Saulės energija - tai šviesa ir šiluma, kurią gauname iš Saulės. Ši energija gali būti naudojama elektrai gaminti, o saulės energijos grandinė yra būdas, kaip tai padaryti. Šiame straipsnyje paaiškinsime, kaip veikia saulės energijos grandinė, pradedant nuo pagrindinių principų ir baigiant praktiniais pavyzdžiais.
Kas Yra Elektros Srovės Šaltinis?
Kad elektros grandine nuolat tekėtų srovė, reikalingas įrenginys, kuris palaikytų potencialų skirtumą (įtampą) grandinėje ir verstų krūvininkus kryptingai judėti. Tokie įrenginiai vadinami elektros srovės šaltiniais. Kiekvienas šaltinis turi tam tikras charakteristikas - elektrovarą (EVJ) ir vidinę varžą. Srovės šaltinio pagrindinė paskirtis yra sukurti ir palaikyti elektrinį lauką grandinėje, kuris verstų laisvuosius krūvininkus kryptingai judėti. Šaltinis atlieka darbą atskirdamas teigiamus ir neigiamus krūvius į skirtingus polius (gnybtus) ir taip sukeldamas potencialų skirtumą tarp jų.
Pavyzdžiui, galvaniniai elementai ir akumuliatoriai cheminę energiją paverčia elektros energija, vykstant cheminėms reakcijoms. Kiti pavyzdžiai: baterija, akumuliatorius, generatorius, saulės elementas.
Elektrovara (EVJ) ir Vidinė Varža
Elektrovara ($\mathcal{E}$) yra fizikinis dydis, lygus pašalinių jėgų darbui ($A_{paš}$), atliekamam perkeliant vienetinį teigiamąjį krūvį ($q$) šaltinio viduje (iš neigiamo poliaus į teigiamą). SI vienetas - voltas (V) (kaip ir įtampos).
Kiekvienas realus srovės šaltinis turi tam tikrą vidinę varžą ($r$) dėl medžiagų, iš kurių jis pagamintas (elektrodų, elektrolito ir kt.), pasipriešinimo tekančiai srovei. Dėl vidinės varžos dalis šaltinio EVJ „prarandama“ pačiame šaltinyje, kai juo teka srovė. Vidinė varža matuojama omais (Ω).
Taip pat skaitykite: Rizika nėštumo metu deginantis saulėje
Omo dėsnis grandinės daliai ($I=U/R$) sieja srovę, įtampą ir varžą išorinėje grandinės dalyje (prijungtoje prie šaltinio gnybtų). Matome, kad įtampa tarp šaltinio gnybtų ($U_{iš} = IR = \mathcal{E} - Ir$) yra mažesnė už elektrovarą $\mathcal{E}$, kai teka srovė ($I>0$). Naudingas darbas yra atliekamas išorinėje grandinėje, o visas darbas - visoje grandinėje.
Kaip Veikia Saulės Elektrinė?
Saulės elektrinė (arba saulės jėgainė) - tai sistema, saulės energiją paverčianti elektros energija buitiniam naudojimui. Saulės elektrinės veikimo principas yra gana paprastas:
Saulės moduliai gamina elektros srovę: Saulės moduliai, pritvirtinti prie stogo arba ant stovo, gamina pastovią elektros srovę. Dauguma šiuolaikinių saulės baterijų plokščių yra sudarytos iš daugybės silicio fotovoltinių elementų, kurie generuoja nuolatinės srovės (DC) elektros energiją iš saulės spindulių.
Inverteris keičia srovę: Saulės moduliai prijungti prie inverterio (įtampos keitiklio), kuris keičia saulės elektrinės gaminamą pastoviąją srovę į kintamąją ir perduoda ją į namų tinklą. Tai yra pagrindinė saulės energijos inverterio funkcija.
Dvipusis skaitiklis stebi elektros srovę: Dvipusis skaitiklis stebi elektros srovės kryptį ir kiekį - jūs naudojate saulės elektrinėje gaminamą elektrą ar imate elektros energiją iš ESO tinklo.
Taip pat skaitykite: Atsiliepimai apie „Saulės Vaikai“
Elektros perteklius: Jeigu saulės elektrinė gamina daugiau negu namui tuo metu reikia, elektros perteklius perduodamas į ESO tinklą arba gali būti kaupiamas baterijoje. Tokį pat elektros kiekį galite naudoti iš baterijos arba susigrąžinti tamsiuoju paros ar metų laiku, atsiskaitydami su elektros tiekėju (tuo pačiu metu ir ESO) pagal pasirinktą planą. Tiekėjo sąskaitoje matysite tik atiduotą “pasaugoti” ir susigrąžintą elektros kiekį, o visą saulės elektrinės pagamintos elektros kiekį matysite inverterio monitoringo programėlėje.
