Alternatyvioji energija elektros gamybai

Bogdan GolubovskiUAB „GIMINIJA“

DirektoriusTel. +370 613 74575

[email protected]

Alternatyvioji energija elektros gamybai

Apie mus

• UAB „GIMINIJA“ - šeimos verslas, paremtas gyvenimo būdu, gamtos tausojimu,asmenine patirtimi bei vertybėmis

• Daugiametė patirtis Lietuvos energetikos sektoriuje• Siūlome mūsų realiai patikrintus sprendimus, kurių kokybę ir patikimumą

garantuojame• Nuolat ieškome naujų sprendimų, užtikrinančių energetinę nepriklausomybę,

projektuojame nuosavas sistemas• Vykdome edukacinę veiklą – techniniai straipsniai, publikacijos, konsultacijos,

seminarai• Orientuojamės ne į elektros energijos pardavimą, o energetinės

nepriklausomybės bei nepertraukiamo elektros energijos tiekimo užtikrinimą.Siūlome tuos sprendimus, kurie elektros energiją gamina individualiam vartojimui,o elektros energijos perteklius gali būti parduotas tinklams

• Elektrifikuojame nuo elektros tinklų nutolusius bei judančius objektus: sodybos,ūkiai, vasarnamiai, telekomunikacinės stotys, turistiniai nameliai, karavanai,jachtos, valtys

Turinys1. Elektros gamyba individualiam vartojimui

2. Rezervinio elektros energijos tiekimo sistema

3. Fotovoltinė vandens šildymo sistema

4. Saulės jėgainės tarnavimo laikas

5. Saulės modulių įrengimas ant stogo ar ant žemės?

6. Saulės modulių tipai

7. Alternatyviosios energetikos poveikis aplinkai

Elektros energijos gamyba individualiam vartojimui

Autonominės mini saulės jėgainės sodo ir turistiniams nameliams

Elektros energijos gamyba individualiam vartojimuiAutonominės mini saulės jėgainės sodo ir turistiniams nameliams

Tai mažiausios, 100-500 W galios mini saulėsjėgainės, skirtos turistiniams ir sodo nameliams.Vasaros sezonu jos kasdien pagamina iki 1 kWhelektros energijos, kas suteikia galimybęnaudotis apšvietimu, kompiuteriu, žiūrėti mažątelevizorių, krauti mobiliuosius telefonus r kt.Dažniausiai jos komplektuojamos su PWM tipoįkrovimo valdikliu ir mažos galios įtamposkeitikliu.

Tokiose sistemose labai svarbu naudoti įrangą, turinčią mažas el. sąnaudas saviemsporeikiams, kad kuo daugiau pagamintos energijos atitektų Jūsų poreikių tenkinimui. Mūsųsiūlomi mažos galios, taisyklingo sinuso inverteriai, neapkrautame režime sunaudoja tik 5Wgalią.

Jėgainę sudaro vienas ar keli saulės moduliai, PWM saulės įkrovimo valdiklis, akumuliatorius,inverteris, laidai ir jungtys.

Elektros energijos gamyba individualiam vartojimuiMažos ir vidutinės galios autonominė saulės ir vėjo jėgainė

Elektros energijos gamyba individualiam vartojimuiMažos ir vidutinės galios autonominė saulės ir vėjo jėgainė

Tai 1 - 6 kWp instaliuotos galios saulės arba saulės / vėjo jėgainės,skirtos sodyboms ir ūkiams, kurios 8-9 mėn. per metus kas mėnesįpagamina nuo 150 iki 750 kWh elektros energijos. Vėlyvą rudenį iržiemos sezonu elektros energijos gamyba sumažėja 8 kartus, todėlniūriais metų sezonais nemažinant elektros energijos poreikio,tektų elektros trūkumą kompensuoti perkant ją iš LESTO arbapapildomai pasigaminant su vėjo jėgaine arba benzininiu /dyzeliniu / dujiniu generatoriumi.

Šiltuoju laikotarpiu saulės jėgainė pagamina perteklinę elektros energiją, kurią galimapanaudoti vandens šildymui. Pvz. turint 4 kW saulės jėgainę ir per mėnesį naudojant 450kWh elektros energijos, nuo rudens iki pavasario galima turėti karštą vandenį, pagamintąvien tik iš perteklinės elektros energijos.

Sistemą sudaro saulės moduliai, taisyklingos sinusoidės inverteris / įkroviklis, gebantisautomatiškai persijungti prie išorinio elektros šaltinio, išsikrovus akumuliatoriams, saulės irvėjo įkrovimo valdikliai arba tinklo inverteriai, akumuliatorių baterija, matavimo prietaisai,laidai, jungtys bei elektrinės apsaugos.


