Solārās sistēmas – iespēja pašiem iegūt elektrību un siltumu

Neatjaunojamo energoresursu strauja izsīkšana aizvien vairāk mudina pievērties visdažādākajām alternatīvām. Tasi skaitā izmantot zemes, vēja un arī saules enerģiju. Solārās tehnoloģijas pasaulē tiešām strauji attīstās – saules paneļu masveida ražošanu uzsākšot Japānas autobūves gigants «Honda motors», ASV atklātas jaunas tehnoloģijas lētāku materiālu izmantošanā, kas uz pusi samazināšot līdzšinējās izmaksas. Saules paneļu ražošana tikšot uzsākta arī Lietuvā. Vai tāpēc šīs sistēmas kļūs patērētāju maciņiem draudzīgākas, rādīs laiks. Šobrīd informāciju par solāro sistēmu ierīkošanu Latvijā varat raudzīt arī šo firmu mājas lapās: www.eco-energija.lv un www.delters.lv.

Pērn darba drošībai veltītā izstādē Ķīpsalā iznāca parunāt ar vienu no retajiem saules jeb solāro paneļu (vai arī saules bateriju) izplatītājiem Latvijā – SIA «Ecosol» pārstāvi Aleksandru Bērziņu. Šī firma var lepoties, ka pērn uzstādījusi Latvijā pirmo privāto saules elektrostaciju (Cēsu rajona Straupē), un tās vadītājs ir pārliecināts, – ņemot vērā elektrības cenu kāpumu, saules paneļu izmantošana strauji pieaugs.

Lai saprastu, kam noderīga šādu paneļu izmantošana, aicinājām A. Bērziņu uz nelielu sarunu.

Elektrībai cenas augs, saules paneļiem – kritīs

A. Bērziņš:

– Mūsu firma piedāvā dažādu ražotāju solārās sistēmas. Izstādē redzamie lielie paneļi ir ražoti Vācijā, bet mazais – Japānā. Faktiski šajā tirgū dominē tikai trīs valstis – Vācija, Japāna un ASV. Vācijā pēdējos divos gados pieprasījums ir lielāks nekā spējam apmierināt. Tagad, kad tehnoloģijas attīstās straujāk, arī cenas kļūst pircējam draudzīgākas. Pirms tam izejvielas tika ņemtas no IT industrijas un nebija masveidā pieejamas. Tagad norvēģi, amerikāņi un vācieši ir sākuši ražot materiālus, kas domāti tikai saules paneļiem, tāpēc sagaidāms, ka šogad tirgus tiks atslogots un cena kritīs. Šobrīd Vācijā saules bateriju tirdzniecība ir viena no veiksmīgākajām biznesa nišām.

– Latvija tomēr ir vairāk uz ziemeļiem. Kāds, jūsuprāt, būs saules bateriju pieprasījums Latvijā?

– Cilvēki parasti netic, kad stāstu, ka saules enerģijas potenciāls Latvijā ir ļoti labs, tāpēc skeptiķiem vienmēr rādu karti, kur tas redzams. Mēs varam runāt par 900 līdz 1500 kW/h gadā. Latvija atrodas tajā pašā zonā, kur Vācija, Beļģija un citas valstis, kas saules baterijas jau sen efektīvi izmanto.

– Ar cik lieliem izdevumiem jārēķinās privātmājas īpašniekam, kas vēlētos uzstādīt saules baterijas?

– Ir vairāki varianti, kā saules enerģiju var tehnoloģiski izmantot.

Ja uz vietas elektrības nav, tad sistēmā jāiekļauj akumulatori, lai arī naktī varētu izmantot saules enerģiju.

Lētāk un efektīvāk tomēr ir kombinēt, izmantojot strāvu arī no valsts energotīkla. Jāsaņem tikai atbilstoša atļauja no a/s «Latvenergo» un Ekonomikas ministrijas. Princips ir tāds: sistēmai tiek pievienoti divi skaitītāji vai viens uz abām pusēm, kas uzskaita, cik jūs ņemat no kopējā energotīkla un cik dodat atpakaļ. Tas ir tehniski vislabākais risinājums, jo jums nav vajadzīgi akumulatori un saules enerģijas potenciāls momentā tiek pilnībā izmantots; turklāt šādu sistēmu pieslēgums atvieglo elektroapgādi kopējā tīklā. Tā tas notiek citās valstīs, kur saules bateriju ierīkošana tiek arī no valsts puses subsidēta.

Šobrīd izmaksas ir apmēram 5 500 līdz 6 000 eiro par katru instalētu kW, taču šajā cenā iekļauta visa tehnika, plānošana un arī uzstādīšana. Tās, protams, ir lielas izmaksas, un, ņemot vērā pašreizējo elektrības cenu, rēķinām, ka bateriju uzstādīšana varētu atmaksāties pēc 15 gadiem. Tomēr jāatceras, ka saules enerģiju mēs iegūstam bez maksas – Saule rēķinu vēl nepiesūta.