Svarbu žinoti, kad saulės elektrinės (ir inverterio) galia turi būti ne didesnė už namo instaliuotą/leistiną galią. ESO dar gali turėti savų reikalavimų dėl tinklo galimybių jūsų saulės elektrinės planuojamoje vietoje. Šie reikalavimai išdėstomi saulės elektrinės prijungimo sąlygose.
Saulės Aktyvumas Lietuvoje
Saulės Lietuvoje nėra tiek, kiek Portugalijoje ar Turkijoje, bet beveik tiek kiek šiaurės Ispanijoje. O to pilnai užtenka, kad jūs sėkmingai išnaudotumėte saulę savo reikmėms. Vasarą saulės elektrinė gamina daugiau elektros, bet, pasinaudoję ESO elektros pasaugojimo paslauga, galite pasigaminti sau elektros tiek, kad galėtumėte ją naudoti visą žiemą. Mūsų klimatinėmis sąlygomis 10 kW galios saulės elektrinė, nukreipta tinkamu kampu į saulę, per metus gali pagaminti apie 10 tūkst. kWh elektros energijos.
Saulės elektrinės produktyvumas Lietuvoje priklauso nuo metų laiko. Saulės aktyvumas kiek skirtingas kiekvienoje Lietuvos vietovėje. Daugiausia saulės - pajūryje, o tamsiausia - Vilniaus apskrityje. Bet kaip etaloną paimkime Šiaulius. Nors saulės prasme - tai visiškai vidutiniška apskritis. Idealaus kampo 1 kW galios saulės elektrinė Šiaulių apskrityje teoriniais skaičiavimais turėtų pagaminti 973 kWh per metus. Tokia pati elektrinė Klaipėdoje pagamintų 6 proc. daugiau elektros energijos, o Vilniuje - 5 proc. mažiau. Reikia pastebėti, kad teoriniais skaičiavimais Vilniuje esanti 1 kW saulės elektrinė turėtų pagaminti 927 kWh, bet mūsų elektrinės 1 kW atitikmuo ant gamyklos stogo gamina virš 1 000 kWh jau 5 veiklos metus.
Jeigu gyvenate netoli Klaipėdos arba Marijampolės ir jūsų namo stogas 35 laipsnių kampu į pietus, sveikiname, jūs turėsite vieną efektyviausių Lietuvoje saulės elektrinių. Jeigu stogas sudėtingas ir dar nukreiptas mažiau saulėtomis kryptimis, tai elektrinės generacija, o tuo pačiu ir atsipirkimo terminas gali nukentėti.
Taip pat skaitykite: Tinkama apsauga nuo saulės
Montavimo Ypatumai
Saulės moduliai dažniausiai montuojami ant stogo. Skirtingi saulės moduliai ir kiekviena danga turi tik konkrečiam deriniui skirtą tvirtinimo sistemą. Šių tvirtinimo sistemų kaina skirtinga, todėl norėdami paskaičiuoti tikslią saulės elektrinės kainą, mes turime žinoti jūsų stogo dangą. Pigiausia montuoti ant skardinio (ne trapecinės skardos) stogo.
Jeigu stogas - šlaitinis, stogo nuolydžio kryptis ir jo pasvirimo kampas yra pats svarbiausias faktorius lemiantis saulės elektrinės elektros gamybos kiekį. Idealus stogo kampas saulės elektrinei nukreiptai į pietus - 35 laipsniai. Ant plokščių stogų - iš vienos pusės paprasčiau, bet vis tiek yra variantų. Jeigu ant stogo yra pakankamai vietos, mes rekomenduojame į pietus nukreiptą elektrinę. Jeigu vietos mažiau - tada jau rytų-vakarų krypčių saulės elektrinę.
Dažnai sulaukiame klausimo - ar apsimoka įsirengti saulės elektrinę ant rytų-vakarų šlaitų arba plokščio stogo rytų-vakarų kryptimis, tai atsakymas paprastas. Namie pietų metu būnate rečiau, tad rytinė ir vakarinė saulė leis daugiau jums savo pagamintos elektros sunaudoti iš karto.
Ant plokščio stogo saulės elektrinių išmatavimai kitokie negu ant šlaitinio stogo iri priklauso dar ir nuo to, kokią tvirtinimo sistemą pasirinksite - pietų ar rytai-vakarai. Pietų krypties elektrinė statomos eilėmis su 1,6 m atstumais tarp jų. Rytų-vakarų krypties elektrinės moduliai dedami kaip knyga.