Privalumai:• Jokių sąskaitų už sunaudotą elektros energiją

• Avarijos ir tinklo atsijungimai neįtakoja jėgainės veikimo

Trūkumai:

• Sistemos patikimumas ir ilgaamžiškumas tiesiogiai priklauso nuoturimos įrangos kokybės

• Brangūs akumuliatoriai bei reikalinga jų priežiūra

• Būtina keisti vartojimo įpročius

• Kuo labiau brangsta elektros energija, tuo daugiau šansų, jog sistemakažkada atsipirks

• Energetinė nepriklausomybė

• Gali būti įrengta bet kur ir jai nereikia jokių projektų bei leidimų

• Vertinant vien tik ekonominę pusę, autonominės sistemos įrengimasdažniausiai yra brangesnis už LESTO įvedimą

• Užtikrintas nepertraukiamas elektros energijos tiekimas turintiemsLESTO įvadą bei mažesnės sąskaitos už sunaudotą elektros energiją

• Eksploatuojama sistema neteršia aplinkos

Autonominės jėgainė


Į tinklus prijungtos saulės ir vėjo jėgainės be akumuliatorių


Privalumai:• Galimybė pirkti mažiau elektros energijos iš

tinklų, gauti mažesnes LESTO sąskaitas

• Galimybė vykdyti elektros energijos mainus suskirstomaisiais tinklais pagal dvipusės apskaitosįstatymą

Trūkumai:

• Atsijungus tinklui, kartu nustos veikti saulės ir vėjo jėgainė, atsijungs svarbūs el. imtuvai

• Toks sprendimas neužtikrina energetinės nepriklausomybės

• Reikalingi projektas bei leidimai

• Galimybė perteklinę elektros energiją panaudotivandens šildymui

Į tinklus prijungtos saulės ir vėjo jėgainės be akumuliatorių


Su tinklais sinchronizuotos saulės ir vėjo jėgainės, turinčios akumuliatorinį galios rezervą


Su tinklais sinchronizuotos saulės ir vėjo jėgainės, turinčios akumuliatorinį galios rezervą

• Energetinė nepriklausomybė atsijungus tinklams

• Užtikrintas nepertraukiamas elektros tiekimas

• Gali būti naudojama maža akumuliatorių talpa

• Visiškai automatizuotas veikimas

• Galimybė aplamai negauti jokių sąskaitų užsunaudotą elektros energiją

• Perteklinės elektros energijos panaudojimasvandens šildymui arba pardavimas tinklams / mainaipagal dvipusės apskaitos įstatymą

• Nereikia keisti vartojimo įpročių

• Bet kada galima iš viso atsisakyti tinklų

• Prisidėjimas prie gamtos tausojimo

• Galima valdyti į tinklus perduodamos energijos kiekį


Prie tinklų prijungta jėgainė su akumuliatoriniu galios rezervu iš arti


Saulės jėgainė su dvipuse apskaita – pagrindiniai principai

• Lietuvoje, remiantis daugiamečiais matavimais, 1 kWp saulės jėgainė pagamina apie 830kWh/metus

• Statistiniai elektros energijos suvartojimai:

Butuose: 150 – 200 kWh/mėn. (1800 – 2400 kWh/metus) Individualiuose namuose: 250 – 350 kWh/mėn. (3000 – 3600 kWh/metus) Dideliuose namuose: 450 kWh ir daugiau kWh/mėn. (mažiausiai 5400 kWh/metus)

• Saulės jėgainių gamybos pajėgumai:

1300 Wp saulės jėgainė: 1079 kWh/metus 2500 Wp saulės jėgainė: 2075 kWh/metus 5000 Wp saulės jėgainė: 4150 kWh/metus 10000 Wp saulės jėgainė: 8300 kWh/metus


Žinant savo elektros energijos poreikius ir saulės jėgainės gamybos pajėgumus kiekvienąmėnesį, galima nustatyti reikiamą saulės jėgainės instaliuotą galią ir metų gale gauti nulinęsąskaitą iš LESTO


Saulės jėgainė su dvipuse apskaita – pagrindiniai principai

• Balanso suvedimas kartą į metus už laikotarpį nuo sausio 1 d. iki gruodžio 31 d.

• Sunaudojus daugiau nei pagaminus, vartotojas sumoka skirtumą

• Pagaminus daugiau nei suvartojus, LESTO perteklių pasisavina neatlygintinai

• Didžiausia jėgainės galia negali viršyti pusės įvado galios

• Supaprastintas leidimų išdavimas – nereikalingas leidimas plėsti elektros energijosgamybos

Įsirengus tinkamo galingumo jėgainę, negausite jokių sąskaitų iš LESTO arba tos sąskaitosbus labai mažos.

Jėgainė su dvipuse apskaita veikia taip pačiai, kaip ir įprasta, į tinklus prijungta saulėsjėgainė, t.y. atsijungus tinklui, nustos veikti ir saulės jėgainė.

Pasirinkus netinkamą jėgainės instaliuotą galią yra rizika neatlygintinai tiekti perteklinęenergiją skirstomiesiems tinklams.


Saulės jėgainė su dvipuse apskaita

Įsirengus saulės jėgainę su dvipuse apskaita verta stebėti gamybą bei vartojimą irstengtis, kad metų balansas būtų artimas nuliui.

Siekiant sumažinti skirstomiesiems tinklams dovanojamos elektros energijos kiekį,dalį perteklinės energijos galima nukreipti vandens šildymui.


Saulės jėgainė su dvipuse apskaita, turinti akumuliatorinį galios rezervą – saulėta diena

• Maitinamos el. apkrovos

• Įkraunami akumuliatoriai vėlesniam elektros energijos panaudojimui

• Likęs perteklius siunčiamas į tinklą

Pastaba: ši sistema gali turėti mažą akumuliatorių talpą!


Saulės jėgainė su dvipuse apskaita, turinti akumuliatorinį galios rezervą – naktis

• Vakare, naktį ir tinklo avarijos atveju el. imtuvai maitinami iš akumuliatorių. Tinkle sukauptaenergija nenaudojama.