Pabeidzot domu, gribu gan teikt, ka parasti nerunā par to, ka lielie energoražotāji tiek subsidēti (vismaz Vācijā un vairākās citās valstīs tā ir), un, ja cilvēkiem par elektrību vajadzētu maksāt, cik tā tiešām maksā, tad saules bateriju ierīkošana uzreiz atmaksātos. Par mūsu iekārtu uzstādīšanu gan nekādas nodokļu atlaides netiek dotas, tāpēc salīdzināt mūsu izcenojumus viens pret vienu ar monopoluzņēmumu cenām nebūtu gluži korekti. Cilvēkiem tas gan neko nedod, jo iekārtas maksā tik, cik tās maksā.

Aizvien vairāk valstu sāk apzināties šo problēmu un sāk domāt, kā atbalstīt tos, kas izmanto alternatīvās enerģijas ieguves avotus (par to šogad tiks spriests arī Krievijā). Pieņemams risinājums šķiet elektrotīklā atpakaļ atdotās enerģijas apmaksa pēc augstāka tarifa.

Katrā ziņā saules bateriju izmantošanai eksperti redz ļoti lielu nākotni (lielāku nekā citiem alternatīvās enerģijas veidiem), jo lielais pluss ir tāds, ka saules panelī nav kustīgu detaļu. Kā zināms, viss, kas kustās, nodilst, bet šie paneļi tikai stāv un ražo. Kalpo 30 līdz 40 gadus, un paši ražotāji dod 25 gadu garantiju uz 80% no jaudas; tas ir ļoti daudz.

Saules paneļi apkurei nav izdevīgi

– Ja cilvēks vēlas izmantot jūsu firmas piedāvājumu, cik ātri solāt ierīkot solāro sistēmu?

– Vispirms jānoskaidro, ko īsti cilvēks vēlas, pēc tam situācija jānovērtē uz vietas (jāskatās, kā māja novirzīta attiecībā pret dienvidu pusi, kāds ir jumta slīpums un tamlīdzīgi). Kad viss ir skaidrs, tiek izrēķināta tāme (arī tas iet samērā ātri), un pārējais ir no klienta atkarīgs. Strādājam tikai, ja veikta priekšapmaksa. Ja viss kārtībā, tad momentā pasūtām sistēmas, un pati uzstādīšana notiek ātri – mazākos objektos (ar jaudu līdz 2 kW) parasti dienas laikā. Ja runājam par 20 kW, tam vajadzēs vairākas dienas.

– Kādu jaudu visbiežāk izmanto privātmāju saimnieki Latvijā?

– Latvijā darbojamies jau trešo gadu. Parasti cilvēki grib milzīgas jaudas, bet saprot arī, cik tas maksā, un tad sākas lielā domāšana. Taču ir situācijas, kur strāvas pieslēguma vispār nav, un lielākā daļa tāpēc runā par 1 līdz 2 kW sistēmām. Tas finansiāli vēl ir kaut cik panesams. Ja liela jauda vajadzīga reti, nebūtu saprātīgi uzstādīt daudz paneļu, kas visu ievērojami sadārdzinātu; tāpēc pastāv iespēja sistēmu pieslēgt ģeneratoram. To varētu izmantot decembrī, kad saules starojums ir visvājākais – lai ģenerators stundu vai divas padarbojas un palīdz uzlādēt akumulatoru. Šāda sistēma darbojas pilnīgi automātiski – ģenerators pats ieslēdzas un arī izslēdzas. Līdzīgi šo sistēmu var kombinēt ar vēja ģeneratoru, jo ziemā, kad saules mazāk, vēji ir stiprāki.

– Cik lielā platībā saules paneļi jāuzstāda, lai saražotu 1 kW elektroenerģijas?

– 10 m².

– Ko iegūsim no 1 kW?

– Vasarā šie 10 m² paneļu saražos trīs un četras reizes lielāku jaudu, tāpēc varam runāt par 3 līdz 4 kW dienā. Cilvēki paši var izrēķināt – ja viena lampiņa patērē 50 W (taupīgā tērēs 11 W) un jums ir 3000 līdz 4000 W…

– Vai ūdens sildīšanai pietiks?

– Ūdens sildīšanai boilerī un līdzīga apjoma strāvas patērētājiem izdevīgāk izmantot siltumsūkni, granulu apkures katlus vai saules kolektorus; viss, kas ražo siltumu, prasa ļoti lielas jaudas. Boileris vien momentā paņems 2,5 kW; īslaicīgi, tomēr paņems.

Izgatavo kolektoru pats

Runājot par solārajām sistēmām, jāsaprot, ka saules baterijas vai paneļi nav tas pats, kas saules kolektors. Saules baterijas ļauj Saules enerģiju pārveidot elektroenerģijā, bet kolektors akumulē Saules enerģiju un paredzēts tikai ūdens sildīšanai.

