Nejlevnější využití solárních panelů

Představuji vám úplně jednoduchou myšlenku.

Problém

Solární panel není levný a pokud nemáte dotaci na odkup kW je návratnost nepřiměřeně dlouhá. Musíte započítat baterie, měnič, instalaci do výsledné ceny.

Řešení

Nejdůležitější je 100% akumulace slunce. Moje myšlenka je taková, že se veškerá energie ze slunce promění na “horkou vodu”. Neodcházejte, bude to zajímavé.

Podrobně

V první řadě vyřadíme solární regulátor/nabíječku. Připojíme totiž panel napřímo na topné těleso akumulační nádrže. Jak toho dosáhneme. Za prvé si pořídíme panely amorfní. Mají totiž vysoké napětí na plochu. Není problem sehnat panel s parametry 95V/1,3A. K tomu musíme napárovat klasické topné těleso na 230V AC. Logicky tedy můžeme zkusit 2-3 panely v sérii pro dostatečné napětí. Druhotná výhoda je, že tyto panely fungují “lépe” i při zatažené obloze.  Hlavní nevýhoda je ta, že nepracujeme v ideální křivce zátěže panelu, takže značnou část energie tím tratíme.

Jsou dvě možnosti, pořídíme MPPT regulátor, který naši situaci zvládne, tj vstup řetězec našich panelů, výstup 0-300V DC a nebo pořídíme více panelů. Vzhledem k tomu, že panel má takříkajíc nesmrtelnou trvanlivost (oproti polovodičům), volím variantu dvě. Není potřeba dodržet plný výkon. Máte-li těleso 2kw, stačí i 200W solár, ale prostě to bude trvat. Naopak nikdy nedimenzujte plný výkon, je to neekonomické.

Pro úplnou jednoduchost použijeme čínský bojler za 3 tisíce v akci z hobymarkety, má mechanický termostat. Termostat nastavíme na maximální teplotu a natvrdo spojíme s panelem. Hotovo.

A co s vodou?

Akumulovanou ohřátou vodu můžete využít na koupání. Přiznejme si, tam zmizí velká část financí za energie. Buď můžete mít předřazenou akumulaci a nebo to zapojíte jinak chytře. Prostě tak, aby vám to nebralo elektřinu, horkou vodu nebo plyn. Dyt víte.

Další zajímavou možností je začlenění nádrže před pračku a myčku. Ta by tak dostávala vodu “předehřátou zdarma” a nebude spotřebovávat elektřinu na vlastní ohřev. Což je většinou od 70% a více energie na cyklus. Doporučuji ještě vložit do cesty termostatickej směšovač, ať můžete nastavit maximální teplotu vstupní vody.

Proč takhle debilně?

Za vším hledej spolehlivost. Elektrickej drát, kus skla na střeše a odpor ve vodě mají malou šanci na poruchu. Jak to zapnete, tak to bude fungovat dokud vás smrt nerozdělí. Takovej solární (tepelnej) ohřev vody je super. Určitě efektivnější, ale máte náklady na čerpadlo, provozní náklady, musíte vrtat díry na trubky. Akumulace do vody zase vyhraje díky gigantický kapacitě, super nízký ceně, neomezený cyklovatelnosti a nulové údržbě. A co je lepší, každejch 10 let baterky za 100 tisíc nebo boiler za 3 tisíce až prorezne (jestli).

Dále nejste nijak spojeni s elektrickou sítí, žádný hovado s razítkem na vás nemůže. A je jasný, že to budou chtít hlídat a regulovat, protože jsou v tom prachy, který nedostanou, žejo.

Výpočet

1kw (peak) v amorfních panelech se dá pořídít za 11 tisíc.

100 litrů vody z 10st na 50st ohřejete s 1kw za 4:43 hodiny.

Čistě od oka střelíme že panely budou schopny jen 500W, to znamená, že ohřátí bude za 9h.

V letních měsících, při pařáku od rána do večera máte k dispozici 100litrů slušně teplé vody. Takových dnů bude tak 50 do roka. 3 měsíce škrtneme a zbytek bude ohřáto jen na 50%.

A kolik to hodí v korunách. Ekonomicky vás to neomráčí.  Peru-li a myju-li každý den 365 dní v roce, při 1kw/cyklus, 70%/cyklus a 5kč/kw ušetřím ročně alespoň 1700kč. Zbytek ušetření jde přímo na vrub koupání. Tam šetřím přesně tolik, kolik ten den svítilo slunce. Je tedy nejlepší jít tudy a přebytek použít na praní.

