Saules paneļi elektroenerģijas ražošanai mājsaimniecībām un industriālajam ēkām

03. February, 2022

Viessmann Vitovolt saules paneļi – labs risinājums elektroenerģijas izmaksu samazināšanai

Nav noslēpums, ka pēdējā laikā notiekošā enerģētiskā krīze daudzus pārsteidza negaidītus. Vispirms jau ar neparedzami augstajām elektrības un dabasgāzes cenām, lai gan par elektrības dārdzības pieaugumu tieši Latvijā varēja nojaust jau iepriekš, kad 2021. gada vasarā Ziemeļeiropā bija nepateicīgi laikapstākļi elektroenerģijas ražošanai no dabiskajiem (ūdens un vēja) resursiem. Savu lomu nospēlēja arī kovida pandēmijas ietekme uz ekonomikas procesiem ne tikai Latvijā un Eiropā, bet visā pasaulē. Latvijā vietējo elektroenerģijas ražošanas resursu pilnīgai valsts nodrošināšanai ar elektrību nepietiek. Lielāko daļu elektroenerģijas Latvijā saražo Daugavas HES kaskāde, taču tās apjoms ir ļoti atkarīgs no ūdens daudzuma upē. Savukārt vietējo Rīgas TEC saražotā elektroenerģija, „pateicoties” dabasgāzes cenu augstajam lēcienam, šādā situācijā kļūst ļoti dārga. Vēja parku attīstība Latvijā vēl ir bērna autiņos, tāpēc trūkstošo elektrību nākas iepirkt no ārzemēm. Un jāmaksā par to tik, kāda ir tās cena biržā konkrētā brīdī. Tāda ir jaunā realitāte.

Saules paneļu izmantošana kļūst ne tikai rentabla, bet arī efektīva

Taču reizē šī realitāte paver jaunas iespējas, un viena no tādām ir individuālo saules paneļu uzstādīšana. Ja agrāk saules enerģijas izmantošanu elektroenerģijas ražošanai Latvijā neviens, atskaitot atsevišķus entuziastus, nopietni neapsvēra šādi saražotās elektrības dārdzības dēļ, tad šobrīd situācija ir būtiski mainījusies. Ar moderniem, efektīviem saules paneļiem aprīkota privātmāja vai uzņēmums arī Latvijā var nodrošināt saimniecību ar nepieciešamo elektroenerģiju. Tāds risinājums ilgtermiņā atmaksāsies, jo tam ir vairākas priekšrocības, neraugoties uz to, ka Latvijā tradicionāli saules spīdēšanas ilgums ir nepastāvīgs.

Īstenībā situācija ir daudz labāka, nekā agrāk tika uzskatīts. Pirmkārt, izpētīts, ka Latvijā saule spīd teju tikpat bieži, cik Vācijā, kur saules paneļi ir ļoti izplatīti, vidēji 850 – 1200 stundas gadā. Saules intensitāte Latvijā gada gaitā ir visai mainīga, no 1,4 – 2% decembrī un janvārī, līdz 15,7% vasaras saulgriežos. Tomēr tieši saules stari nav fotoelektrisko paneļu efektivitātes obligāts nosacījums – elektroenerģijas ražošanai pietiek ar dienas gaismu. Līdz ar to šie paneļi elektroenerģiju ražo ne vien saulainā, bet arī mākoņainā un pat lietainā laikā, jo jaunākās paaudzes paneļi ir aprīkoti ar papildus tehnoloģijām, kas ļauj tiem izmantot arī atstaroto un izkliedēto gaismu. Tādēļ tie spēj izmantot gaismu ne tikai tiešā saules spīdēšanas laikā. Tas nozīmē, ka ir iespēja teju cauru gadu ražot elektroenerģiju savām vajadzībām, par to papildus neko nemaksājot.

Saražotās elektroenerģijas pārpalikumus iespējams nodot kopējā elektrotīklā, lai varētu šo enerģiju izmantot brīžos, kad elektrība netiek ražota vai ar pašu ģenerētās elektrības daudzumu nepietiek, piemēram, nakts stundās, ziemas periodā. Pieaugot interesei par saules paneļu izmantošanu, SIA „SB” tagad saviem klientiem piedāvā Viessmann Vitovolt saules paneļus, kas palīdzēs kļūt neatkarīgākiem savas elektroenerģijas ražošanā un patērēšanā, kā arī ietaupīt būtiskus finanšu līdzekļus.

Pirms iekārtas pieslēgšanas nepieciešams vienoties ar a/s „Sadales tīkls”

Pēdējos gados lēnām, bet tomēr ir pieaugusi Latvijas iedzīvotāju interese par atjaunojamās enerģijas ražošanas iekārtu, tostarp saules paneļu, uzstādīšanu. Nelielas fotoelektrisko iekārtu sistēmas – saules paneļi un ar tiem saistītās iekārtas (invertori) ar jaudu līdz 11,1 kW – nereti tiek dēvētas arī par mikroģeneratoriem. Taču nepietiek tikai ar to iegādi un uzstādīšanu. Pirms iekārtas pieslēgšanas noteikti jāsaņem "Sadales tīkla" atļauja, kas norāda uz to, ka mikroģeneratora darbība neradīs traucējumus kopējā elektrotīklā. Mikroģeneratora ierīkošana bez "Sadales tīkla" atļaujas ir pieļaujama, tikai veidojot autonomu elektroapgādes sistēmu, kas nav pieslēgta kopējam elektrotīklam.