• Jeigu akumuliatorių talpa yra maža, el. imtuvai maitinami iš tinklo ir tik avariniu atveju - išakumuliatorių (UPS funkcija).


Perteklinės elektros energijos panaudojimas vandens šildymui

Šis sprendimas tinka tais atvejais,kuomet metų gale tenka didelį elektrosenergijos kiekį padovanoti tinklams.

• Sistema automatiškai aptinka elektrosenergijos perteklių ir nukreipia jį įkaitinimo elementą vandens šildymui

• Atsiradus didesniam elektros poreikiui,sistema sumažina energijos kiekį kaitinimoelementui

Jeigu naudojamas pvz. 1 kW kaitinimoelementas, o turite tik 200 W perteklinėsgalios, tai tik tie 200 W (ne daugiau) busnukreipti į elementą!

Rezervinio elektros energijos tiekimo sistema

Name, kuriame nėra autonominės saulės/vėjo jėgainės, atsijungus vieninteliam elektrosenergijos šaltiniui, gali sustoti cirkuliaciniai siurbliai, atsijungti katilo valdymo automatika,šaldytuvas, apsaugos sistemos, dingti apšvietimas ir t.t.

Pigus sprendimas yra įsirengti automatiškai įsijungiantį benzininį/dyzelinį generatorių, kurismaitins svarbius el. imtuvus. Tačiau, reikiamu momentu, retai naudojamas ir ypač šaltuojulaikotarpiu, generatorius gali ir neužsivesti.

Todėl verta įrengti patikimą nepertraukiamo elektros energijos tiekimo sistemą, kuriužtikrins svarbių el. imtuvų veikimą, kas beatsitiktų.

Rezervinio elektros energijos tiekimo sistema

• Aukščiausio patikimumo inverteris / įkroviklis

• Neribota akumuliatorių talpa

• Taisyklingos formos sinusoidės išėjimo įtampa

• Galimybė automatiškai įjungti generatoriųišsikrovus akumuliatoriams

• Galimybė bet kada prijungti saulėsmodulius ir gauti mažesnes sąskaitas išLESTO

Fotovoltinė vandens šildymo sistema

Saulės fotoelektrinių modulių sistema vandens šildymui su pažangiu maksimalios galios taško sekimo valdikliu (MPPT). Tai naujausias mūsų gaminys, kuris savo efektyvumu ir paprastumu

lenkia klasikinę artimo galingumo saulės kolektorių sistemą.

• Visiškai neaptarnaujamas: absoliučiai jokių vamzdžių, cirkuliacinių siurblių, skysčių, problemų su sistemos užšalimu.

• Įrangos paprastumas: jokių akumuliatorių, inverterių, įkrovimo valdiklių, maitinimo iš 220 V AC tinklo.

• Didesnis sistemos naudingumo koeficientas žiemos metu: kuo šalčiau lauke, tuo sistema yra našesnė.Lyginant su saulės kolektoriais, ši sistema saulėtą žiemos dieną pagamins daugiau karšto vandens,negu saulėtą vasarą.

• Jokių vamzdžių lauke: nėra jokios problemos su sistemos užšalimu, iš saulės modulių nutiesiamas tiklaidas, kuris prijungiamas prie valdiklio, įrengto viduje šalia boilerio.

• MPPT - šiuolaikinis maksimalios galios taško sekimas. Tenas nuo ryto iki vakaro naudoja maksimalią galią, kurią konkrečiu momentu gamina saulės fotoelektriniai moduliai.

• Valdiklio naudingumo koeficientas - 97 %

• Lengvai plečiama sistema: galimybė įrengti iki 1.25 kW galios fotovoltinę sistemą arba į boilerį įpjautidar vieną kaitinimo elementą ir įrengti dar vieną sistemą su atskiru valdikliu.

• Gamtai draugiška sistema: jokio CO2 išskyrimo, jokio papildomo energijos naudojimo. Valdiklis yra maitinimas vien tik iš saulės modulių, jokių papildomų maitinimo šaltinių.


• Itin paprastas sistemos įrengimas: sumontuojate saulės modulius ir iš jų nusivedate du laidus ikivaldiklio, kuris tiesiog prisukamas prie sienos. Saulės moduliai yra lengvi ir jų montavimui nereikiajokių specialių žinių ir didelių pastangų.

• Saulės modulių įrengimas jums patogioje vietoje: moduliai gali būti įrengti tiek ant stogo, tiek antžiemės. Tuo tarpu saulės kolektoriai gali būti montuojami tik ant stogo.

• Autonominis veikimas: sistema gali būti naudojama net ten, kur nėra elektros įvado, jai nereikalingasjoks išorinis elektros maitinimas.

• Pulsuojanti išėjimo įtampa: į kaitinimo elementą yra paduodama pulsuojanti įtampa, primenantikintamą, todėl su šia sistema gali būti naudojamas įprastas, kartu su boileriu tiekiamas, termoreguliatorius, atjungiantis kaitinimo elementą, pakilus vandens temperatūrai virš nustatytos ribos.

• Sistema prijungiama prie jūsų turimo boilerio: jokių papildomų modifikacijų, jums tereikia pakeistikaitinimo elementą į galingesnį, kurio varža suderinama su šia sistema. Tenas yra įtrauktas į valdikliokainą.

• Galimybė šildyti vandenį iš elektros tinklo: nesant pakankamai saulės spinduliuotei, tenas lengvai galibūti atjungtas nuo valdiklio ir prijungtas prie jūsų elektros tinklo.

