Kiek efektyvūs saulės kolektoriai žiemą: mitai ir faktai

Turinys

Saulės kolektoriai tampa vis populiaresne technologija Lietuvos namų ūkiuose, tačiau dauguma žmonių vis dar abejoja, ar šie įrenginiai efektyviai veikia šaltuoju metų laiku. Paplitęs mitas teigia, kad saulės kolektoriai žiemą neveikia arba veikia tik simboliškai, todėl investicija į juos nėra prasminga Lietuvos klimato sąlygomis. Tačiau tikrovė yra kur kas sudėtingesnė ir įdomesnė – saulės kolektoriai žiemą gali duoti reikšmingą naudą, nors ir dirba kitaip nei vasarą.

Šiame straipsnyje apžvelgsime, kaip saulės kolektoriai veikia žiemos sąlygomis, kodėl žema temperatūra gali būti net naudinga, kaip sniegas ir debesuotumas veikia efektyvumą bei ar verta investuoti į šią technologiją Lietuvoje. Taip pat aptarsime, kaip maksimaliai išnaudoti saulės kolektorius visais metų laikais ir kokios perspektyvos laukia šios technologijos mūsų šalyje.

Kaip veikia saulės kolektoriai žiemą?

Pirmiausia svarbu suprasti, kad saulės kolektoriai gamina elektros energiją ne iš šilumos, o iš saulės šviesos – fotoninių dalelių. Tai reiškia, kad net ir šaltomis žiemos dienomis, kai saulė šviečia, kolektoriai gali gaminti elektros energiją. Tiesą sakant, žema temperatūra netgi padidina saulės kolektorių efektyvumą, nes fotovoltiniai elementai veikia geriau vėsiame ore nei karštame.

Vasarą, kai temperatūra pakyla iki 25–35 °C, saulės kolektoriai perkaista ir jų efektyvumas krenta. Kiekvienas laipsnis virš optimalios temperatūros (paprastai apie 25 °C) sumažina kolektorių efektyvumą maždaug 0,3–0,5 procento. Tuo tarpu žiemą, kai oro temperatūra būna nuo –5 iki +5 °C, saulės kolektoriai dirba efektyviau – kiekviena saulės šviesos valanda duoda daugiau energijos nei vasarą per tą patį laiką.

Žinoma, žiemą yra mažiau saulės šviesos valandų – gruodį Lietuvoje dienos trukmė siekia vos 7–8 valandas, o debesuotumas dažnas. Tai sumažina bendrą energijos gamybą, tačiau ne taip drastiškai, kaip daugelis mano. Tyrimai rodo, kad Lietuvos sąlygomis saulės kolektoriai žiemą gali pagaminti 15–30 procentų metinės energijos gamybos, priklausomai nuo regiono ir metų. Tai nėra mažas rodiklis, ypač jei sistema tinkamai suprojektuota ir orientuota.

Sniegas – draugas ar priešas?

Viena didžiausių baimių Lietuvos gyventojams dėl saulės kolektorių žiemą – sniegas. Iš tikrųjų, sniegas gali būti problema, tačiau ne tokia didelė, kaip manoma. Lengvas sniego sluoksnis (iki 2–3 cm) paprastai greitai nuslysta nuo kolektorių, nes jie montuojami kampu (optimalus kampas Lietuvoje – 35–40 laipsnių), o paviršius slidus. Be to, net ir po nedidelio atšilimo ar saulės spindulių poveikio, sniegas nutirpsta greitai.

Problema kyla, kai ant kolektorių užpučiamas storesnis sniego sluoksnis – 10–20 cm ir daugiau. Toks sniegas gali blokuoti saulės šviesos patekimą ir sumažinti energijos gamybą iki nulio. Tačiau net ir tokiu atveju, kolektoriai nėra sugadinti – užtenka nuvalyti sniegą švelnia šluota ar specialiu įrankiu, ir sistema vėl pradeda veikti. Be to, sniego tirpsmas ant kolektorių turi papildomą naudą – sniegui nuslystant jis nušluoja nuo paviršiaus sukauptas dulkes, nešvarumus ir lapus, taip natūraliai valydamas kolektorius. Tai vienintelis metų laikas, kai kolektoriai „nusivalo“ patys, be papildomų išlaidų.

Svarbu paminėti, kad Lietuvoje žiemos (ypač pastaraisiais metais) nėra itin snieguotos kaip, pavyzdžiui, Skandinavijos šalyse ar kalnuotose vietovėse, todėl sniego problema nėra tokia aktuali. Vidutiniškai per žiemą gali būti kelios dienos, kai reikia nuvalyti sniegą, tačiau daugumą laiko kolektoriai dirba be trukdžių.

Saulės kolektoriai žiemą: debesuotumas ir netiesioginė šviesa

Dažnas klausimas – ar saulės kolektoriai gamina energiją debesuotomis dienomis? Atsakymas – taip, nors žymiai mažiau nei saulėtomis. Net debesuotą dieną yra netiesioginė saulės šviesa, kurią kolektoriai sugeba paversti elektra. Žinoma, efektyvumas krenta – debesuotą dieną kolektoriai pagamina tik apie 10–25 procentų energijos, lyginant su saulėta diena. Tačiau tai vis tiek geriau nei nieko.

