Solarna energija u domaćinstvu

 1. Uvod. Zemlja nam s 30-ak znakova ukazuje na promjenu klime što može skoro svatko primijetiti, primjerice: dolazi do povišenja temperature, otapanja leda, presušivanja planinskih brzaca, blažih zima, proljeća stižu ranije, jeseni dolaze kasnije, neke biljke cvjetaju zimi, povećava se broj šumskih požara, dulja su sušna razdoblja, nestaju vodozemci itd. Nije novost kako se moramo okrenuti prema energiji iz obnovljivih izvora, primjerice energiji vjetra, solarnoj energiji (toplinska i foto naponska) i geotermalnoj energiji, energiji iz okoliša, energiji plime, oseke, mora, hidroenergiji, energiji biomase te bioplinu dobivenom od otpada i iz uređaja za obradu otpadnih voda. Kako to postići? Prvo trebamo shvatiti da jedan kWh električne energije dobivene iz Sunca smanjuje emisiju stakleničkih plinova izraženo kroz CO₂ eq za 1 kg. Drugo, trebamo prihvatiti strategiju trošenja novca (kapitala) gdje će se davati prednost nabavi opreme za dobivanje solarne energije u odnosu na nabavu velikog broja energetskih trošila, u prvom redu automobila. Gruba analiza sadašnje godišnje energetske potrebe jednog domaćinstva u RH iznosi za prijevoz i održavanja vozila oko 2000 €, dok se isto toliko izdvaja za stanovanje i energente. Ako se pak za hranu i piće izdvoji još 3200 €, onda se vidi gdje će se u „riznici“ domaćinstva morati preorijentacijom i štednjom namaknuti sredstva za solarnu energiju. Naš zakon o energiji iz obnovljivih izvora od 23. 12. 2021. nalazi se na ovom linku: 

EU propisuje najnoviju direktivu: solarni krovovi trebali bi postati zakonski obvezni za novogradnje poslovnih zgrada od 2024., dok će od 2029. godine direktiva vrijediti i za stambene zgrade. U mojim starim dokumentima pronalazim kako je 1986 godine Dr Natko Urli  iz instituta "Ruđer Bošković" vodio  projekt kojim je izrađena; Studija o tehničkim  mogućnostima i ekonomičnosti  preorijentacije  potrošača s tekućih goriva na  sunčevu  energiju  u SR Hrvatskoj.  Realni  iskoristivi  prosječni  godišnji potencijal sunčeve energije iznosi 570 TWh. To čini  8 puta više  energije nego što je bila ondašnja  potreba.

Uređaj za pripravu tople vode:1.Sunčev kolektor,2. trošilo tople vode, 5. Odzračni ventil, 6.Termometar na  povratnom vodu,7. Termometar na razvodnom vodu, 8. Manometar, 9. Otpusni ventil, 10. Posuda za odljev, 11. Sigurnosni ventil,12 Membranska  posuda, 16. Spremnik tople vode

2. Solarna energija za pripremu tople vode. Tehnologija nije nova. U Americi su se 1891. g. tamno obojene posude izložene suncu koristile za zagrijavanje vode. Sada su patentirani solarni kolektori koji se priključuju na postojeću vodovodnu instalaciju. Ilustracije radi, jedinična toplinska potrošnja priprave tople vode iznosi po osobi i danu od 1,2 do 2,4 kWh. Od Sunčeva zračenja u našem se podnevlju može nadomjestiti godišnje oko 975 kWh/m²/a. Za pripravu tople vode četveročlano domaćinstvo troši godišnje 1475 kWh/a. Te grube podatke valja imati na pameti kada se želi instalirati solarno pripremanje tople vode (vidi skicu opreme). Savjetujem da se to čini korak po korak, da se najprije uloži u solarne kolektore za pripravu tople vode, pa tek onda u nabavu ostalih elementa i montažu. Solarnu pripremu tople vode koristim od 1992. godine i to termosifonskom cirkulacijom vode i vrlo malo koristim pumpu. Čovjek se najviše znoji ljeti, pa je i kupanje učestalije, a tada ima dovoljno jeftine tople vode. Praktično, od blagdana Uskrsa pa do Svih Svetih sunce mi priprema toplu vodu. Imam 6 m² kolektora i spremnik vode od 300 L. Današnji troškovi  kreću se od 3500 do 5000 €. Globalno gledano, instalacijom priprave tople vode pomoću sunca uštedjet će se do 2050. godine 6,08 giga tona emisije CO₂ eq.