Roční průměr pro ČR je až někam k 900kWh/m2/rok. Amorfní panel má max 12%, pro naše zapojení max 6%. Můžeme tedy z m2 dostat 54kWh/rok. Tedy 270kč/rok.  1,5m2 panel stojí cca 1300kč. Jeden panel ušetří 400kč/rok. Návratnost 5let. Při slušně nepříznivých vstupech.

Dle provedených testů na soustavách s těmito systémy se připravíte až o 40% výkonu, pokud nepoužijete MPPT regulátor. Můžete ho pořídit rovnou, později nebo vůbec. To je na vás.

 

DIY solární panely – sklo, praktická měření

A je to tady. Konečně svítí sluníčko a je čas provést praktické měření vlivu skla na výkon solárního panelu

Na rychlo jsem složil panel z 8 článků a otestoval bez skla, s obyčejným float sklem 5mm a optiwhite 4mm solárním sklem. Měřeno vícekrát, rychle za sebou v naprosto jasném dni. Umělá zátěž odporem./p>

Výsledky měření

Bez skla: 3,42V 0,58A = 1,998W

4mm optiwhite: 3,35V 0,571A = 1,913W

5mm float: 3,25V 0,553A = 1,796W

Měřeno několikrát, hodnoty sedí. Tak a ted’ nějaké výpočty. Bez skla beru jako 100% výkonu. To znamená, že 4mm optiwhite sežere 4,3% a 5mm float sežere 10,1% výkonu. Trojčlenkou si přepočítáme tlouštku skla float na 4mm a dostaneme nějakých 8% ztráta.

Rozdíl mezi solárním a obyčejným sklem je 3,85% výkonu na článku. Hodnota je z praktického měření

Dokončíme si výpočet ceny skla. Obyčejné stojí za metr čtvereční 690kč a solární 1010kč. Rozdíl cca 45%. 60W panel je cca 1×0,5m, takže cena skla 340kč (280kč pro 4mm sklo) vs 500kč. Rozdíl 160kč (220kč 4mm sklo) znamená, že 60W panel vyrobí o 3,48W (2,31W pro 4mm sklo) méně.

Pro 1000 hodin jasného svitu ročně a 5kč za kWh to je 17kč ztráta ročně. Návratnost je tedy 9,4 roku ( 19let pro 4mm sklo)

Závěr

Jak se zdá, nevyplatí se to. Pokud budeme dělat menší panely, například 10W a použijeme 3mm sklo, tak se nám zlepší bilance a už se “začné vyplácet” solární sklo. Pokud jedeme tlusté sklo a jedeme na cenu, volíme klasiku

30W solární panel z GME

Přináším nějaké výsledky z měření 30W solárního panelu z GME

Solární panel jsem měl jenom na pár dní, pro testování mého solárního regulátoru.
Testovací podmínky

  • Sklon panelu 70 stupňů
  • Natočení, přesný jih
  • 100% modrá obloha
  • datum měření 24.9.2011
  • solární regulátor homodomo (pwm, účinnost ~90%, není MPPT, jen přibližně)

V 17 hodinou mi testovací stanoviště zastínil okolostojící barák, takže jsem měření ukončil. Statistika vyplyvnula následující údaje.

  • Maximálně dával panel 22W
  • Za 9 hodin měření (=světla) vyrobil celkem 139W
  • To je 0,0155 kW/h = 15Wh (50% Watt peak)
  • Při dešti dává panel cca 1,8W

Navíc jsem provedl druhý den ověřovací měření a dostal jsem se při stejných podmínkách na 131W vyrobené energie. A to je téměř ideální den. Řekněme, že ročně je 100 pěkných dní, takže, panel ročně zvládne pod 12kW/h. V penězích cca 60 Kč (horkotěžko). Návratnost: panel stojí 2200:60= 36 let. Hustý co? A to máme regulátor 0Kč, baterie 0Kč, invertor 0Kč…

Testoval jsem různé úhly a rozhodně nedoporučuji na plocho, panel dáva hovno a celý den :-D, průměrně 38% méně. Docela hustý. Radši dejte jih 90 stupňů. než na plocho. Natáčení za sluncem zlepšuje výkon. Fakt jo..

solární panel – výběr skla – doplněno 2

Článek je vztažen k elektrickým solárním panelům.