• Sistema pritaikyta 100 - 150 l talpos boileriams: iki 100 l boileriams patariame rinktis 0.75 - 1 kW fotovoltinių modulių galią (3-4 saulės moduliai), o virš 100 l boileriams - 1.25 kW instaliuotą galią (5 saulės moduliai).

Išsamus straipsnis su fotovoltinės ir saulės kolektorių sistemų palyginimas pasiekiamas adresu http://www.giminija.lt/fotovoltine-vandens-sildymo-sistema

http://www.giminija.lt/fotovoltine-vandens-sildymo-sistema


Komplektą sudaro:

• 4 arba 5 saulės fotoelektriniai moduliai

• Maksimalios galios taško sekimo valdiklis

• Laidai su antgaliais

• Kaitinimo elementas (pagal poreikį)

• Pajungimo instrukcija

Išsami informacija adresu http://www.e-giminija.lt/products/water-heating/pv-solar-water-heater

http://www.e-giminija.lt/products/water-heating/pv-solar-water-heater

Saulės jėgainės tarnavimo laikasDaug kam kyla klausimas kokia yra saulės elektrinės tarnavimo trukmė. Yra vertinama, jog saulėsmodulių tarnavimo laikas siekia 30 metų. Toks teiginys yra pagrįstas saulės modulių gamintojųdeklaruojamu garantiniu laikotarpiu, kuris nusako, jog po 25 metų eksploatacijos turi išlikti 80%modulio našumo. Taip pat gamintojai teigia, jog moduliai funkcionuoja ir pasibaigus garantiniamlaikotarpiui.

Tačiau realybė yra šiek tiek kitokia. Modulių tarnavimo laikas labai priklauso nuo mūsų pačių.Labai abejotina, jog pigūs kiniški moduliai tarnaus visus 30 metų. Jog daikto kokybė labaipriklauso nuo jo sudedamųjų komponentų. Vieni gaminiai tarnauja dešimtmečiais, o tuo tarpukiti ir sezono neatlaiko. Tas pats ir su saulės moduliais. Jeigu jų gamybai buvo naudojamosnekokybiškos medžiagos, ilgaamžiškumas tikrai abejotinas. Todėl patartina rinktis tik kokybiškus,žinomų gamintojų, saulės modulius. Pasirinkę kokybišką prekę, turime žymiai daugiau šansųdžiaugtis nepriekaištingu jos veikimu gamintojo deklaruotą laikotarpį. Kitas dalykas yra saulėsmodulių periodinė priežiūra ir šešėliai. Dėl pvz. paukščių apdergtų vietų arba krentančio šešėlio,per užtamsintas saulės modulio celes teka atbulinė srovė ir celė įkaista. O jeigu dar celė turimikro įtrūkimų ar defektų, tos vietos įkaista dar labiau, sudarant taip vadinamus karštus taškus(angl. hot-spot). Kai kurie modulių gamintojai teigia, jog tokie karšti taškai gali įkaisti net iki 250C, kas gali privesti prie celės pažeidimo ir netgi gaisro. Taigi, modulių priežiūra yra būtina ir nuojos taip pat tiesiogiai priklauso modulio ilgaamžiškumas.

Saulės jėgainės tarnavimo laikasMažuose saulės jėgainėse naudojamų inverterių tarnavimo trukmė yra 15 metų, o dideliuosesaulės jėgainių parkuose naudojami inverteriai turi veikti 30 metų, su sąlyga, jog kas 10 metų buspakeista 10% komponentų. Vėl gi, šie skaičiai taip pat priklauso nuo eksploatacinių sąlygų irįrangos kokybės.

Autonominėse saulės jėgainėse naudojami kokybiški akumuliatoriai, priklausomai nuo jų tipoir naudojimo sąlygų, tarnauja nuo 6 iki 20 metų ir daugiau.

Saulės modulių tvirtinimo konstrukcijos, skirtos montuoti ant stogo, tarnauja 30 metų, ometalinės antžeminės konstrukcijos gali būti naudojamos nuo 30 iki 60 metų. Kabelių irtransformatorių tarnavimo laikas yra priimamas 30 metų.

Vertinant saulės jėgainių našumą, yra apskaičiuota, jog montuojant saulės modulius ant stogo, sistemos naudingumo koeficientas yra 0.75, o modulius įrengiant ant žemės – 0.80.

Saulės modulių įrengimas ant stogo ar ant žemės?Paprastai žmonės, besiruošiantys įsirengti saulės jėgainę, svarsto apie jos montavimą ant pastatostogo. Tačiau šiame straipsnyje pateiksime informaciją apie antžeminės konstrukcijospranašumus.

Žinoma, kartais saulės modulių montavimas ant stogo yra vienintelė galimybė. Tačiau, jeigu galiterinktis, patariame atkreipti dėmesį į šiuos pastebėjimus:

Jeigu stogo nuolydis nėra optimalus, prarasite dalį elektros energijos, kurią galėtumėtesunaudoti saviems poreikiams. Įrengiant saulės modulius ant žemės, galite nusistatytipageidaujamą tvirtinimo konstrukcijos kampą, sukonstruoti keičiamo kampo stovus.

