Dārzs un Drava / 2020.gads (Ziema.)

Pēdējos gados daudz esam dzirdējuši un lielākā vai mazākā mērā iepazinušies ar saules enerģijas izmantošanās iespējām. Saules enerģija ir viena no tām, kas zemi sasniedz vienmēr. Klimatiskie dati rāda, ka Latvija šobrīd saņem vairāk saules enerģijas nekā agrāk. Mainījies arī tās sadalījums pa reģioniem, piemēram, 1991. gadā siltāks bija Latgalē, vairāk nekā 220 W/m², bet vēsāks Kurzemē, virs 180 W/m².

Pēc trīspadsmit gadiem (2014) redzam jau gluži citu situāciju – sadalījums pa reģioniem ir mainījies. Būtiski uzlabojies saņemtās saules enerģijas daudzums gan Kurzemes piekrastē, gan šajā reģionā. Analizējot perspektīvu, varam secināt, ka pavisam drīz Latvija nonāks zonā, kur lielākā daļa teritorijas jūnijā saņems vairāk nekā 220 W/m². Saules siltumu saimniecībās var izmantot visdažādākajos veidos. Viena no pieejām, protams, ir tiekšanās pēc modernām tehnoloģijām, izmantojot elektroniskās ierīces, viedtālruņus un citus modernus līdzekļus, taču var arī izgatavot iekārtas pašu spēkiem un mazāk izmantojot kādus īpašus materiālus.

Saulainu dienu skaits Latvijā pieaug, tādēļ elektroenerģijas ieguve, izmantojot saules paneļus ir pamatota.

Divi galvenie elektroenerģijas iegūšanas veidi, izmantojot saules paneļus

Visvairāk izplatītas ir ON-Grid sistēmas, kur tiek izmantoti saules paneļi. Tiesa, lielākoties tos piedāvā nomāt, līdz ar to nomniekam iekārtas tiek nodotas tikai lietošanā uz noteiktu laiku un elektroenerģijas ražošanai, bet ir būtiskas atšķirības starp pakalpojumu piedāvājumiem. Zinot, cik sarežģīti tiek aprēķināts elektroenerģijas tarifs, aicinu, pirms pieņemt lēmumu, visu rūpīgi izvērtēt. Iegāde uz nomaksu vienmēr būs labāka nekā īre. Šo saules paneļu darbināšanai ir obligāti nepieciešams atbilstošs elektroenerģijas pieslēgums.

Iepazīstināšu tuvāk ar OFF-Grid sistēmu un tās popularitātes iemesliem. Laukos nereti ir mājas, kur kādreiz bijusi elektrība, bet, kādu laiku tām paliekot neapdzīvotām, elektroenerģijas līnijas atslēgtas, 90. gados vadus bieži pamanījās pat nozagt. Dažkārt līnijas stiepjas pat salīdzinoši tuvu mājām, bet par atkārtotu pieslēgšanu tiek prasīti daudzi tūkstoši, summas, kas pārsniedz jebkādas veselā saprāta robežas. No elektroenerģijas apgādes viedokļa cilvēks laukos nav gaidīts, tāpēc daudzi ir spiesti meklēt citus risinājumus. Pērk degvielas ģeneratorus vai izvēlas saules paneļus. Otrs iemesls – dažkārt cilvēkiem ir vēlme dzīvot pavisam nomaļās vietās, kur elektroenerģija nav nekad bijusi pievienota. Trešais iemesls ir vēlme samazināt savus elektroenerģijas rēķinus un atkarību no tīkla pieslēguma. Lauku apvidū pa retam gadās, ka uz laiku elektroenerģijas pieslēgums tiek pārtraukts. Mūs tādās situācijās OFF-Grid sistēma jau vairākkārt ir glābusi.

Kas īsti ir OFF-Grid?

