Päike jõuab kollektorite ja paneelide abil tuppa
Päikese näol on tegemist kiirgusliku soojusallikaga, mille energiat saab väikeelamus kasutada kolmel põhimõttel: läbi akende ruumi tulev päikeseenergia (vabasoojus) kütab kütteperioodil ruume; päikesekollektorid, mis toodavad soojust; päikesepaneelid, mis toodavad elektrit ehk nn PV-paneelid.
Päikesekollektorid
Soojust tootvad päikesekollektorid jagunevad lame- ja vaakumkollektoriteks. Väikeelamute soojusvarustuseks võib kasutada mõlemat tüüpi. Võrreldes tavahoonega on madalenergiaelamutes kütteperiood oluliselt lühem, st kütteperiood algab hiljem ja lõpeb varem. Väikeelamu küttevajadus ja kollektorile tulev päikesekiirgus on aasta arvestuses vastasfaasis. Talvel on soojusvajadus suur, aga päikesekiirgust vähe, suvel vastupidi. Seetõttu ei saa Eesti kliimas kasutada päikesekollektoreid väikeelamu põhilise kütteallikana.
Päikesekollektorid sobivad igati väikeelamu sooja tarbevee valmistamiseks. Aastasest tarbevee soojusest võib õigesti ja optimaalselt paigaldatud süsteemiga (päikesepaneelid ja sooja vee salvestuspaak) katta ligikaudu 50…70%.
Päikesekollektorist saadav soojus ei ole pidevalt ühtlane, vaid ajas muutuv suurus ja sõltub põhiliselt atmosfääri pilvisusest, aastaajast ning kellaajast, kuid ei ole sõltuvuses hoone soojuse kasutusest. Sooja vett võib minna vaja ka näiteks pimedal ajal. Seetõttu on päikesekollektorite süsteemis vaja sooja vee salvestuspaaki, mis salvestab saadavat energiat.
Päikesekollektorid paigaldatakse üldjuhul hoone katusele. Asukoha valikul tuleks arvestada, et kollektorite pinnale ei tohi ka talvekuudel tekkida naaberhoonetest, puudest, väikeelamu konstruktsioonidest jms varjusid; selleks et tagada meie oludes kollektorite efektiivsus, tuleb need suunata lõunasse (soovitatav kõrvalekalle mitte üle ±15o) ja maapinna suhtes nurgaga 40…45 kraadi. Neid tingimusi eirates väheneb päikesekollektori tõhusus ja päikeselt saadav soojushulk.
Päikesekollektorite kavandamisel võiks lähtuda, et ühe elaniku kohta on vaja 1,5…2 m2 päikesekollektori pinda; ühe elaniku kohta on vaja ligi 80…100 l akumulatsioonipaagi mahtu.
Päikesepaneelid
Elektrit saab toota eri päikesepaneelidega, mida sageli nimetatakse PV-paneelideks (lühend PV ingliskeelsest terminist photovoltaic). PV-paneelide kasutegur, mis näitab, mitu protsenti paneeli pinnale langenud päikesekiirgusest muundatakse elektriks, on suurusjärgus 11…17%. Ühest ruutmeetrist paneeli pinnast on ideaaltingimustel (selge ilm ja päikesekiired on risti paneeli pinnaga) võimalik saada elektrit suurusjärgus kuni 150 W. Õige orientatsiooniga paigaldatud paneeli üheruutmeetrisest pinnast saab Eesti oludes elektrit suurusjärgus 100…150 kWh elektrit aastas.
Paneelide asukoha valikul ja paigaldamisel tuleb lähtuda samadest põhimõtetest nagu päikesekollektorite puhul, kusjuures soovituslik paigaldusnurk maapinna suhtes on 40°.
Näiteks kui hoone katusele paigalda 35 m2 PV-paneele, on toodetav maksimaalne elektrivõimsus suurusjärgus 4 kW ja aastas saadav elektri u 4 MWh.
Võrdlushoone elektriseadmete (ei sisalda kütte ja ventilatsiooni elektrit) ja valgustuse aastane elektri kasutus on 4,3 MWh. PV-paneelidega on võimalik summaarse aasta bilansi mõttes katta enamik elektriseadmete ja valgustuse aastasest elektrikasutusest.
Tuleb arvestada, et PV-paneelid toodavad suvel oluliselt rohkem elektrit kui talvel, mistõttu talvel ei piisa paneelide toodetud energiast ja suvel toodetakse elektrit oluliselt rohkem kui tarbitakse. Ühtlustamaks paneelide poolt toodetud elektrit ja väikeelamu tegelikku elektri kasutust, on vaja toodetud elektrit salvestada akudesse või muuta vahelduvvooluks ja müüa seda elektrivõrku.
Enne PV-paneelide kavandamist tuleb küsida elektrivõrgu ettevõttelt liitumise tehnilisi tingimusi, kust selguvad elektri võrku tagasiandmise ning müümise võimalused ja tehnilised lahendused. Mõningatel juhtudel võib võrku andmine osutuda võimatuks.
PV-paneelide tehnoloogiad täiustuvad ja tootmismahud suurenevad pidevalt, mistõttu võib prognoosida paneelide maksumuse olulist alanemist ja majandusliku otstarbekuse parenemist.
See loob head eeldused, et mõne aja pärast on nende paigaldamine majanduslikult tasuv.
Ilma PV-paneelideta ei ole võimalik tagada väikeelamu vastavust liginullenergiahoone nõuetele.
Allikas: KredEx