Solární sklo nebo obyčejné?

Ano, to je ta otázka o kterou tu běží. A tu si rozebereme do technických detailů a propočítáme.

Proti sobě stojí dva druhy skel, klasické plavené (aka Float) o různé tlouštce a dále speciální skla s nízkým obsahem železa, super prostupem světla atd atd. Opravdu se vyplatí za ně platit při domácí výrobě solárních panelů? Všechny skla rozhodně necháváme kalit a tím vytvrdit proti času a počasí. Z obyčejného tabulového skla prosím nestavějte. A taky nepoužívejte dřevo na rámy. Potřebujeme výdrž! Výpočet se vztahuje z cen za zakázku na 200W panely. Cca 0,6 metrů čtverečních jeden kus.

  • Klasické sklo Float – 4mm
  • Prostup světla: 83%
  • Odraz světla: 0,08
  • Přímý průchod: 0,78%
  • Absorptance: 0,15
  • Cena 695Kč/m2

[MORE]

  • Low-iron Optiwhite – 4mm
  • Prostup světla: 92%
  • Odraz světla: 0,08
  • Přímý průchod: 0,91%
  • Absorptance: 0,01
  • Cena 1010Kč/m2

Jak můžete vidět, lepší sklo je o 45% dražší a je v ideálních podmínkách schopno přenést o 13% více světla. Problematika je to přecijen složitější, ale můžeme si to zjednodušit asi takhle.

Pokud máme dva shodné 60W (množství v solárních článcích), tak ten s obyčejným sklem vyrobí 46,8Wp a ten ze solárního vyrobí 55,2Wp. Rozdíl tedy 8,4Wp.

Na každých 60W našeho pole můžeme ušetřit 315Kč. A každý osmý panel je na pokrytí ztrát ve skle! Na 7 panelech ušetříme 2205Kč. Osmý panel 60W za 2200Kč postavíme spíše obtížně. Je to docela na hraně.
Závěr je jasný. Solární sklo se prostě vyplatí. Pokud máte malou střechu a málo místa, je to vaše jediná pravá volba.

Dodatek: Ještě je vhodné zvážit tloušťku skla. U malých panelů je 4mm tvrzené dost hodně, u větších už by to nemuselo stačit a přejít na 5mm klasické sklo, to stojí cca 200Kč více na metr. U olárního samozřejmě ještě více. Sklo je totiž ve skutečnosti nosný prvek. Rám je jen redukce na uchycení skla ke střeše.

Doplnění:

Po necelých 6 týdnech sklenářství dodalo skla. Pro první testy mám kalené tabule 5mm klasického float skla. Na jeden 60W panel stojí sklo 405Kč. Plus mám jedno optiwhite 4mm sklo na 20W panel, což stálo 200Kč. Provedu nějaké výkonostní testy, abych zjistil, jaký je v tom rozdíl (měření v praxi).

Doplnění2:

Hodnoty pro výpočet jsem bral z datasheetu výrobce. Takže trochu opatrně při porovnávání skel. Jestli je optiwhite sklo jen reklamština a tahák na prachy se dozvíme, až to změřím. Dostal jsem informaci, že to je spíše rozdíl 2% a to by zvýhodňovalo klasické float.

Btw, skla jsou docela těžký, chodit s nima po městě je dřina.

Solární panel – kalkulace 2

Solární puzzle nám začíná zapadat do sebe. Shneme si, co už víme:

Cenový rozpis pro panel 60W/17V:

  • samotné články 34ks = 780Kč (DPH + Clo!)
  • Tab wire (možno koupit v kitu s články) 128Kč
  • hlinikový materiál na 1 panely (3 metrů) cca 270 Kč
  • klasické sklo 6mm + kalení (400/pulmetr/panel), vysokočiré dražší
  • zalévací hmota EL420UV 550Kč/0,5Kg
  • transparent silikon Sikasil C 120Kč
  • šroubky 20Kč

Součet: 2500Kč za jeden panel 60W. Je to málo? Je to hodně?

Doladění komponent

Oběhal jsem potřebné obchodníky a jak můžete z tabulky vidět, cena solárních článků je takříkajíc zanedbatelná oproti ostatním. Sestava, kterou jsem rozpočítal, je připravená na totální nasazení venku, dalších 30-40 let. Když budete mít panely na parametu za oknem, můžete cenu klidně snížit na polovinu.