3. Solarne elektrane proizvode električnu energiju pretvorbom energije Sunčeva zračenja na osnovu fotonaponskog učinka. Foton se pretvara u elektron. Tako dobivena energija naziva se solarna fotonaponska (FN) energija. U ovom postu (vidi skicu) želim opisati neke osnovne principe o samoopskrbi električnom energijom iz postrojenja solarnih elektrana od foto naponskih modula i pretvarača spojenih na postojeće elektroinstalacije. 

Snaga fotonaponskog modula uvijek je izražena u vršnoj snazi izraženo vatima Wp (Watt peak) ili kilovatima kWp. Kao grubi vodič, možete izračunati dobivanje električne struje s 1000 Wp snage na 10 četvornih metara površine modula. Foto naponski sustav s vršnom snagom od 6 kWp može se tada, na primjer, sastojati od 20 modula od 300 vata svaki.

 Manji foto naponski sustav

Drugi važan parametar je učinkovitost. Ona pokazuje koliko se Sunčeva zračenja može pretvoriti u energiju. Solarne ćelije su sada tako visoke kvalitete da su učinkovite i po lošem vremenu. To znači da fotonaponski sustav može proizvoditi električnu energiju čak i kada pada kiša. Ipak, razdoblje od proljeća do jeseni redovita je visoka sezona proizvodnje energije. Većina solarnih ćelija izrađena je od silicija (Si), elementa čija vodljivost ovisi o temperaturi. Osim toga, silicij se smatra neiscrpnim, jer se dobiva iz kvarcnog pijeska. Prema podacima s interneta REN21, Njemačka proizvodi najviše solarne energije po glavi stanovnika. Po kapacitetu, Njemačka je u globalnoj usporedbi na 3. mjestu. Japan je na drugom, dok je Kina najveći proizvođač. SAD i južna Europa također se sve više oslanjaju na fotonapon. U Bavarskoj je 2019. godine proizvedeno ukupno 919 kWh solarne energije po stanovniku. Male kućne solarne centrale do 1 kWp proizvele su 122 kWh po stanovniku. Početkom 2006. 1 kWp je još uvijek koštao oko 5000 eura, no danas se može računati samo na oko 1300 eura po kWp za kompletan sustav, uključujući i montažu. U RH košta instaliran 1 kWp od 1450 do 1973 €. Troškovi investicije u solarne elektrane padaju. Dobivena energija od 1 MWh koštala je 2010. godine 360 $, dok je 2017. koštala samo 100 $. Za orijentaciju budućim investitorima malih solarnih elektrana dobro dolazi ovaj grubi podatak: na krovu od 60 m² može se instalirati elektrana od 8 kWp koja će godišnje proizvesti 8000 kWh.  

Današnji ponuđači tvrde kako se ne isplati ugrađivati akumulatore za spremanje viška struje nego se ona odmah treba prodati kroz električnu mrežu distributeru, primjerice kod nas HEP-u. Instalacija foto naponskog sustava od 3,69 kWp košta oko 54000 kn a donosi godišnju uštedu od oko 3300 kn.

Postupnik investicije:

1. Potrebni podaci za izradu projekta: Ime i prezime osobe na koju stoji priključak struje.

2. Izrada projekta.

3. Predaja istog HEP-u sa zahtjevom. Komunikaciju s HEP-om obavlja izvođač radova.

4. Gradnja elektrane, nakon koje se HEP-u predaje zahtjev o promjeni brojila te se dobivaju certifikati za instaliranu opremu.

5. HEP po primitku dokumenata stavlja dvosmjerno brojilo te izdaje ugovor o trajnom korištenju čime je cijeli postupak završen.

Solarne elektrane u svijetu na krovovima do 2050. mogu smanjiti 24,6 giga tona emisije CO₂ eq.