Saulės modulių įrengimas ant stogo ar ant žemės?Paprastai saulės fotoelektriniai moduliai nereikalauja jokios techninės priežiūros, tačiau pasitaikotokių atvejų, kuomet prastai kontaktuoja laidų jungtys (ypač kaip jos yra kinietiškos), sudegadiodai modulių paskirstymo dėžutėse arba užsiteršia modulių paviršius ir tenka jį nuvalyti. Neišimtis ir mechaniniai pažeidimai, kurie gali įvykti audrų metu. Tokiais atvejais dažnai neįmanomapasiekti pažeisto modulio, tenka demontuoti visus iš eilės, kas yra gana pavojinga ir itinnepatogu. Įrengti ant žemės fotoelektriniai moduliai yra labai lengvai prieinami ir jųeksploatacija nesukelia jokių nepatogumų.

Žiemos metu saulės modulius reikia valyti nuo sniego. Tai ypač aktualu autonominių saulėsjėgainių savininkams, kuomet kiekviena žiemos mėnesiais sugeneruota elektros energijosvatvalandė yra svarbi. Antžeminių konstrukcijų valymas yra labai greitas ir patogus, priešingainei modulių, įrengtų ant stogo. Iš patirties žinome, jog žiemos metu, intensyviai sningant, tenkakelis kartus per dieną valyti saulės modulius.

Vasaros metu ant stogo yra aukštesnė oro temperatūra, todėl sumažėja saulės jėgainėsnašumas. Kaip žinia, didėjant aplinkos temperatūrai mažėja generuojama galia. Antžeminękonstrukciją aušina didesni oro srautai, mažiau įkaista saulės modulių celės.

Saulės fotoelektrinių modulių tarnavimo laikas yra mažiausiai 25 metai. Per šį laikotarpį gali tekti remontuoti stogą, keisti jo dangą. Stogo darbų metu reikės demontuoti saulės modulius.

Saulės modulių įrengimas ant stogo ar ant žemės?Kiekvienas stogininkas pritars, jog kuo daugiau padaroma skylių stogo dangoje, tuo didesnėtikimybė, jog atsiras nenumatytos sandarumo problemos. Juk įrengiant saulės moduliųtvirtinimo konstrukcijas į stogą tenka įsukti daugybę medvaržčių. Todėl šis darbas turi būtiatliekamas labai kruopščiai ir atsakingai.

Dažnai ribotas stogo paviršiaus plotas užkerta galimybę ateityje padidinti saulės jėgainės galią.Tokiais atvejais tenka papildomus modulius įrengti ant žemės ir investuoti į dar vieną įkrovimovaldiklį ar tinklo inverterį.

Jeigu nusprendėte savo saulės jėgainę įrengti ant žemės, tuomet patariame apsvarstytigalimybę įsirengti saulės sekimo sistemą, kuri net iki 30 % padidins Jūsų jėgainės našumą.

Saulės modulius tikslinga įrengti ant stogo, jeigu ant žemės neturite pakankamai laisvo plotoarba tas plotas yra šešėlyje.

Tiesa, reikia paminėti, jog įrengiant saulės modulius ant stogo, lyginant su antžeminekonstrukcija, paprastai yra reikalingas trumpesnis laidas iki saulės įkrovimo valdiklio ar tinkloinverterio. Kaip žinia, kuo trumpesnis laidas, tuo mažesni įtampos nuostoliai, reikalingasmažesnis laido skerspjūvis. Tai nėra labai aktualu su tinklais sujungtoms jėgainėms, kadangisaulės modulių įtampa būna aukšta ir siekia 600 – 1000 V. Tuo tarpu autonominių saulės jėgainiųmodulių įtampa būna nuo 17 iki 150 V.

Saulės modulių tipaiTinkamo saulės modulio pasirinkimas yra vienas pagrindinių kiekvieno būsimo saulės jėgainėssavininko klausimų, ypač jeigu kalba eina apie didelę instaliuotą galią. Rinkoje yra prieinamidevyni saulės modulių tipai. Kiekvienas tipas turi savo teigiamas ir neigiamas savybes.

Polikristaliniai (poly-Si/mc-Si) saulės moduliai

Privalumai:

• Palanki kaina• Aukštas naudingumo koeficientas (14 – 16%)• Didelis tiekėjų pasirinkimas• Galima naudoti su bet kuriuo tinklo inverterio ar įkrovimo valdiklio tipu• Sąlyginai didelė vieno modulio galia, kas mažina bendrą modulių skaičių ir

palengvina montavimo darbus

Trūkumai:

• Margas mėlynos spalvos paviršius, kuris ne visiems patinka• Dėl didelės pasiūlos ir sąlyginai paprasto gamybos proceso labai lengva įsigyti

prastos kokybės produktus, todėl verta rinktis tik patikimus gamintojus• Aukštas temperatūrinis galios koeficientas (0.40 – 0.47%/C), todėl karštą

vasaros dieną sumažėja generuojama galia

Saulės modulių tipai

Monokristalinio saulės modulio celės yra pagamintos iš didelių silicio monokristalų. Dažniausiai yra juodosspalvos. Šis modulių tipas pasižymi tuo, jog turi aukščiausią naudingumo koeficientą ir didžiausią galiossumažėjimo rodiklį, didėjant aplinkos temperatūrai. Be tradicinių monokristalinių celių taip pat yragaminamos HIT tipo celės ir celės su dviem elektrodais modulio galinėje pusėje. Tai yra didelio našumonišiniai sprendimai.