Saulės elektrinės plotas priklauso nuo planuojamos saulės modulių ir saulės elektrinės galios. Jūsų metų elektros poreikis proporcingai turėtų atitikti saulės elektrinės galią. Jeigu planuose yra elektros vartojimo padidėjimas, turėtumėte tai įsivertinti prieš įsirengdami saulės elektrinę.
Šešėlių Įtaka ir Optimizatoriai
Labai svarbus aspektas saulės elektrinei - objektai, kurie gali užstoti saulės elektrinei saulę. Kaminai, medžiai ar kelių aukštų stogas gali sukurti prielaidą naudoti optimizatorius. Jeigu ant saulės elektrinės dalies ar visos elektrinės krenta šešėliai, tokiai elektrinei reikalingi optimizatoriai.
Saulės moduliai saulės elektrinėse jungiami į nuoseklią grandinę (arba kelias). Jeigu vienas iš modulių gauna šešėlio, jis tuo metu gamina mažiau elektros negu kiti moduliai. Šešėliuotas modulis (-iai) paskui save „tempia žemyn“ visą grandinę - elektrinė dirba silpniausiai veikiančio modulio galia. O tai reiškia sumažėjusią elektros gamybą. Tam, kad to išvengti, mes naudojame optimizatorius TIGO. Optimizatoriai nepadidina saulės elektrinės našumo, jeigu visa elektrinė yra šešėlyje.
Kainos Aspektai
Pagrindinis kainos skaičiavimo atspirties taškas - saulės elektrinės galia. Kuo didesnė saulės elektrinės galia, tuo daugiau modulių ir tvirtinimo elementų reikia. Reikia galingesnio inverterio. Jeigu ant stogo krenta šešėlis, arba elektrinė planuojama ant daugiau negu 2 šlaitų, neišsiversite be optimizatorių. Ne paskutinėje vietoje ir montavimo vieta ir montavimo konstrukcijos. Brangiausios montavimo konstrukcijos - saulės elektrinei ant žemės įrengti. Jeigu montuoti planuojate ant stogo, mes tikrai paklausime, kokia jo danga. Kai sudedame visus šiuos kintamuosius į vieną vietą, gauname jūsų saulės elektrinės kainą.
Inverterio Galios Pasirinkimas
Planuojant saulės elektrinę gali kilti klausimas - kokios inverterio galios reikia?
1 tiesa - inverterio galia turi būti ne mažesnė negu modulių galia.
2 tiesa - inverterio galia gali būti iki 20 proc.
Saulės modulių galia yra matuojama standartinėmis bandymo sąlygomis - 25⁰C ir būtent šiomis sąlygomis nustatoma nominali modulio galia. Temperatūrai kylant modulis pradeda mažinti elektros gamybą. Skirtingi moduliai praranda skirtingai, bet svyruoja apie 0,3-0,5 proc. 1 laipsniui. Karštą vasaros dieną saulės moduliai gali įkaisti ir iki 60-65⁰C. Tokią dieną elektrinės efektyvumas krenta apie 12-20 proc. Taigi, vasarą 10 kW saulės elektrinė gali pasiekti tik 80-90 proc. savo galios.
Inverteriai dažniausiai suprojektuoti taip, kad galėtų kokybiškai veikti kiek labiau apkrauti negu nominali galia ir optimaliausiai dirba, kai elektros generacija yra artima inverterio galiai. Taigi, vasarą optimaliausias inverteris į pietus nukreiptai saulės elektrinei - silpnesnis, negu modulių galia. Nes saulės moduliai nepasiekia savo nominalios galios. Pavasarį - kai temperatūra nėra aukšta, o saulės pakankamai daug, moduliai generuoja maksimalų kiekį energijos. Bet saulės elektrinės efektyvumas skaičiuojamas metais, o ne vienu metų laiku.
Modulių Svoris ir Plotas
Skaičiuoti galime tik su SoliTek gaminamais saulės moduliais. O jie yra 3 pagrindiniai. Stiklas-stiklas saulės moduliai Blackstar 25 kg, stiklas-stiklas SOLID Bifacial - 30 kg, moduliai vietoj saulės dangos Solrif - 35 kg. Imkime vidutinę modulio galią - 420 W (2024 m. rugpjūtį gaminami moduliai). Saulės modulio plotas 1,95 kv. m. Tad 24 moduliai bus 46,5 kv. m. 10 kW saulės elektrinė su stiklas-stiklas Blackstar 600 kg, su Bifacial - 768 kg. Ant plokščio stogo papildomai reikės balastinės sistemos (jeigu tokia naudojama) +500 kg.
