Bateria słoneczna, czyli darmowy prąd ze słońca

W ciągu ośmiu minut Słońce dostarcza Ziemi tyle energii, ile zużywa się na niej w ciągu całego roku. Co więcej, dostarcza ją za darmo i tak będzie jeszcze przez kilka milionów lat. Żeby z niej korzystać, wystarczy bateria słoneczna. Dowiedz się, co to są baterie słoneczne, jak wytwarzają prąd i gdzie je najlepiej zamontować. Sprawdź, ile kosztuje darmowa energia słoneczna... 

Baterie słoneczne - zasilanie awaryjne domu

Ogniwa fotowoltaiczne i ogrzewanie elektryczne

Ogniwa fotowoltaiczne. Cel: sprzedaż prądu

Energia słoneczna

Baterie słoneczne najczęściej instaluje się na dachach domów, ale można je z powodzeniem montować na dachach przybudówek, na przykład werandy Autor: Andrzej Szandomirski

Co to jest bateria słoneczna?

Energię słoneczną „łapie się” i przetwarza w energię elektryczną za pomocą baterii słonecznych, których elementy składowe nazywane są fotoogniwami lub ogniwami fotowoltaicznymi.

Ogniwo fotowoltaiczne zbudowane jest z dwóch, przylegających do siebie, bardzo cienkich krzemowych płytek. Na styku tych płytek pod wpływem światła słonecznego powstają ładunki elektryczne. Od spodu ogniwo pokryte jest przewodzącą metalową powłoką, od góry - metalową siatką. Ich zadaniem jest odprowadzenie powstającego w ogniwie prądu stałego.

Ogniwa łączy się zwykle w zestawy. Dla potrzeb budownictwa zamyka się je jeszcze w szczelnych obudowach z szyb lub pleksi.

Baterie słoneczne nie wystarczą - potrzebne są akumulatory i falowniki

Wytworzony w ciągu dnia prąd trzeba zmagazynować, by móc z niego korzystać po zmroku. Wtedy potrzeby są zwykle największe. Prąd magazynowany jest więc w akumulatorach. Większość domowych urządzeń elektrycznych jest przystosowana do zasilania prądem zmiennym, tymczasem baterie słoneczne wytwarzają prąd stały. Aby móc z niego korzystać, trzeba wyposażyć instalację w falownik. Będzie on przekształcał prąd stały w zmienny, o częstotliwości i napięciu odpowiadającym wymaganiom domowej sieci elektrycznej.

Projekt instalacji z bateriami słonecznymi

Jeżeli chce się efektywnie wykorzystywać baterie słoneczne, trzeba to zaplanować już podczas projektowania domu. Przede wszystkim po to, by do wymagań instalacji dostosować nachylenie dachu i jego ustawienie względem stron świata.

Gdzie i jak zamontować baterie słoneczne?

  • Gdzie? W domach jednorodzinnych baterie słoneczne umieszcza się zwykle na dachach. Można je montować na stojakach - nad powierzchnią dachu lub - jeśli dach jest spadzisty - bezpośrednio na jego pokryciu. Baterie słoneczne można także montować na elewacjach, markizach, żaluzjach zewnętrznych, dachach przybudówek lub na konstrukcjach wolno stojących. Baterie umieszczone w ramach okiennych zamiast szyby mogą służyć jako elementy zacieniające.
  • Jak? Niewielkie baterie słoneczne można zainstalować samodzielnie, zamawiając u producenta gotowy zestaw wraz z instrukcją montażu. Wykonanie większych instalacji lepiej powierzyć fachowcom.

Optymalne położenie baterii słonecznych

Baterie słoneczne powinny być skierowane na południe, ale mogą być nieznacznie odchylone od tego kierunku. Nie powinno się ich instalować w miejscach zacienionych. Bateria pracuje najefektywniej, gdy jej powierzchnia jest nachylona do poziomu pod kątem zbliżonym do 30°. Jeśli zamontuje się ją pionowo, jej wydajność będzie 5-35% mniejsza, ale za to nie zakryje jej śnieg ani opadające z drzew liście. Do baterii powinien być łatwy dostęp, aby można było ją wyczyścić.