To, ka izgatavot kolektoru iespējams paša spēkiem, apliecinājis LU Tehniskās fakultātes profesors Imants Ziemelis. Lūk, viņa praktiskais ieteikums:

– Izmantojot saules staru enerģiju ūdens sildīšanai sadzīves vajadzībām, parasti lieto tā saucamos plakanos kolektorus (1. attēls). Plakanais kolektors sastāv no koka, plastmasas vai metāla kastes (1), kurā ievieto aptuveni 5 cm biezu siltuma izolācijas slāni, piemēram, akmens vati (2), lai mazinātu siltuma zudumus caur kastes apakšpusi. Uz siltuma izolācijas slāņa novieto vara vai tērauda saules staru siltumu absorbējošu plāksni – absorberi (4) – ar tam apakšpusē pielodētu vai piemetinātu izlocītu vara vai tērauda cauruli, tas ir, siltummaini (3). Kasti noslēdz ar stikla vāku (5), lai pasargātu absorberi no atdzišanas. Siltummaiņa galus izvada kastes ārpusē pa iepriekš izveidotiem urbumiem.

Kolektora lineāros izmērus (garumu un platumu) izvēlas, rēķinoties, ka 1 m² kolektora laukuma var uzsildīt 50 litrus ūdens. Attālumam no absorbera plāksnes līdz stikla vākam jābūt 15 līdz 25 mm. Kolektora kasti no apakšas noslēdz ar finiera vai līdzīga materiāla vāku. Šādas konstrukcijas absorbera kastes ieteicamais biezums ir 70 līdz 80 mm. Lai palielinātu absorbera plāksnes siltuma absorbcijas spēju, tas ir, uzņemtā siltuma daudzumu un samazinātu siltuma atstarošanos no absorbera virsmas, tā virspusi (uz sauli vērsto pusi) nokrāso ar melnu, matētu krāsu. Rūpnieciski ražotiem absorberiem saules pusi pārklāj ar speciāliem selektīviem pārklājumiem (melno hromu vai melno niķeli), veido šūnveida vai citādi padara porainu. Taču tas sadārdzina absorbera izgatavošanu.

Kad kolektors izgatavots, to ar cauruļvadiem savieno ar pārējiem sistēmas elementiem. Vienkāršākā slēguma shēma: kolektors savienots ar aukstā ūdens padeves vadu vai siltā ūdens tvertnes apakšējo daļu (2. attēls). Caur kolektoru izgājušais un sasilušais ūdens uzkrājas tvertnes augšējā daļā un tiek padots patērētājam. Sasilušā ūdens daudzums un temperatūra ir atkarīga no saules starojuma intensitātes, kolektora izmēriem, pieplūstošā ūdens temperatūras un siltā ūdens patēriņa daudzuma. Šādu iekārtu var novietot mājas pagalmā, lai sildītu ūdeni mazgāšanās vajadzībām, vai, novietojot ganībās, sildīt ūdeni dzīvnieku dzirdināšanai.

Grozīties līdzi saulei

– Plakano saules kolektoru efektivitātes koeficients parasti ir 0,3 līdz 0,4. Tas nozīmē, ka kolektors pārvērš siltumā 30 līdz 40% saules starojuma. Ja kolektora novietojumu nemaina, tad tā slīpums jāņem 45 līdz 55°, mērot no horizontālas virsmas. Kolektora efektivitāte palielinās, ja tas ir grozāms. Pagriežot kolektoru pret sauli trīs reizes dienā – no rīta, dienas vidū un vakarā -, tā saražoto siltuma daudzumu iespējams palielināt vismaz par 30%. Ņemot vērā relatīvi zemo saules starojuma intensitāti Latvijas teritorijā, šāds ieguvums ir vērā ņemams. Arī kolektora slīpuma leņķi ieteicams mainīt atkarībā no saules augstuma virs horizonta. Kolektora lietderības koeficients būs jo lielāks, jo lielāka būs starpība starp no tā izplūstošā un tajā ieplūstošā siltumneša temperatūrām.

Sīkāku informāciju par saules kolektoru iekārtu aprēķiniem, to mezglu optimālām konstrukcijām, ekspluatācijas pieredzi un citiem jautājumiem iespējams iegūt LLU Lauksaimniecības tehnikas zinātniskajā institūtā (Institūta ielā 1, Ulbrokā, Rīgas rajonā, LV-2130) pie Henrika Putāna (tālr. 7910917, e-pasts: aldis_uzc@delfi.lv) vai Latvijas Lauksaimniecības universitātes Tehniskajā fakultātē (Čakstes bulvārī 5, Jelgavā, LV-3001) pie Imanta Ziemeļa (tālr. 3082375; 3080700, e-pasts: Imants.Ziemelis@llu.lv).