Monokristaliniai (MONO c-Si) saulės moduliai

Privalumai:

• Aukštas naudingumo koeficientas (15 – 18%)• Gražus juodos spalvos paviršius• Didelis tiekėjų pasirinkimas• Galima naudoti su bet kuriuo tinklo inverterio ar įkrovimo valdiklio tipu• Sąlyginai didelė vieno modulio galia, kas mažina bendrą modulių skaičių ir

palengvina montavimo darbus• Geras našumas esant silpnai saulės spinduliuotei

Trūkumai:

• Dėl didelės pasiūlos ir sąlyginai paprasto gamybos proceso labai lengva įsigyti prastoskokybės produktus, todėl verta rinktis tik patikimus gamintojus

• Aukšta kaina• Aukštas temperatūrinis galios koeficientas (0.43 – 0.5 %/C), todėl karštą vasaros dieną

sumažėja generuojama galia


Tai naujas fotoelektrinių modulių tipas, kuris rinkoje pasirodė 2011/2012 metais. Jis yra pagamintas išhibridinių celių, kurių centrinė dalis yra monokristalu, o kraštai pagaminti iš polikristalinio silicio. Tokiomodulio privalumais yra didelis naudingumo koeficientas, prilygstantis monokristalinių modulių, mažesnisgalios sumažėjimo rodiklis, kylant aplinkos temperatūrai ir žemesnė kaina (lyginant su monokristaliniaismoduliais).

Kvazi-monokristaliniai (c-Si) saulės moduliai

Privalumai:

• Aukštas naudingumo koeficientas (15 – 17 %)• Galima naudoti su bet kuriuo tinklo inverterio ar įkrovimo valdiklio tipu• Sąlyginai didelė vieno modulio galia, kas mažina bendrą modulių skaičių ir palengvina

montavimo darbus• Geras našumas esant silpnai saulės spinduliuotei

Trūkumai:

• Maža pasiūla• Nepatraukli išvaizda• Aukštas temperatūrinis galios koeficientas (0.38 – 0.45 %/C), todėl karštą vasaros dieną

sumažėja generuojama galia

Apibendrinant galima paminėti, jog iš esmės nėra jokio didelio skirtumo tarp modulių,gaminamų kristalinio silicio pagrindu. Skiriasi tik kaina ir išvaizda. Todėl drąsiai galite rinktispigiausius tarp patikimų gamintojų modulius.


Šis modulis yra gaminamas iš plonų silicio amorfinių celių. Vizualiai modulyje nesimato taip ryškiai išsiskiriančių celių, kaiptradicinėse silicio mono- ir poli- moduliuose. Celės atrodo kaip ištisinis, tamsiai rudas ar juodas paviršius. Šis modulispasižymi santykinai žema kaina ir labai mažu naudingumo koeficientu. Šio modulio privalumu yra labai žemas galiossumažėjimo rodiklis, kylant aplinkos temperatūrai. Deja šie moduliai labai silpnai absorbuoja infraraudonuosius spindulius,todėl juos iš rinkos išstūmė hibridiniai sprendimai, t. y. modululiai, pagaminti iš amorfinio ir polikristalinio silicio μc-Si, kurieturi didesnį naudingumo koeficientą ir efektyviau veikia, esant silpnam apšvietimui (absorbuoja infraraudonuosiusspindulius).

Amorfinio silicio (a-Si) saulės moduliai

Privalumai:

• Žema kaina• Žemas temperatūrinis galios koeficientas (0.18 – 0.25 %/C), todėl karštą

vasaros dieną neženkliai sumažėja generuojama galia

Trūkumai:

• Įvyksta TCO (Transparent Conducting Oxide) sluoksnio korozija• Didelis našumo sumažėjimas jau pirmaisiais eksploatacijos mėnesiais• Žemas našumas, tik 6-10%• Didelis svoris• Paprastai gali veikti tik su transformatoriniais tinklo inverteriais• Paprastai turi berėmę konstrukciją, kas labai apsunkina montavimo darbus ir

sumažina mechaninį atsparumą


Šiame modulyje puslaidininkinės medžiagos vaidmenį atlieka kadmio teluridas (CdTe). Panašiai, kaip ir kitoseplonasluoksniuose moduliuose, šie moduliai atrodo, kaip vienas juodas ištisinis paviršius. Kadmio telurido moduliai pasižymisantykinai maža kaina ir lyginant su amorfiniais moduliais, žymiai didesniu naudingumo koeficientu. Taip pat šie moduliaituri labai žemą galios sumažėjimo rodiklį, kylant aplinkos temperatūrai, kas reiškia didesnį našumą karštomis vasarosdienomis.

Kadmio telurido (CdTe) saulės moduliai

Privalumai:

• Žemas temperatūrinis galios koeficientas (0.20 – 0.25 %/C), todėl karštą vasaros dieną mažai sumažėja generuojama galia

• Gražios juoda spalvos

Trūkumai:

• Įvyksta TCO (Transparent Conducting Oxide) sluoksnio korozija• Žemas našumas, tik 10 – 14 %• Didelis svoris• Paprastai gali veikti tik su transformatoriniais tinklo inverteriais• Paprastai turi berėmę konstrukciją, kas labai apsunkina montavimo darbus ir

sumažina mechaninį atsparumą• Maža pasiūla


Šiose moduliuose puslaidininkiu yra vario, indžio, galio ir seleno (CIGS) arba vario, indžio ir seleno (CIS) mišinys. Vizualiaišiose moduliuose nesimato taip ryškiai išsiskiriančių celių, kaip tradicinėse silicio mono- ir poli- moduliuose. Celės atrodokaip ištisinis, juodos spalvos paviršius. CIGS/CIS moduliai pasižymi santykinai žema kaina ir lyginant su amorfiniai moduliais,didesniu naudingumo koeficientu. Šie moduliai labai gerai absorbuoja infraraudonuosius spindulius, kas reiškia, jog lyginantsu kitomis technologijomis, jie efektyviau veikia žiemos metu.

