1804 Bezmaksas tālrunis
Uzdot jautājumu
Mēs jums atbildēsim 3 stundu laikā

Saules enerģija un saules baterijas privātmājā: vai vērts?

Saules baterijas: uzzini, kas tās ir, kā tās funkcionē un vai ir vērts apsvērt šāda tipa “zaļās” enerģijas izmantošanu privātmājā?

Saules baterija (angliski: “solar panel”), fizikas valodā runājot, ir pusvadītāju (pusvadītājs ir materiāls ar izteiktu elektrovadītspēju atkarība no dažādiem ārējiem faktoriem, piemēram, temperatūras, apgaismojuma) fotoelektriskais ģenerators, kura funkcija ir saules starojuma enerģijas tieša pārvēršana elektriskajā enerģijā. Līdz šim saules bateriju nozīmīgākais pielietojums ir bijis visai tālu no ikdienas – saules baterijas lietotas, galvenokārt, kosmisko lidaparātu elektroapgādei, ņemot vērā, ka citu enerģijas avotu nodrošināšana šādos apstākļos ir problemātiska.

Taču mūsdienās aizvien populārāka kļūst saules bateriju izmantošana par enerģijas avotu ikdienā ne tikai nomaļās vietās, kur enerģijas apgāde ir problemātiska, bet arī privātmājās, kuru īpašnieki gluži vienkārši izlēmuši par labu šīs videi draudzīgās, atjaunojamās, un, ilgtermiņā, daudz izdevīgākās enerģijas izmantošanai. Savas privātmājas aprīkošana ar saules baterijām jeb saules paneļiem un šīs elektroenerģijas alternatīvas izmantošana nav tikpat vienkāršs process, kā tradicionālas energoapgādes lietošana, taču tam ir būtiskas priekšrocības, par kurām vairāk uzzināsi šajā rakstā!

Saules bateriju veidi un pielietojums

Aktīva saules bateriju izmantošana ēku siltuma un arī elektroenerģijas apgādes vajadzībām aizsākās pirms aptuveni 35 gadiem. Tolaik tika izstrādātas pirmās funkcionāli efektīvās termosolārās shēmas, tādējādi ļaujot saules radiācijai kļūt par tolaik progresīvāko lokālās enerģijas ģenerācijas veidu.  

Tolaik pieejamais tehniskais risinājums un termosolārās iekārtas bija piemērotas, lielākoties, ģeogrāfiskajiem reģioniem ar saules enerģijas efektīvai izmantošanai piemērotajiem klimatiskajiem apstākļiem, tas ir, saulainākajiem reģioniem ASV un Dienvideiropā. Taču, tehnoloģijai attīstoties, saules baterijas kļuva populārākas arī, tā saucamajā, mērenajā klimata joslā, kurā saulains laiks nav ikdienā garantēts.

Saules enerģija izmantojama gan siltuma enerģijas iegūšanā (termosolārās iekārtas izmanto ēku apkures sistēmās), baseinu apsildē un siltā ūdens sagatavošanā, gan arī elektroenerģijas ģenerācijā (saules enerģijas pārveidošanā tiešā elektriskajā enerģijā).

Pastāv divi saules enerģijas iegūšanas veidi. Fotoelektriskā (photovoltaic) saules enerģijas ražošanas tehnoloģija saules gaismu tiešā veidā pārvērš elektrībā, izmantojot paneļus. Savukārt, saules termālā (solar thermal) tehnoloģija enerģiju iegūst no saules siltuma. Šajā gadījumā siltuma enerģija tiek izmantota tieši – kā siltums, vai arī tiek sākotnēji konvertēta mehāniskajā enerģijā un pēc tam – elektrībā (tā tiek dēvēta par koncentrētu saules enerģiju).  

Saules enerģija ir viselastīgākais atjaunojamās enerģijas veids, jo abu veidu iegūšanas mehānismus var izmantot gan lielformāta, gan individuālās sistēmās. Gan fotoelektrisko tehnoloģiju, gan saules termālo tehnoloģiju var izmantot elektrostacijās, kas noklāj tūkstošiem kvadrātmetru un ražo enerģiju, kuru pēc tam ievada eletrotīklos. Tāpat abas tehnoloģijas pieejamas privātai izmantošanai – fotoelektriskie saules paneļi spēj saražot enerģiju elektrisku iekārtu darbināšanai, savukārt, saules termālo enerģiju individuālā līmenī izmanto māju apsiltināšanai vai ūdens uzsildīšanai.

