwala na odczyt ilości wytworzonej oraz zużytej energii elektrycznej
– okablowanie – łączy ono poszczególne panele z inwerterem i odpowiada za zapewnienie przepływu prądu
– konstrukcje wsporcze – które umożliwiają ustawianie paneli na wybranym gruncie lub na montaż na dachu budynku z zachowaniem odpowiedniego kąta względem padania promieni słonecznych
– systemy nadążne – które umożliwiają odpowiednie ustawianie paneli w stosunku do kierunku padania promieni słonecznych

Budowa instalacji fotowoltaicznej wymaga posiadania specjalistycznej wiedzy w tym zakresie. Ilość pozyskiwanej energii zależy przede wszystkim od ilości paneli oraz intensywności promieniowania słonecznego. Szacuje się, że w polskim klimacie na tę samą powierzchnię pada w postaci promieniowania słonecznego do dziesięciu razy mniej energii w grudniu, niż w słonecznym czerwcu.
Najbardziej popularny jest wariant dachowy, ale montaż ma sens tylko wtedy, gdy dach budynku jest wystawiony na południe i posiada odchylenie do 45 stopni na wschód lub zachód. Z kolei konstrukcje oparte na gruncie wymagają posiadania większej działki, ale za to można je ustawić bardzo korzystnie, jeżeli chodzi o orientacje względem stron świata i kąt nachylenia.

Instalacje fotowoltaiczne można efektywnie wykorzystywać w połączeniu z pompą ciepła. Dzięki takiemu rozwiązaniu nie tylko chronimy środowisko naturalne, ale również zyskujemy na niższych rachunkach, gdyż wytworzona przez panele fotowoltaiczne energia elektryczna zapewnia automatyczną pracę pompy ciepła odpowiadającą za centralne ogrzewanie i ciepłą wodę użytkową.

W jaki sposób działają kolektory słoneczne?

Co prawda zasada działania kolektorów słonecznych oraz ogniw fotowoltaicznych jest zupełnie inna, niemniej bardzo często urządzenia te są mylone. Niemniej ich wspólną cechą jest to, że służą one do przechwytywania energii słonecznej i przetwarzania jej na energię elektryczną.
Najważniejszym zadaniem kolektorów słonecznych jest konwersja energii promieniowania słonecznego na ciepło. Pozyskana tym sposobem energia może służyć do podgrzewania wody użytkowej oraz skutecznie wspomagać układ centralnego ogrzewania.
Kolektory słoneczne charakteryzują się bardzo wysoką wydajnością. Posiadają one bardzo stabilną i wytrzymałą konstrukcję, dzięki czemu gwarantują one wieloletnie działanie.

Proces polegający na wykorzystywaniu promieni słonecznych do podgrzania wody z udziałem kolektorów przebiega w następujących etapach:

– kolektor pochłania oraz zamienia promieniowanie słoneczne w ciepło
– ciepło odbiera czynnik roboczy, najczęściej w postaci płynu niezamarzającego
– płyn ten przepływa rurami do wężownicy, która jest umieszczona w zasobniku wody i przekazuje jej ciepło.

Obecnie w sprzedaży dominują:

– kolektory płaskie
– kolektory rurowe próżniowe

Urządzenia te różnią się między sobą przede wszystkim budową absorbera, a więc elementu pochłaniającego promieniowanie słoneczne. Ponadto różnią się one sposobem zabezpieczenia przed stratami ciepła do otoczenia.

W kolektorach płaskich zazwyczaj absorberem jest miedziana lub aluminiowa płyta, a od góry zabezpiecza je szyba o bardzo dużej wytrzymałości. Z kolei w kolektorach próżniowych absorber jest podzielony na wąskie pasy i po jednym z nich znajduje się w każdej rurze próżniowej. Specjalna powłoka absorbera, która to jest najczęściej wykonana na bazie tlenku tytanu powoduje, że świetnie pochłania on promieniowanie słoneczne.

Poszczególne kolektory słoneczne można zamontować:

– na dachu
– na południowej ścianie budynku
– przy ścianie na ziemi
– jako element wolno stojący

Najbardziej popularne jest instalowanie kolektorów solarnych na dachu budynków, bowiem wóczas nie zajmuje on dodatkowego miejsca na działce oraz nie zacienia budynku. Ponadto zazwyczaj kąt nachylenia połaci dachowej jest wystarczający do montażu tego urządzenia. Jeżeli dach budynku jest płaski, wówczas trzeba zamontować kolektor na specjalnych podporach.