Rám: pevnost rámu není příliš důležitá, samotné kalenné sklo je nosný matroš a jen potřebujeme “něco” co nám umožní uchytit sestavu na rám/střechu. Tady se dá uspořit 100Kč.

Sklo: Tak tady je to větší problém. Naivně jsem si myslel, že cena bude nízká. No není. Kalení je proces drahý a trvá to dlouho. Cena cca 100Kč/mm skla/na metr plus 200Kč kalení. A to je jenom předběžná cena. Když použijeme 4mm sklo, jsme určitě na 600Kč/metr skla. To je 300Kč na panel. Hm. Žádná láce. Otázka je, jak hodně by se mělo šetřit. Sklo musí vydržet všechno. Kroupy, teplotní šoky, cyklické změny… Další věc je, jestli sklo vybavit UV filtrem, tepelným štítem. Určitě to sníží prostup světla, ale mohlo by to snížit přehřívání článků. Bez zkoušení to nepůjde zjistit. Můžeme ušetřit 200Kč když zvolíme standard sklo a 4mm tloušťku.

Zalévací hmota: Tak to je taky velká neznámá. Originální silgard 184 můžeme škrtnou, nejsme milionáři. Náhradních výrobků je celá řada. Super odolný, dvojitě UV chráněný je polyuretanový EL420UV. Čirá PUR pryskyřice. Doba zpracovatelnosti cca 10 minut. 6 dní pro totální vytvrzení. Nízký tepelný odpor bude hrát význam v teplých dnes. Stojí 1100Kč/Kg. Nebo 200g za 300Kč. Jako náhrada by se možná dal ještě využít EC570/W363, což je epoxidová pryskyřice. Má pracovní teplotu až do 150stupňů. Oproti 120 u EL420UV. 1.3KG sada stojí 800Kč. Šetřit?

Další otázka je, kolik toho potřebujeme? Na internetu jsou videa s 1/2 kilem Silgardu nebo dvěma kelímky od piva jiného matroše. Asi bych to pro začátek risknul s pulkilem a když to bude přetékat vrchem ubereme. Důležité je, aby hmota zatekla do míst, kde je vzduch a články zůstaly potažené(zalité) úplně všude. Aby se na ně nedostal vzduch a voda. Nepotřebujeme dělat dva centimetry tlustou vrstvu.

Když budeme hodně spořit, můžeme se dostat pod 1700Kč/60W finální panel

To je pro dnešek všechno. Jakmile začnu konstruovat, přidám nějaké fotky. Poznatky.

Solární panel – cenová kalkulace DIY

Výroba solárního panelu na koleně

Analýza je platná pro 07/2011

Pokud se rozhodnete, že nechcete kupovat drahý panel od profi dodavatelů, je velmi vhodné zvážit všechny okolnosti. Kupodivu, pokud se solárem začínáte, cena panelů je velmi malá částka do celého rozpočtu. Je nutné započítat regulátor nabíjení baterií (1000Kč+), baterie samotné (1500Kč+), taky nějaký ten střídač(1200Kč+) a nesmíme zapomenout na velmi tlusté kabely (16mm2 100Kč/metr). Ano, můžete volit invertor, který všechno rovnou posílá do sítě (Tie-grid cca 2500Kč), ale to není nic lákavého. Domácí kutil chce především nezávyslost na dodavatelích energie.

Nákup panelů ebay

Na ebay je ohromný výběr různě velkých článků, od mono až po poly. Dokonce je možné sehnat i sady obsahující kromě článků taky propojovací drátový pásek, pájecí kapalinu, ochranou diodu. Opravdový kutil ušetří a zvládne to nějak obejít. Dokonce je možné koupit články již předdrátované.

Panely ze zahraničí vám pravděpodobně zdaní a proclí. Na to pozor. Hliníkový materiál jednoznačně nakoupíme v alupa.cz. Cena za kilogram je aktuálně 144Kč. U profilů je G index, což je hmotnost za metr. Vychází to u profilu 40x40x3 kolem 90Kč na metr. Můžete samozřejmě měnit rozměry i tlouštku profilu, to už nechám na vás. Postavíme si jeden panel pro 12V (max 17V). Na to je potřeba 36článků na 0,5V, každý dá max 1,7W, takže jeden panel bude mít max 60W.[MORE] Články na jeden panel budou stát včetně proclení 1200Kč. Rám bude ze 3 metrů a bude stát 270Kč. Články musíme dát na sklo. Sklo temperované, vhodný by byl UV filtr, tlouštku dejte 6mm. Pevnost na prvním místě. Tady cenu zatím nevím. Doplním. Řekněme 100-200Kč.