Baterie słoneczne. Czy darmowy prąd ze słońca się opłaca?

Baterie słoneczne powinny być skierowane na południe, ale mogą być nieznacznie odchylone od tego kierunku. Nie powinno się ich instalować w miejscach zacienionych. Bateria pracuje najefektywniej, gdy jej powierzchnia jest nachylona do poziomu pod kątem zbliżonym do 30°. Autor: Andrzej T. Papliński

Ile prądu można uzyskać z baterii słonecznych?

W ciągu roku w Polsce z 1 m2 baterii słonecznych można uzyskać do 100 kWh energii elektrycznej. Teoretycznie więc ogniwo o powierzchni 25 m2 jest w stanie zaopatrzyć w energię elektryczną średniej wielkości dom jednorodzinny. Jednak pod warunkiem, że nie będzie się jej używać do podgrzewania wody i ogrzewania domu.

Ile kosztuje darmowa energia słoneczna?

Upowszechnienie wytwarzania prądu z energii słonecznej to jedno z ważniejszych zadań na najbliższą przyszłość. Przeszkodą są wysokie ceny potrzebnych do tego urządzeń.

W krajach Europy Zachodniej - dzięki dotacjom i preferencyjnym kredytom - baterie słoneczne stają się naprawdę popularne. Ale również w Polsce pojawiają się pierwsze domy z własnymi „elektrowniami” na dachach, choć mamy zaledwie kilka firm, które oferują baterie słoneczne. Zwykle są to firmy, które specjalizują się w sprzedaży i upowszechnianiu ekologicznych i niekonwencjonalnych źródeł energii. Zapewniają pełną obsługę: od projektowania do montażu i obsługi serwisowej.

To, ile ogniw trzeba zamontować (dwa czy może dziesięć), określane jest indywidualnie. Zależy od wielkości domu i zapotrzebowania na energię elektryczną.

Czy "darmową" energię można sprzedać?

Natura jest kapryśna. Słońce wcale nie chce "dawać" najwięcej energii wtedy, kiedy jest ona najbardziej potrzebna. Często jest wręcz odwrotnie. Co robić z nadmiarem prądu, którego nie można spożytkować we własnym zakresie? W krajach Europy Zachodniej można go odprowadzać do sieci energetycznej i na podstawie wskazań specjalnego licznika rozliczać się z właścicielem sieci.

A u nas? Rozporządzenie ministra gospodarki z 15 grudnia 2000 r. (Dz.U. nr 122, poz. 1336) nakazuje przedsiębiorstwom energetycznym, handlującym prądem lub ciepłem, włączenie do swoich zasobów energii ze źródeł niekonwencjonalnych, a więc z elektrowni wodnych, wiatrowych czy słonecznych. Określa również zasady kalkulacji opłat przez przedsiębiorstwa kupujące tego rodzaju energię. W praktyce oznacza to, że będzie można sprzedawać do sieci energetycznej nadmiar energii uzyskanej ze źródeł niekonwencjonalnych.

Warto wiedzieć

Ciepło czy światło, czyli czym się różni bateria słoneczna od kolektora?

Bateria słoneczna powstaje przez połączenie kilku ogniw. Służy do zamiany energii słonecznej w energię elektryczną. Energia elektryczna pozyskana ze Słońca jest gromadzona w akumulatorach, a następnie, zależnie od zapotrzebowania, przetwarzana na prąd o napięciu 12-, 24- lub 220 V i dostarczana do odbiorników. Baterii nie należy mylić z kolektorem słonecznym.

Kolektor słoneczny pochłania promieniowanie słoneczne i zamienia je na energię cieplną. Czynnik grzewczy przepływający w miedzianych rurkach odbiera wytworzone ciepło i przekazuje je do wymiennika, a stamtąd do instalacji: ciepłej wody użytkowej, centralnego ogrzewania lub instalacji basenowej.

W jednym domu mogą być zainstalowane i kolektor, i bateria słoneczna - wytwarzane wtedy będą jednocześnie i ciepło, i światło.

tekst: Peter Kuczia