Atsiskaitymas Už Elektros Energiją
Saulės elektrinės savininkams ESO nemokamai įrengia dvipusės apskaitos elektros skaitiklį, kuris apskaito iš tinklo suvartotos elektros energijos kiekį ir saulės elektrinės pagamintos bei į tinklą pateiktos energijos kiekį. Duomenys iš įrengto elektros skaitiklio nuskaitomi automatiškai kas mėnesį ir pagal gautus duomenis skaičiuojamas elektros suvartojimas ir jos atidavimas (pasiėmimas iš) į tinklą bei suformuojama tiksli sąskaita faktūra.
Už visą elektros kiekį (išskyrus pasigamintą ir suvartotą iš karto), turite atsiskaityti su ESO. Mokate ESO savo pagaminta elektra - 35 proc. Jeigu už elektrą nenorite mokėti pinigais iš viso, reikėtų rinktis trečiąjį būdą. galingesnės elektrinės ir atitinkamai didesnės pradinės investicijos. Bet - gaunate didesnę ir paramą, jeigu elektrinė nesiekia 10 kW. “Energetiniai metai” prasideda porinių metų balandžio 1 d.
Naujausi 2025 m. Tarifai Gaminantiems Vartotojams
Pagal VERT patvirtintus įkainius, nuo 2025 m. sausio 1 d. taikomi šie atsiskaitymo būdai (pasirenkami kartą per metus):
- Mokestis už susigrąžintą kWh - 0,06655 € už kilovatvalandę.
- Mokestis už galią - 4,7916 € už kiekvieną saulės elektrinės įrengtą kW per mėnesį.
- Atsiskaitymas savo elektra - 35 % pagamintos elektros perduodama į tinklą kaip mokestis.
Jeigu atiduodate į tinklą ir susigrąžinate bent 87 % elektros, dažniausiai labiausiai apsimoka atsiskaitymas už kWh. Jei norite, kad už elektrą nereikėtų mokėti pinigais, verta rinktis atsiskaitymą savo elektra.
Kompensacijos už nepanaudotą elektrą nuo šiol bus mokamos kas dvejus metus, lyginiais metais po kovo 31 d. Nepriklausomą tiekėją pasirinkę vartotojai balandį gaus kompensaciją už sukauptą perteklių pagal sutarties sąlygas. Garantinio tiekimo klientams ESO kompensuos ne daugiau kaip 5 % viso per laikotarpį atiduoto elektros kiekio.
Saulės Modulių Sinonimai
Lietuvoje vyrauja keli saulės modulių sinonimai. Jų skirtingą atsiradimą galima panagrinėti kaip atskirą temą:
- Saulės baterijos - šio žodžio populiarumas greičiausiai kilo iš visiems mums pažįstamos skaičiavimo mašinėlės, kuriai nereikia baterijų elementų. Kadangi tikrąsias baterijas (elementus) pakeitė saulei imlus elektros gamybos būdas, žmonės tokius prietaisus pradėjo vadinti su saulės baterijomis. Saulės modulio veikimo principas labai panašus, tad Lietuvoje labai prigijo būtent toks saulės modulių pavadinimas. Baterijų, kaip po tokių, paskirtis kaupti energiją savyje.
- Saulės moduliai - mes saulės modulius visada vadiname saulės moduliais. Saulės moduliais šiuos gaminius vadina ir pagrindiniai pasaulio modulių gamintojai. Galima ginčytis, koks pavadinimas geriausias, bet žodis modulis turbut geriausiai atitinka savo paskirtį.
- Saulės panelės - tai yra angliško žodžio "Panel" sulietuvinta versija. Lietuviškai parašyta skamba net kiek komiškai - kas čia per mergina - taigi saulės modulis.
- Saulės plokštės - tai yra angliško žodžio "panel" vertimas į lietuvių kalbą. Bet, iš tiesų tai, nesvarbu, kaip savo produkciją pavadinsime mes arba jūs - techninės savybės išlieka tokios pačios.
Atsinaujinanti Energetika: Ateitis Yra Čia
Jau seniai tikriausiai visiems aišku, kad ateitį turi tik atsinaujinanti energetika. Iškastinio kuro deginimas nebepatrauklus, visi tai jaučia ir supranta, kad tai globaliai žalinga žemei. Atsinaujinanti energetika yra ateitis.