OFF-Grid sistēmā elektroenerģija tiek saražota pilnīgi neatkarīgi no esošā elektroenerģijas pieslēguma. Vienkāršākās sistēmas sastāv tikai no četrām daļām: saules paneļiem, uzlādes kontroliera, akumulatoru baterijas un invertora.

To ražošana attīstās ļoti strauji un efektivitāte ik pa desmit gadiem divkāršojas, bet kopējais ekspluatācijas laiks ir 25−30 gadi. Tiem, kas grib izmantot lietotus paneļus, ieteiktu painteresēties par to vecumu. – Viens jauns standarta saules panelis saražo 0,75 kW/h, bet 15 gadus vecs spēs saražot tikai 0,50 kW/h.

Svarīgs aspekts ir saules paneļu novietojums. Pirmkārt, vietai ir jābūt tādai, kur saules gaisma spīd visu dienu. Minimālais laiks, lai saule apspīdētu saules paneļus vismaz astoņas stundas, vislabāk tieši tad, kad saule ir visaugstāk pie debesīm.

Diemžēl pārsvarā visas sistēmas tiek būvētas stacionāras – vērstas dienvidu virzienā. Ļoti bieži saules paneļi tiek izvietoti uz ēku jumtiem. Visvairāk saules enerģijas tiek saņemts no aprīļa līdz augustam. Tas nozīmē, ka novietošanas leņķim vasarā vajadzētu būt lēzenam − 20^o, (skat. 1. zīm.), pavasara un rudens saulei − 40^o, kas ir ļoti tuvs arī gada vidējam leņķim 39^o. Pie šāda leņķa tad arī vajadzētu palikt, būvējot pilnībā stacionāru sistēmu. Ziemas periodam ir nepieciešami 70^o. Nedaudz pilnveidojot uzstādīšanas sistēmu, mainot paneļu leņķi attiecībā pret sauli, to efektivitāti var palielināt vismaz par 30 % atbilstoši gadalaikam.

Sistēmas, kuras būvē uz zemes, var padarīt vēl mobilākas, sekojot saules ceļam debesīs. Ir izgudroti speciāli saules sekotāji, kas ar elektromotora palīdzību paneļus pagriež perpendikulārā stāvoklī pret sauli. Vienkāršāks risinājums ir pagriezt paneļus pret sauli, griežot tos ap savu asi, bet nemainot leņķi. Komplicētāki sekotāji paneļus regulē divās dimensijās, papildus mainot arī paša paneļa leņķi pret sauli. No rīta regulējot stāvāku, bet, tuvojoties dienas vidum, novirzot arvien lēzenākā leņķī un pēcpusdienā atkal atpakaļ.

Savai saules paneļu iekārtai esam piemontējuši riteņus, lai to pēc vajadzības varētu pārvietot pa saimniecības teritoriju. Uzliekot stūrējamo riteni, paneļus var ērti pagriezt pret sauli. Pieliekot eņģes, var viegli pamainīt saules paneļu leņķi pret sauli atbilstoši gadalaikam. Sausā laikā, kad ilgstoši nav lijis, lai uzlabotu paneļu efektivitāti, ir vērts no tiem ar ūdeni noskalot putekļus. Slaucīt nevajag, jo putekļi ir abrazīvi.

Uzlādes kontrolieris

Ļauj pārbaudīt, kā notiek uzlādes process, kā arī nodrošina pārējo uzlādes parametru kontroli. Mums pieslēgtais modelis spēj apkalpot četras akumulatoru baterijas.

Akumulatoru baterijas

Paredzētas saražotās elektroenerģijas uzkrāšanai, visbiežāk tiek izmantotas mums labi zināmās svina baterijas, kas ir salīdzinoši lētas, bet ar būtiskiem trūkumiem. Tās ir jutīgas pret lielām temperatūras svārstībām, nedrīkst izlādēt mazāk par 30 % no pilnās uzlādes. Šo procesu kontrolē ar uzlādes kontroliera palīdzību. Regulāri jāuzlādē arī tad, kad netiek izmantotas, piemēram, ziemā. Daudz ērtākas un ilgmūžīgākas ir dziļās izlādes litija baterijas, toties cena ir 7−9 reizes augstāka.