Warto pamiętać o tym, że im większe jest w domu zużycie ciepłej wody, tym kolektory są inwestycją bardziej opłacalną. Kolektory potrafią podgrzać ciepłą wodę nawet w chłodniejszym okresie. Wystarczy kilka godzin słońca w ciągu dnia, żeby pogrzać wodę w zbiorniku o kilka stopni. Często urządzenia te okazują się ze względu na wysokie ceny energii niezastąpione w domach ogrzewanych prądem. Ponadto ich użyteczność doceniają właściciele domów ogrzewanych kotłem na paliwo. Ciepłą wodę można uzyskiwać z kolektorów, dogrzewając ją jedynie podgrzewaczem elektrycznym.

Przydomowe elektrownie wiatrowe – opłacalność i działanie

Przydomowe turbiny wiatrowe zaliczane są do prostych konstrukcji, w których energia elektryczna zostaje wytworzona w generatorze napędzanym przez łopaty wirnika. W domowych warunkach najczęściej stosowane są elektrownie o poziomej osi obrotu wirnika, składające się z następujących elementów:

– wirnik – element ten może składać się z jednego, dwóch, a nawet trzech płatów. Znajduje się on bezpośrednio na wale wolnoobrotowym. Obroty wirnika są przekazywane do wału szybkoobrotowego przez skrzynię przekładniową. Wał ten łączy się z wałem generatora. Natomiast generator, transformator, przekładnie i sterowniki są umieszczone w specjalnej gondoli. W polskich warunkach atmosferycznych najlepiej sprawdzają się wirniki, które są przystosowane do powolnego obrotu.

– turbina wiatrowa – element ten decyduje o wydajności oraz mocy elektrowni. Odpowiada on za pozyskiwanie energii elektrycznej pochodzącej z podmuchów wiatru.

– generator – urządzenie to zmienia energię kinetyczną ruchu obrotowego wirnika, w energię elektryczną. Musi on być idealnie dobrany do specyfikacji turbiny, bowiem poprawne współdziałanie obu tych elementów zapewnia sprawne działanie elektrowni.

Niewielkie, przydomowe elektrownie wiatrowe posiadające poziomą oś obrotu wirnika nie wytwarzają hałasu oraz szkodliwych fal elektromagnetycznych. Mogą one być bezpiecznie ulokowane na dachu lub bezpośrednio przy budynku mieszkalnym.
Moc elektrowni zależy przede wszystkich od parametrów turbiny oraz położenia geograficznego. Wyróżnia się:

– małe elektrownie wiatrowe o mocy 500 W, które to są najtańsze, ciche oraz w pełni mobilne. Instalacja elektrowni o takiej mocy nadaje się jedynie do zasilenia pomp oczek wodnych, bram automatycznych oraz odbiorników radiowych

– przydomowe elektrownie wiatrowe o mocy 1000 W. Turbina o tej mocy nadaje się do wspomagania ogrzewania wody oraz zasilania oświetlenia domu

– turbiny o mocy 2 Kw. Są one zdolne do zasilenia podstawowych urządzeń AGD, oświetlenia mieszkania oraz podgrzewania wody. Doskonale sprawdzają się w domkach letniskowych i w ocieplonych domkach jednorodzinnych

– elektrownie o mocy 3 Kw. – Do takich instalacji można bez problemu podłączyć wszystkie drobne urządzenia AGD, oświetlenie, a ponadto świetnie nadają się do podgrzewania wody. Turbina o takiej mocy jest świetnym rozwiązaniem w domach energooszczędnych

– elektrownie domowe o mocy 5 Kw. Turbina o takiej mocy może zasilać wszystkie urządzenia AGD, podgrzewać wodę, nawet wspomagać instalacje centralnego ogrzewania

– turbiny wiatrowe o mocy 10 Kw – ich moc sprawia, że są w stanie z powodzeniem zaspokajać wszystkie potrzeby użytkowników domu jednorodzinnego, a ewentualny nadmiar energii może być sprzedawany do sieci publicznej.

Najbardziej korzystną lokalizacją dla elektrowni wiatrowych jest pas nadmorski począwszy od Świnoujścia, aż do Zatoki Gdańskiej oraz rejony Suwalszczyzny. W tych miejscach bowiem występują regularne oraz intensywne porywy wiatru, które zapewniają odpowiednią wydajność elektrowni wiatrowych.

Aby domowe turbiny wiatrowe sprawnie działały, powinny one znajdować się zawsze powyżej powierzchni dachu. Zatem należy je montować bezpośrednio na dachu lub przynajmniej na 12 metrowym maszcie. Wyjątkiem są małe elektrownie wiatrowe umieszczone na wzniesieniu znajdującym się w pewnej odległości od budynku mieszkalnego. Wówczas to przestrzeń nie powinna być zasłaniana przez drzewa czy inne budynki.

Artykuł powstał we współpracy z firmą Sun Energy Solutions – www.sunes.pl

Materiał partnera

 

ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here