Солнечные батареи вместо крыш

Солнечные батареи вместо кровли

Солнечные батареи вместо кровли

Кровля с интегрированными солнечными батареями

Как стало известно, в конце октября этого года в Лос-Анджелесе была представлена кровля, в которую вмонтированы солнечные батареи. На данный момент можно приобрести кровлю с солнечными батареями в четырёх вариантах:

1. В виде шиферной плитки;
2. В виде текстурированного стекла;
3. В виде стеклянной плитки или черепицы изготовленной на тосканский манер.

Как рассказал директор «Tesla Motors» — Маск Илон, перед их компанией на сегодняшнее время стоит три основных задачи, которые направлены на решение проблем с изменением мирового климата, обеспечения человечества экологически безвредной энергией и производство современных электромобилей и солнечных батарей.

Как работают солнечные батареи

Солнечные батареи далеко не ноу-хау на сегодняшний день и их часто используют в качестве получения бесплатной электроэнергии, обогрева дома и т. д. Интегрированные же в кровлю дома солнечные батареи, позволяют выйти на принципиально новый уровень, как в получении экологически безвредной энергии солнца, так и в строительстве.

В устройство солнечной батареи входят фотоэлектрические преобразователи, а сама система преобразования солнечной энергии состоит из контролёра заряда, аккумуляторов и генератора, который производит постоянное напряжение.

Полезная мощность солнечной батареи является наиболее важным показателем, который определяет экономичность её работы. Данный показатель рассчитывается согласно напряжению и выходному току батареи от солнца, который в свою очередь напрямую зависит от того, сколько солнечного света получит солнечная батарея в процессе эксплуатации.

Эффективная работа солнечной батареи невозможна без использования аккумуляторов. Именно в этот химический источник заряда, накапливается энергия солнца, полученная от солнечной батареи. Контролёр заряда обеспечивает включения и выключения зарядки аккумуляторной батареи по мере расхода энергии в ней.

Наибольшую популярность в использовании получили гелиевые аккумуляторные батареи, им не требуется обслуживание в процессе эксплуатации и какие-либо особые правила для установки. Гелиевые аккумуляторы имеют очень длительный срок эксплуатации, который гораздо дольше, чем у свинцовых батарей — свыше 10 лет эксплуатации.

Источник

«Солнечная крыша» как вариант кровельного покрытия

Выбираете энергоэффективные решения?

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

Многие из загородных жителей, особенно в южных регионах, не прочь поставить на крышу своего коттеджа солнечные батареяи. Традиционно солнечные батареи устанавливаются на крыше дома, но есть люди, которые считают, что фотоэлементы портят внешний вид дома, особенно, если в качестве кровельного покрытия использованы элитные материалы. Солнечная крыша — новое изобретение, которое решает эту проблему.

Как результат, даже домовладельцы, располагающие средствами для монтажа солнечных батарей, не ставят их на крышу или вынуждены отводить место на участке под установку фотоэлектрических панелей.

Решение проблемы предлагает изобретатель из Калифорнии Зак Тейлор. Он разработал систему, объединившую в себе высокоэффективные солнечные батареи и классическую фальцевую кровлю.

Однажды мне в голову пришла идея. Любому загородному дому нужна электрическая энергия и красивая крыша, надо объединить их вместе!

Система представляет собой многослойную систему (пирог изнутри наружу), состоящую из следующих компонентов:

• Скрытая система крепления.
• Оцинкованная металлическая подложка, имитирующая фальцевую кровлю (характерные рёбра).
• Солнечные батареи.
• Специальная оптическая плёнка.
• Сверхпрочное закалённое стекло.

Т.е. фотоэлементы работают, как обычные батареи. Лучи солнца беспрепятственно проходят сквозь стекло и пленку и попадают на фотоэлементы, но создаётся полная оптическая иллюзия, что крыша покрыта фальцевой кровлей.

Сверхпрочное стекло выполняет защитную функцию (в случае града и т.п.). Мы также предусмотрели воздушный зазор, который сделан между основанием крыши и фотоэлементами. Благодаря этому осуществляется вентиляция подкровельного пространства, а система не перегревается в жаркие дни.

По словам разработчиков «солнечной крыши», гарантия на систему составляет 40 лет. На выбор доступно 8 цветовых вариантов окрашивания панелей, это полностью готовый продукт. С монтажом солнечных панелей на крыше легко справится тот, кто разбирается в нюансах строительства крыш и укладки кровельных покрытий.