CIGS/CIS saulės moduliai

Privalumai:

• Žemas temperatūrinis galios koeficientas (0.13 – 0.41 %/C), todėl karštą vasaros dienąmažai sumažėja generuojama galia

• Graži juoda išvaizda• Kaip plonasluoksnio modulio pakankamai aukštas naudingumo koeficientas (11 – 15 %)• Įprastai nėra problemų su TCO sluoksnio korozija• Įprastai galima naudoti su visais tinklo inverteriais ir saulės valdikliais

Trūkumai:

• Didelis svoris• Maža pasiūla

Renkantis plonasluoksnius saulės modulius, verta pasirinkti rėmines konstrukcijas.Taip pat reikėtų įvertinti visus šių modulių trūkumus, kurie ir mažina jų kainą. Tarpvisų plonasluoksnių modulių geriausiu pasirinkimu yra CIGS moduliai.


All back contact, kitaip fotoelektrinės celės su abiem elektrodais modulio galinėjepusėje, yra silicio celės su n tipo laidumu. Tarp masiškai gaminamų fotoelektrinių celių,jie pasižymi aukščiausiu naudingumo koeficientu, kuris viršija 24%. Abiejų elektrodųišdėstymas gale atveria didesnį celių plotą, kuris gali absorbuoti saulės spindulius. Taippat šie moduliai turi mažesnius vidinius nuostolius, kas irgi prisideda prie našumopadidėjimo. Be to, abiejų elektrodų išdėstymas galinėje pusėje ženkliai prisideda priedidesnės elektrinių sujungimų apsaugos nuo korozijos. Tokie moduliai labai geraiabsorbuoja infraraudonuosius spindulius, paprastai turi labai gerus elektriniusparametrus ir žemą galios sumažėjimo rodiklį, kylant aplinkos temperatūrai, kas reiškiadidesnį našumą karštomis vasaros dienomis. Pagrindine šių modulių problema yra jųpolinkis poliarizuotis, kas iššaukia taip vadinamo PID’o problemą (parašysime atskirąstraipsnį apie tai), dėl kurios krenta modulio našumas, ypač esant drėgnam orui. Todėldaugumoje atveju, montuojant šiuos modulius, reikia įžeminti teigiamą saulės moduliųpolių, kas yra įgyvendinama tik su transformatoriniais inverteriais. Tačiau, reikia pabrėžti,jog tai netaikoma visiems „all back contact“ tipo moduliams. Kai kurie šio tipo moduliųgamintojai sugebėjo išeliminuoti PID’o problemą, todėl teigiamo poliaus įžeminimasnėra būtinas. Prieš įsigyjant šiuos modulius vertėtų išsamiau išnagrinėti šį klausimą,įsitikinti kokius modulius perkate.

All back contact saulės moduliai

Saulės modulių su abiem elektrodais gale technologinis procesas reikalauja labai grynosilicio naudojimo, todėl šie moduliai, lyginant su klasikiniais mono-, yra brangesni.Tokius modulius gamina tokios kompanijos, kaip SUNPOWER ir BenQ.


HIT (Heterojunction with Intrinsis Thin layer) tipo mokrostaliniai moduliai

Tai dar viena modulių grupė, sukurta iš didelio našumo fotoelektrinių celių. Šiuo atveju, išskyrus monokristalinį silicį, celėsdar turi du plonus amorfinio silicio sluoksnius.

HIT celės yra monokristalinio ir amorfinio silicio celių hibridas. Pagrindine šių modulių savybe yra aukštas naudingumokoeficientas, siekiantis 21%. Šie moduliai labai gerai absorbuoja infraraudonuosius spindulius, kas padidina modulio našumąžiemos metu. Temperatūrinis galios koeficientas yra tik 0.29%/C. Tai yra viena žemiausių verčių, išgautų iš kristalinio silicio.Todėl šie moduliai, turint labai žemą galios sumažėjimo rodiklį, yra žymiai našesnį karštos vasaros metu, o jų nuostoliaiprilygsta plonasluoksnių modulių nuostoliams. Reikia pabrėžti, jog HIT celės yra gaminamos 200 C temperatūroje, tuo tarpukaip klasikinių silicio monokristalo celių gamybai naudojama 900 C temperatūra. Kuo žemesnė gamybos procesotemperatūra, tuo mažesni energetiniai resursai ir mažesnis poveikis aplinkai. Pagrindiniu HIT modulių gamintoju yra firmaPanasonic, kuri 2008 metais įsigijo kompaniją Sanyo – HIT celių kūrėją. Neskaitant visų išvardintų šių modulių privalumų, jienėra populiarūs rinkoje. Priežastimi yra kaina. HIT tipo moduliai yra du kartus brangesni už standartinius kristalinio siliciomodulius.