Invertors

Paredzēts no akumulatoru baterijām saņemtās līdzstrāvas pārveidošanai maiņstrāvā. Iespējama tieša patērētāju pieslēgšana, tam atkarībā no modeļa ir paredzēta viena vai vairākas kontaktligzdas.

Patērētāju pieslēgšana

Mūsu saimniecībā ir divi saules paneļi, katrs 0,75 kW, kas dod elektroenerģiju divām akumulatoru baterijām. Tātad kopēja jauda, ko tie spēj nodrošināt, ir 1,5 kW. Tā ir maksimālā jauda, ko var pieslēgt pie invertora ar nosacījumu, ka spīd saule un uzlāde ir iespējama.

Novērojumi liecina, ka saulainā dienā, notiekot maksimālai uzlādei, baterijas, pieslēgtas pie pieslēgta patērētāja, neizlādējas. Izlāde palēnām sākas tikai uz vakara pusi, kad no saules paneļiem vairs nenāk pilna jauda. Mūsu variantā izejā nedrīkst pieslēgt patērētājus, kas patērē vairāk nekā 1,5 kW, piemēram, gludekli, tējkannu, veļas mašīnu.

BET VAR – mazos patērētājus: lielu daļu elektroinstrumentu, saldētavu, multivāres katlu. Vienlaicīgi var pieslēgt, piemēram, multivāres katlu 0,9 kW un urbjmašīnu ar 0,5 kW jaudu. Savukārt putekļsūcēju ar jaudu 1,2 kW vienu pašu pieslēgt var, bet kopā ar urbjmašīnu ne.

Komplektu veidošana

Mūsu OFF-GRID komplekts orientējoši maksā ap 600 EUR. Tie ir divi saules paneļi, uzlādes kontrolieris, divas svina akumulatoru baterijas un invertors. Šāds komplekts pilnībā var nodrošināt vajadzības pēc apgaismojuma, iespēju pieslēgt kādu no šiem elektroenerģijas patērētājiem − datoru, ledusskapi vai saldētavu un nelielus elekroinstrumentus, vienmēr pasekojot līdzi pieslēgtajai kopējai jaudai. Taču tāds komplekts būs nepietiekami jaudīgs, ja grib mazgāt veļu, sildīt ūdens boileri un tējkannu, nemaz nerunājot par elektrisko cepeškrāsni vai indukcijas plīti. Mūsu komplektu var papildināt ar vēl diviem saules paneļiem un divām akumulatoru baterijām. Tad izejas jauda pieaugs līdz 3 kW un varēs pieslēgt vairāk patērētāju (vai kādu lielāku). Jo vairāk saules paneļu, jo ātrāk tie nodrošina akumulatoru bateriju uzlādi, bet vairāk bateriju nodrošina ilgāku izlādi patēriņa gadījumā.

Mēs ar šādu komplektu esam apmierināti, jo tas palīdz samazināt mūsu rēķinus ik mēnesi 5−6 EUR robežās.

Ekonomiskā puse

Ja gadā var ietaupīt, piemēram, 60 EUR, tad iekārta atmaksājas 10 gados. Saules paneļi šādā laika periodā īsti pat nebūs pusmūžā, bet baterijas būs tikai vienreiz nomainītas. Arī uzlādes kontrolieris un invertors turpinās kalpot. Naudas izteiksmē grūti raksturot neatkarību, ko avārijas situācijās dod šāda sistēma, nemaz nerunājot par to, ka iespējams tikt pie elektroenerģijas, nepārmaksājot desmitiem tūkstošu eiro par elektrības pieslēgumu vietās, kur tā nav bijis.

Mēneša vidējā globālā saules radiācija piezemē (W/m²) 1991. gada jūnijā.

 Mēneša vidējā globālā saules radiācija piezemē (W/m²) 2014. gada jūnijā.