Кровля из солнечных батарей эстетично выглядит и отлично
смотрится на коттедже любого дизайна: от хай-тека до
классики. Домовладелец раз и навсегда избавлен от
«головной боли», как смонтировать солнечные панели
так, чтобы не испортить дорогое кровельное покрытие.
Вся крыша дома сделана из солнечных батарей!
Фотоэлементами покрыта вся ее площадь, за счёт чего
повышается КПД системы и количество вырабатываемой
ею электроэнергии.

На данном этапе устройство проходит финальные испытания. Запуск изделия в серийное производство и продажа намечены на 2018 год.

На FORUMHOUSE есть статья, где собран практический опыт пользователей портала по строительству автономного дома применительно к нашему суровому климату и условиям эксплуатации.

Также рекомендуем материалы, где описывается крыша с интегрированными солнечными коллекторами и внешне неотличимая от сланцевой кровли, и необычная отопительная система «тёплый потолок».

Источник

Энергоэффективный дом

Солнечная крыша: технология, энергоэффективность и перспективы

Интегрируемые солнечные крыши и черепица сейчас у всех на слуху после презентации Tesla. И пусть фотогальваническая кровля пока на вес золота, эту тему все же хочется обсудить — за тонкопленочными панелями будущее зеленой энергетики (ИМХО).

Рассмотрю подробнее технологию и несколько конфигураций энергогенерирующих крыш, коммерчески успешных на середину 2018. Речь пойдет о полноценных кровельных материалах, а не гибких «ковриках», которые укладывают на классическую кровлю.

Как работает солнечная черепица

Используется та же технология, что и в PV панелях. Кровельные модули имеют интегрированный фотоэлемент (солнечную ячейку) из монокристаллического кремния. Эффективна и уже привычна PERC-ячейка, ее доля на рынке неуклонно растет. На рисунке ниже показано ее отличие от традиционной 30-тилетней архитектуры фотогальванических элементов:

Задача PERC-ячейки извлечь максимум электронов из солнечного света — ее строение обеспечивает более эффективный захват света у задней поверхности. Технология известна с 1983 года, но достичь значимых результатов вне лаборатории удалось только в середине 2000-х.

PERC имеет недостатки: склонность к более быстрой световой деградации (LID-эффект), который приводит к небольшой потере мощности уже через год эксплуатации. Если в PERC-черепице поликристаллическая основа, есть риск потенциально-индуцированной деградации (PID), избежать которого можно только при покупке сертифицированных элементов (IEC TS 62804).

График улучшения solar технологий

В 2018 на рынок вышла CIGS-ячейка (Селенид меди-индия-галлия), достигающая 20% эффективности конверсии солнечной энергии (сопоставимо с панелями). CIGS разработана в 2008 году, впервые тонкопленочные элементы достигли эффективности преобразования 19,9%, что стало новым мировым рекордом для таких ячеек. До 2008 года кремниевые элементы, используемые для солнечных батарей, намного превосходили тонкопленочные. Сейчас кремниевые полноразмерные панели достигают 20,3% эффективности преобразования и практически сопоставимы с «ковриками» (кроме цены).

5 лучших солнечных крыш

Производителей с десяток по всему миру, поэтому рассуждать о лучших пока очень сложно. Тем не менее, постарался описать те фирмы, чьи достижения на этом поприще наиболее заметны (ну и имеющие хорошие мануалы по установке в свободном доступе).

1. Aesthetic Green Power (США)

Пионеры отрасли. Чтобы избежать перегрева элементов, под плитку устанавливается теплоотвод на pex-трубу с водой, тем самым устраивая дополнительный или основной источник горячей воды в доме. Мануал по установке с офф-сайта прилагаю.

Плитка спроектирована так, чтобы размещаться одним модулем на двух квадратах, имеет рейтинг пожаробезопасности А, 20 лет гарантии на мощность и 25 на прочность.
Мощность одной единицы — 23 Ватта.

Технические характеристики плитки Aesthetic Green Power

Есть у них и широкоформатные тонкие модули BIPV с встроенной фотогальваникой.