Lietuvos klimatas pasižymi dažnu debesuotumu žiemą, todėl projektuojant saulės kolektorių sistemą būtina tai įvertinti. Optimalus sprendimas – kombinuoti saulės kolektorius su kitu energijos šaltiniu (elektros tinklų, šilumos siurbliu ar kitu alternatyviu šaltiniu), kad net ir mažo saulės intensyvumo dienomis būtų užtikrintas energijos tiekimas. Daugelis šiuolaikinių sistemų turi energijos kaupimo baterijas, kurios kaupia perteklinę energiją vasarą ir naudoja žiemą, kai gamyba mažesnė.

Saulės kolektoriai žiemą: debesuotumas ir netiesioginė šviesa

Saulės kolektorių energijos balansas per metus

Investuojant į saulės kolektorius, svarbu vertinti ne atskirus mėnesius, o metinį energijos balansą. Lietuvoje saulės kolektoriai per metus gali pagaminti apie 900–1100 kWh energijos iš kiekvieno įrengto kilowato galios (kWp), priklausomai nuo regiono ir orientacijos. Tai reiškia, kad 5 kWp sistema gali pagaminti 4500–5500 kWh per metus.

Vasarą, kai saulės daug, kolektoriai gamina perteklinę energiją, kurią galima panaudoti namų ūkio reikmėms (oro kondicionavimui, vandens šildymui) arba kaupti baterijose. Lietuvoje veikia ir kompensacijos mechanizmas – namo savininkai, turintys įrengtą saulės elektrinę, gali perteklinę energiją atiduoti į bendrą elektros tinklą ir gauti kompensaciją. Ši kompensacija gali būti panaudota žiemą, kai saulės kolektoriai gamina mažiau energijos. Tokia sistema vadinama energijos kompensavimo sistema, ir ji leidžia subalansuoti energijos gamybą per metus.

Pavyzdžiui, jei vasarą sugeneravote 500 kWh perteklinės energijos, ją atiduodate į tinklą, o žiemą, kai jūsų kolektoriai pagamina tik 100 kWh, bet sunaudojate 300 kWh, elektros tiekėjas iš sukauptos vasaros energijos kompensuoja skirtumą. Tai labai svarbi sistema, kuri leidžia saulės kolektoriams būti ekonomiškai efektyviems net ir žiemą.

Ar verta investuoti Lietuvoje?

Saulės kolektoriai žiemą Lietuvoje nėra tokie efektyvūs kaip pietų Europos šalyse, tačiau tai nereiškia, kad investuoti neverta. Per pastaruosius dešimtmečius saulės kolektorių technologija labai patobulėjo – šiuolaikiniai kolektoriai efektyvesni, atsparesni šalčiui ir ilgaamžiškesni. Be to, Lietuvoje veikia valstybinė ir ES parama saulės elektrinių įrengimui, kuri sumažina pradinę investiciją iki 30–50 procentų.

Apskaičiuota, kad vidutiniškai saulės kolektorių sistema Lietuvoje atsiperka per 8–12 metų, priklausomai nuo sistemos dydžio, įrengimo sąnaudų ir energijos suvartojimo. Kadangi kolektorių garantinis tarnavimo laikas yra 25–30 metų, tai reiškia, kad likusius 15–20 metų sistema veiks beveik nemokamai, taupydama pinigus ir mažindama priklausomybę nuo elektros tiekėjų. Be to, saulės kolektoriai padidina nekilnojamojo turto vertę – namai su saulės kolektoriais yra patrauklesni pirkėjams.

Ekologiniu požiūriu, saulės kolektoriai prisideda prie anglies dioksido išmetimo mažinimo, o tai svarbu globalaus atšilimo kontekste. Kiekviena kilovatvalandė, pagaminta iš saulės, reiškia mažiau iškastinio kuro deginimo ir švaresnę aplinką. Tai svarbi motyvacija daugeliui šeimų, kurios siekia gyventi tvariau.

Saulės kolektoriai žiemą: perspektyvos ir išvados

Saulės kolektoriai žiemą Lietuvoje dirba ne taip efektyviai kaip vasarą, tačiau vis tiek generuoja reikšmingą kiekį energijos. Žema žiemos temperatūra netgi padidina kolektorių efektyvumą, o sniegas ir debesuotumas – ne tokios didžiulės problemos, kaip manoma. Metinis energijos balansas, palaikomas kompensacijos mechanizmu, leidžia saulės kolektoriams tapti ekonomiškai ir ekologiškai pagrįsta investicija.

Lietuvoje saulės kolektorių technologija dar tik plėtojasi, tačiau perspektyvos šviesios. Valstybės parama, mažėjančios įrengimo kainos ir didėjantys elektros tarifai skatina vis daugiau žmonių rinktis šį sprendimą. Saulės kolektoriai žiemą – ne problema, o realybė, kuri gali duoti tvirtą naudą visus metams.

Šaltiniai:

Saulės kolektoriai žiemą: mitai ir faktai. Kokio efektyvumo tikėtis Lietuvos klimato sąlygomis?