Fotoelektriskā saules enerģija: saules bateriju veidi

Mūsdienās plaši tiek izmantota tieši fotoelektriskā saules enerģijas ražošanas tehnoloģija, ar kuras starpniecību saules gaisma tiešā veidā tiek pārvērsta elektrībā. Šī tehnoloģija, vismaz individuālas lietošanas kontekstā, ir uzskatāma par pārāku nekā saules termālā tehnoloģija, jo saules baterijas, kuri darbojas uz fotoelektriskās saules enerģijas ražošanas tehnoloģijas bāzes, ir iespējams izmantot jebkādos laika apstākļos (tie neparedz tiešu saules gaismas nepieciešamību funkcionēšanai). Lai gan iegūtās enerģijas apjoms nenoliedzami ir lielāks tad, ja uz jumta esošās saules baterijas saņem tiešu saules gaismu, baterijas ir pietiekami efektīvas arī tad, ja laiks ir apmācies un tām nav tieša kontakta ar saules gaismu.

Pasaulē populārākās saules baterijas tiek ražotas, izmantojot monokristāliskā vai polikristāliskā silīcija tehnoloģiju, taču pieejamas arī trešais veids - plānu filmu saules elementu šūnas.  

Pati pirmā tika izstrādāta monokristāliskā silīcija ražošanas tehnoloģija, jo tā uzskatāma par visefektīvāko. To ražošanā nepieciešams izmantot ļoti tīru monokristālisko silīciju, tāpēc sākotnēji tās izmaksā relatīvi dārgāk. Šī tipa saules bateriju ražošanas process ir tehnoloģiski sarežģīts, taču tām ir izteikti augsts lietderības koeficients – to efektivitāte var svārstīties no 15-20%. Monokristālisko saules bateriju veids izteiktāk piemērots karstiem klimatiskajiem apstākļiem, jo, palielinoties gaisa temperatūrai, bateriju efektivitāte degradējas mazāk, nekā citiem paneļu veidiem.

Polikristāliskā silīcija saules bateriju ražošanas izmaksas ir mazākas par monokristāliskā silīcija ražošanas izmaksām. Tāpat, neizmantotā polikristāliskā silīcija daudums ir mazāks, nekā atlikumi monokristālisko saules bateriju ražošanā. Taču, šo bateriju lietderības koeficients ir par pāris procentiem zemāks, nekā monokristālisko saules bateriju lietderība koeficients: šo saules bateriju efektivitāte parasti ir no 13-17%.

Plānu filmu saules elementu šūnas ir balstītas uz citu tehnoloģiju, nekā abas iepriekšminētās, un šis ir relatīvi jauns saules bateriju tehnoloģijas veids. Šobrīd tām ir mazāka efektivitāte, nekā abiem pārējiem saules bateriju veidiem – aptuveni 10-15%, taču tām ir arī lielākais nākotnes potenciāls. Šis efektivitātes līmenis piemīt komerciāli iegādājamām plāno filmu saules baterijām, taču laboratorijas apstākļos panākta jau 23,4% efektivitāte, turklāt, paredzams, ka tā turpinās pieaugt. Tāpat jāņem vērā, ka, lai gan šīm baterijām ir zemāka efektivitāte, tas atkarīgs tikai no pieejamā laukuma, kurš baterijām jānoklāj. Tā kā šis bateriju veids kļūst aizvien lētāks, salīdzinot ar pārējām, var gaidīt, ka arī šīs problēmas ar laiku tiks atrisinātas.

Kāpēc izdarīt izvēli par labu saules paneļiem?

Saules enerģijas izmantošanai ir milzīgs potenciāls, un saules paneļus ir iespējams uzstādīt arī Latvijā. Saules enerģija ir universāls bezmaksas atjaunojamās enerģijas avots, turklāt šī enerģija ir tīra un brīva no piesārņojuma, un to var izmantot praktiski jebkurā atrašanās vietā. Pēdējos gados pieprasījums pēc saules enerģijas ir pieaudzis visur pasaulē, jo, kamēr energoresursu cenas kāpj, saules paneļu cenas turpina kristies.

Jau iepriekš minēts, ka saules enerģiju var izmantot arī tad, kad saule nemaz nespīd (mākoņainā dienā), jo globālais starojums sastāv no tiešā un izkliedētā starojuma. Vidējais saules gada izstarojums Rīgā  ir lielāks kā, piemēram, Berlīnē (Latvijā gada saules enerģijas izstarojums uz horizontālas virsmas ir vidēji 900-1200 kWh/m2), un Vācijā saules enerģijas iegūšana ir ļoti populārs enerģijas avots. Lielākā saules enerģijas izmantošanas priekšrocība ir monetārs ietaupījums: saules paneļi ļaus ietaupīt uz pērkamo elektroenerģiju, kas nepieciešama sadzīves vai ražošanas iekārtu darbināšanai.  