Dvipusiai saulės moduliai

Dvipusiai fotoelektriniai moduliai (angl. double side solarmodule) yra pagaminti iš celių, kurios saulės energiją galiabsorbuoti tiek priekine, tiek galine puse. Paprastai priekinėsdalies našumas yra aukštesnis ir siekia 19%, tuo tarpu kaipgalinės pusės naudingumas svyruoja 13 – 15%. Naudojantdvipusius modulius galima papildomai panaudoti saulėsspindulius, kurie atsimuša nuo žemės paviršiaus. Yra nustatyta,jog priklausomai nuo šių modulių panaudojimo būdo, dvipusiaimoduliai gali pagaminti nuo 5 iki 50% daugiau elektrosenergijos, lyginant su tos pačios galios vienpusiais saulėsmoduliais.

Alternatyviosios energetikos poveikis aplinkai

Saulės modulių gamybos etapas

• Naudojamas didelis įvairiausių toksinių cheminių medžiagų ir sprogių junginių kiekis

• Fotovoltinė pramonė yra viena iš tų gamybos šakų, kuri į aplinką išmeta daugiausiai fluorojunginių: heksafluoretanas (C2F6), azoto tri-fluoridas (NF3) ir sieros heksafluoridas (SF6).Jeigu CO2 šiltnamio efekto potencialas yra lygus 1, minėtų junginių šiltnamio potencialasyra 9 100, 17 200 ir 39 800 CO2 molekulių.

• Saulės modulių gamintojas, kuris per metus pagamina 1,4 GW saulės modulių, deklaruoja,jog per vieną gamybinio proceso minutę jis sunaudoja 15 000 litrų vandens. Toks didelisužteršto vandens kiekis turi būti valomas, kas natūraliai turėtų įeiti į saulės moduliųsavikainą. O ar tas vanduo tikrai yra valomas, mums belieka tik spėlioti ir tikėti tuo.

• Galima padaryti prielaidą, jog didelė konkurencija skatina saulės modulių gamintojusmažinti gamybos savikainą ekologijos ir darbo saugos sąskaita.

• Toksinio kadmio be jo junginių emisija į atmosferą.


Kenksmingų medžiagų emisija utilizuojant arba perdirbant saulės modulius

Numatomas saulės fotoelektrinių modulių tarnavimo laikas yra apie 30 metų. Kai kuriešaltiniai teigia, jog aktyvinio sluoksnio patalpinimas tarp dviejų stiklų (technologija stiklas-stiklas), gali prailginti saulės modulio tarnavimo laiką iki 40 metų. Taip pat yra nustatyta, jogtoks sprendimas saugo modulius nuo mechaninio poveikio ir celių trūkinėjimo. Taigi, kylanatūralus klausimas, ką su saulės moduliais darysime po 30 – 40 metų?

Išmesti į sąvartyną - prieštarautų draugiško aplinkai energijos šaltinio koncepcijai. Beliekatikėtis, jog per tą laiką Lietuvoje atsiras gamyklos, kurios supirkinės ir perdirbinėssusidėvėjusius saulės modulius arba tiesiog saugiai juos utilizuos, pasiliekant sau vertinguscheminius junginius, bei kad tos gamyklos prisilaikys visų kenksmingų medžiagų emisijosnormų ir standartų.


Palyginimas su kitais energijos šaltiniais

Kadmio emisija gramais, perskaičiuota 1 kWh pagamintos elektros energijos.


Palyginimas su kitais energijos šaltiniais

Palyginimas pagal šiltnamio efektą sukeliančias dujas

Čia: CCGT - tai kombinuoto ciklo (garo-dujų) dujinė turbina, CCS – elektrinėse naudojamatechnologija, leidžianti iki galo sudeginti iš išmetamų dūmų perimtą anglies dvideginį, CHP –šiluminė elektrinė.


Išvados:

• Išvardinti fluoro junginiai, kurie turi labai aukštą, stipriai lenkiantį anglies dvideginio,šiltnamio potencialą, iš pirmo žvilgsnio yra beveik nežymūs šiltnamio dujų emisijoskontekste, vertinant visą jėgainės gyvavimo ciklą. Tačiau reikia turėti omenyje tai, jogpastoviai vystoma fotovoltinių sistemų pramonė ir labai didelė konkurencija fotoelektriniųcelių rinkoje padidina į aplinką patenkančių nekontroliuojamų kenksmingų medžiagų riziką.

• Fotovoltinė pramonė turi dar daug neišspręstų problemų, tačiau kaip dvi pagrindinesgalima įvardinti - energetinių resursų mažinimą gamybos metu ir saulės moduliųnaudingumo koeficiento didinimą.

• Lyginant su tradiciniais energijos šaltiniais, fotoelektra nėra dideliu gamtos teršėju, susąlyga, jog saulės modulių gamyba yra vykdoma sąžiningai, prisilaikant visų normų irstandartų.

Su išsamiu straipsniu galite susipažinti adresu http://www.giminija.lt/saules-jegaines-poveikis-aplinkai

http://www.giminija.lt/saules-jegaines-poveikis-aplinkai

Dėkoju už Jūsų dėmesį!

Dėl išsamesnės techninės informacijos ir konkrečių sprendimų kainų kreipkitės:

UAB „GIMINIJA“Tel. +370 613 74575

[email protected]

www.giminija.ltwww.e-giminija.lt

www.facebook.com/giminija

mailto:[email protected]

http://www.giminija.lt/

http://www.e-giminija.lt/

http://www.facebook.com/giminija

Alternatyvioji energija elektros gamybai

Documents

Transcript of Alternatyvioji energija elektros gamybai