Články musíme velmi dobře chránit proti vzduchu a vodě. Můžeme je zavakuovat a nebo je zalijeme. Originálně se používá zahraniční hmota Sylgard 182/184/186. Cena za kilogram je krásných cca 3600Kč. Na jeden panel je vhodné dát tak 0,5Kg. To zamrzí. Český výrobce elchemco.cz nabízí plno alternativních hmot. Moc se v tom nevyznám. Půjdeme středem a zvolíme hmotu pro extrémní zatížení UV, vychází na 550Kč/panel. Pokud chceme ušetřit, můžeme to zatlačit až k 280Kč/panel. Otázka je, jestli tady je vhodné místo na úsporu. Chceme panel na 30-50 let!

Během stavby taky padne nějaký ten neutrální čirý silikon 150Kč. Spotřeba tak polovina. Takže za 80Kč. Používat ho budeme na slepení skla s rámem (pružný spoj) a uchycení příchytek skla. Taky se bude používat pro výrobu rámečku zalévací hmoty. Nic nebude spojeno na pevno s hliníkovou konstrukcí!!

Takže po součtu se pod 1980Kč/panel/60W nedostaneme. K tomu si musíte započítat práci na výrobě rámu. V dobře vybavené dílně všechno za hodinu vytvořeno. Pájení panelů je otázka. To taky něco zabere. Pájecí stanici doporučuji. Každopádně to znamená DIY panel lze na koleně vyrobit za 33Kč/W. Profi modul jsem viděl už za 44Kč/W (270W). 60W profi panel jsem našel za 4990 Kč (83). 180W za 9200Kč(51). Takže pořád můžete být pod cenou profíků. U velkých objemů bych volil profíky. Z rozvahy je vidět, že cena za křemík není až tak veliká a ostatní položky cenou pěkně zahýbají.

Cenový rozpis:

  • solární článek 108ks=160$ (cca 2750 + DPH + Clo!) cca 1200/panel
  • hlinikový materiál na 1 panely (3 metrů) cca 270 Kč
  • temperované sklo 150Kč???
  • zalévací hmota 0,5kg (od 250Kč k 1200Kč)
  • montážní silikon cca 150-200Kč
  • šroubky 20Kč

A co taková návratnost? Tu si můžeme lehce spočítat. 1watt stojí 33Kč. Za hodinu vyrobí Watthodinu. Za tisíc hodin provozu vyrobí kilowatu. Kilowat je za 5Kč. (Rozhodně nepočítáme s nějakým zeleným teror bonusem, to co vyrábíme, je to kolik šetříme sami sobě – když není spotřeba nebude úspora).Takže to máme 33/5*1000=6600 hodin provozu. Na panel svítí světlo tak 1200 hodin ročně plus nějaké to šplouchání v pološeru. Cca 3,5 hodiny svitu. To máme 6600/3,5=1885 slunodní, na roky 5,1 . Takže hrubá návratnost je tak 4-6 let. Jenom za panel! Nezáleží na rozměru. Prostě 33Kč/W článek vyrobí elektřinu za 5 let. Když započítáte růst cen elektřiny, tak vlastně dříve Při deklarované životnosti 10+ a předpokládané 30+ je to velmi slušná investice. Koycera má například 30 let staré panely a jejich úbytek výkonu není ani 25%!.

Do ceny za sestavu musíte připočítat nejméně tie-grid invertor na ebay 300W za nějakých 2000Kč včetně poštovného, DPH, cla. Je velmi vhodné, vlastnit solární pole přibližně stejného výkonu jako invertor, zlepší se tak návratnost. Za 8000Kč můžete mít doma 180W panely a měnič. Ročně vám tahle sestava ušetří elektřinu za 1080 Kč (průměr). Návratnost 8 let. Wau!

Pro 240W (sestava 10000Kč) panel je návratnost 6,9 roku. Výpočet {(240Wp*1200h)/1000}*5kč/kwh=1440Kč/rok úspora.