Tāpat paneļi nodrošina neatkarību no tarifiem un elekotroapgādes traucējumiem, turklāt paneļu motāža ir vienkārša, bet apkalpošana – viegla. Saules paneļus iespējams uzstādīt arī vietās, kur nav elektrotīkla pieslēguma – tās sauc par “off-grid” sistēmām. Un, protams, saules paneļi ir būtisks pienesums “zaļai” domāšanai un dzīvesveidam, jo tiek izmantoti atjaunojamie energoresursi, kuri neatstāj negatīvu ietekmi uz apkārtējo vidi (par citiem veidiem, kā dzīvot videi draudzīgāk, lasi mūsu sagatavoto rakstu par “zero waste” šeit).

Kas jāņem vērā, uzstādot saules paneļus?

Latvijā saules paneļiem ieteicamais uzstādīšanas slīpums darbībai visa gada garumā uz mājas jumta ir 30 – 45°. Saules paneļus Latvijā ir īpaši izdevīgi uzstādīt tad, ja ir liels elektrības patēriņš gaišajā dienas laikā un it sevišķi vasarā. ādā gadījumā ir iespējams saražoto elektrību izmantot pašpatēriņā, reāli iegūstot visu elektrības cenu, kas ir ~0,16 EUR/kWh. Tomēr, ja elektrības patēriņš dienas laikā ir mazs, tad varat izmantot Latvijā ieviesto NETO uzskaiti. Ir iespējams atdot saražoto elektrību kopējā Sadales tīklā un gada laikā to atkal ņemt no tīkla, nemaksājot par elektrību (0.05-0.06EUR/kWh), bet maksājot tikai 0.10EUR/kWh (parvadīšanas izmaksas, obligātā iepirkuma izmaksas, PVN).

Ja mājsaimniecība ir pieslēgta elektrotīklam, tad, līdz ar saules paneļu uzstādīšanu, saules paneļu sistēma obligāti jāpieslēdz Sadales tīklam (izņemot tad, ja mājā ir izveidota no sadales tīkla autonoma eletroapgādes sistēma un invertors ir pievienots kopējai ēkas elektroapgādes sistēmai). Sistēmas pieslēgšana Sadales tīklam notiek, saņemot Ekonomikas ministrijas atļauju un tehniskos noteikumus no AS “Sadales tīkls” (plašāka informācija par sistēmas pieslēgšanu šeit).

Latvijas uzņēmumi, kuri uzstāda saules paneļus

Latvijā darbojas vairāki uzņēmumi, kuri piedāvā saules paneļu iegādi un uzstādīšanu. Viens no potenciāliem sadarbības partneriem saules paneļu uzstādīšana ir uzņēmumu grupa Enefit. Šim uzņēmumam ir plaša pieredze atjaunojamās enerģijas ražošanā, un tas nodrošina pilnu saules paneļu uzstādīšanas ciklu. Uzņēmuma mājaslapā pieejams “Saules paneļu kalkulators”, ar kura palīdzību iespējams noskaidrot, cik Tev varētu izmaksāt saules paneļu uzstādīšana.

Saules baterijas iegādāties un uzstādīt piedāvā arī SIA EG Inženieri – Solenergo. Mājaslapas sadaļā, kas attiecas uz saules baterijām, uzskaitīti un aprakstīti visi ar uzņēmuma starpniecību pieejamie saules bateriju veidi un izcenojums, kā arī tiek piedāvāts iepazīties ar informāciju par optimālo saules bateriju novietojumu, kritērijiem, pēc kuriem izvēlēties baterijas, un bateriju jaudu.  

Energoapgādi ar saules bateriju starpniecību var izvēlēties gan daudzo dažādo priekšrocību, gan ierobežotas energoapgādes dēļ – ja māja atrodas nomaļākā vietā, kur enerģijas apgāde ir problemātiskāka. Šāda situācija vairs nenozīmē neatrisināmu problēmu, jo, ar nelielu sākotnēju piepūli, mājokli iespējams nodrošināt gan ar pašsaražotu elektrību, gan izmantot ērtu alternatīvas apures sistēmu - sašķidrinātās gāzes apkuri. Kad būs pienācis laiks domāt par gāzes apgādes sistēmas ierīkošanu mājās, atceries – SIA “Intergaz” piedāvā pilnu pakalpojumu klāstu sistēmas ierīkošanai: projektēšanu, projekta saskaņošanu, gāzes apgādes sistēmas ierīkošanu, kā arī turpmāku sistēmas tehnisko apkalpošanu!