2. Powerhouse (США)

Солнечная крыша 3.0 Solar Shingle PH-060 заявляет 17,1% эффективности. Дизайн модулей назвать элегантным и малозаметным кровельным материалом можно с большой натяжкой, нужно соответствующее стилю обрамление.

Плитка состоит из 24-х монокристаллических PERC-ячеек, уложенных в 2 ряда, с одним байпасным диодом. Предшествующая версия была на медь-индий-галлий-ди-селениде (CIGS) и достигали 12,3% эфф. или 43 Вт.

Характеристики Apollo 2 от Powerhouse

3. CertainTeed Solar (США)

Одна из старейших кровельных компаний (с 1904 года) производит и устанавливает солнечные плиты APOLLO II, которые крепятся на готовую крышу. Каждая плитка состоит из 14 монокристаллических кремниевых фотоэлементов, которые могут вытянуть до 60 Вт. Выдерживает 114 кг на квадратный метр, морозоустойчива, но про ударную нагрузку данных не увидел. В качестве кровельного материала имеет самую высокую ветрозащиту до 70 м/с, абсолютно водонепроницаемая конструкция.

4. Forward Solar Roofing (США)

Разработали полноценную солнечную крышу с гарантией 40 лет, устойчивую к граду, ветру и огню. Доступна не только в черном цвете. В основе монокристаллические ячейки под стеклом, которых гораздо больше на квадратный метр, чем у предыдущих кровельных вариантов, за счет удачного дизайна под задачу. Система креплений и подключения полностью скрыта, крыша не вызывает никаких подозрений у соседей и мимопроходящих.

Энергоэффективность такой конфигурации солнечной крыши сопоставима с традиционными панелями за счет более высокой «плотности энергии» и площади покрытия. Мануал здесь.

5. SolteQ (Германия)

Немецкий SolteQ производит фотогальваническую черепицу из моно и поликристаллического кремния и стекла (в зависимости от выбранного дизайна черепицы). Гарантию дают на 40 лет (80% эффективности через полвека для черных плиток). 173 Вт на кв.метр и до 212 Вт при пике освещенности.

Монтаж осуществляется на деревянные направляющие за крючки на обороте плитки, не требует алюминиевого каркаса.

Солнечная кровля Solteq штормоустойчива, водонепроницаема, покрывает всю плоскость за счет кладки «чешуя». Заявляется эффективная вентиляция через естественную конвекцию. Перегретый воздух можно подавать в воздушный/водяной тепловой насос. Вес кровли 14 кг/м2. Рекомендую просмотреть каталог с техническими деталями.

Солнечная крыша VS панели

Сравнение фотогальванических тонких плит и классических панелей больше похоже на сравнение яблок и апельсинов — что же лучше? Давайте рассмотрим их особенности в сводной таблице.

Сравнительные характеристики солнечной кровли и панелей

Кровля, черепица, тонкие модули	Панель
Дороже традиционных панелей примерно на 30%, сейчас это около $3.30 за Ватт. Учитывая, что большинство конфигураций являются полноценной кровлей, сопоставима по стоимости с панель+крыша.	Доступны среднему домовладельцу.
Гораздо менее заметны для «мимопроходящих» и соседей. С точки зрения эстетики более приемлемы. Поэтому полностью зависимы от наклона и ската крыши, ее ориентации.	Заметны, привлекают внимание. Но могут устанавливаться под углом к крыше и даже следовать за солнцем при наличии специального механизма.
Является полноценной кровлей. Целесообразна для новостроя с заложенной в проект удачной ориентацией на стороны света и углом ската, «с нуля».	Устанавливается на готовую крышу с кровельным материалом, вопрос только в сложности установки.
Перегрев решается установкой под плитки коллекторной системы нагрева воды.	Под панелью заводятся насекомые, пытаются гнездиться птицы и осы, летучие мыши, забиваются листья и мусор. Модули имеют риск перегрева.
От 220 до 660 точек подключения. Каждая точка соединения — потенциальная точка отказа во время установки и эксплуатации (в 10-30 раз больше шансов на сбой системы).	В среднем 22 точки соединения на систему.
Замена детали трудоемка, выводит из строя всю кровлю.	Замена вышедшей из строя панели проще, не нарушает целостность кровли.

Продукт интересный и имеет большое будущее, на мой взгляд. Есть ли отечественный производитель — даже не смотрел пока, но к этой теме еще стоит вернуться позже. Жду комментариев и критики!

Источник