Sākot ar 2021. gada 1. jūliju, a/s „Sadales tīkls” ir padarījis vienkāršāku šādu ierīču pieslēgšanu kopējam elektrotīklam. Mikroģeneratori paredzēti maiņstrāvas elektroenerģijas ražošanai ar vienas vai trīs fāžu spriegumu un darba strāvu līdz 16 A. Vienas fāzes elektrotīklā tas atbilst 3,7 kW, bet trīs fāžu elektrotīklā – 11,1 kW jaudai. Mikroģeneratora paralēlais darba režīms nodrošina divvirzienu elektroenerģijas apmaiņu starp konkrēto elektroietaisi un kopējo tīklu (elektrība var plūst gan virzienā no elektrotīkla uz lietotāja elektroietaisi, gan otrādi).

Kad saules paneļi ir sākuši ražot enerģiju, elektrība, kuru iekārtas īpašnieks pats uzreiz nepatērē, tiek nodota kopējā elektrotīklā. Uzņēmumiem ir laikus jāvienojas ar elektrības tirgotāju par visas tīklā nodotās enerģijas pārdošanu. Mājsaimniecības, savukārt, uzsākot elektrības ražošanu, automātiski kļūst par neto norēķinu sistēmas dalībniekiem, taču drīkst arī atteikties no šī statusa un vienoties ar savu elektrības tirgotāju par saražotās un tīklā nodotās enerģijas pārdošanu.

Mājsaimniecības neto norēķinu sistēma ļauj elektrotīklā nodoto enerģiju izmantot brīžos, kad elektrība netiek ražota vai ar pašu ģenerētās elektrības daudzumu nepietiek, piemēram, nakts stundās, ziemas periodā.

Ikmēneša elektroenerģijas izmaksas ikvienai Latvijas mājsaimniecībai veido trīs pozīcijas:

• sadales un pārvades sistēmas operatoru pakalpojumi;
• obligātā iepirkuma komponentes (OIK): fiksētā daļa (atbilstoši pieslēguma jaudai) un mainīgā daļa (atjaunojamie resursi, koģenerācija);
• maksa par elektroenerģiju.

Mājsaimniecībām, kuras elektroenerģiju ražo no atjaunojamiem resursiem, ir iespēja ietaupīt divas no pozīcijām: maksu par elektroenerģiju un OIK mainīgo daļu. Neto patēriņš tiek aprēķināts, no patērētās elektroenerģijas (kWh) atņemot tīklā nodoto elektroenerģiju (kWh). Piemēram, ja lietotājs mēnesī patērējis 100 kWh, bet nodevis tīklā 125 kWh, 25 kWh tiek pārnestas uz nākamo mēnesi. Līdz ar to šajā konkrētajā mēnesī izmaksas par patērēto elektrību sastāv tikai no sadales sistēmas operatora pakalpojuma maksas un OIK fiksētās daļas (atbilstoši pieslēguma jaudai). Savukārt par elektroenerģiju un OIK mainīgo daļu (atjaunojamie, koģenerācija) šajā mēnesī nebūs jāmaksā nekas.

Citā mēnesī, kurā saules kolektoru saražotās jaudas visiem tēriņiem nepietiek, par pašu saražoto un uzreiz patērēto jaudu nebūs jāmaksā nekas, bet par to enerģijas daļu, kas tiks ņemta no kopējā tīkla papildus mikroģeneratora saražotajai, būs jāmaksā pilna cena (par elektrību, pārvades un sadales sistēmas pakalpojumiem, kā arī OIK).

SVARĪGI ZINĀT!

Neto norēķinu sistēma ir spēkā, sākot ar nākamo dienu pēc mikroģeneratora pieslēgšanas atļaujas saņemšanas. Neto norēķinu sistēmas norēķinu periods ir viens kalendāra mēnesis. Nodoto elektrību jāizmanto viena gada ietvaros, kas ilgst no 1. aprīļa līdz nākamā gada 31. martam. Sākoties jaunam norēķinu gadam, visi uzkrājumi tiek dzēsti. Neto norēķinu sistēma darbojas tikai viena sadales sistēmas pakalpojumu līguma ietvaros – tīklā nodoto enerģiju var izmantot tikai tajā pašā īpašumā, kur tā saražota. Gadījumā, ja tiek mainīts līgums, uzkrājums tiek dzēsts.

Kā izvēlēties piemērotu iekārtu?

Ja cilvēks ir pieņēmis lēmumu uzstādīt saules paneļus un sākt ražot elektrību savām vajadzībām, vispirms nepieciešams veikt pareizu izvēli. Tas ir ļoti svarīgs priekšdarbs, lai iecere izdotos un vēlāk nenāktos vilties. Tādēļ primārais jautājums ir vēlamās jaudas aprēķināšana un sertificētas ierīces izvēlēšanās.

Lai saprastu, vai saules paneļi konkrētajā gadījumā vispār ir izdevīga enerģijas iegūšanas tehnoloģija un cik jaudīga ražošanas sistēma būtu vispiemērotākā, sākumā būtu nepieciešams veikt savu elektrības patēriņa paradumu izpēti. Ja mājsaimniecībā ir uzstādīts viedais elektrības skaitītājs, tad a/s „Sadales tīkls” klientu portālā e-st.lv ir pieejami elektrības patēriņa dati. Izpētot šo informāciju, iespējams novērtēt, cik lielu daļu no kopējā ik mēnesi patērētā elektrības apjoma konkrētais lietotājs parasti izmanto dienas gaišajā laikā, kad saules paneļi aktīvi ražo elektrību. Jo ir vairāki būtiski aspekti, ko nepieciešams ņemt vērā:

1. Izvēlieties mikroģeneratoru ar piemērotu jaudu.
2. Atcerieties, ka iekārtas ar pārlieku lielu ražošanas jaudu nevarēsiet pilnvērtīgi izmantot.
3. Aprēķiniet, cik ilgā laikā atgūsiet ieguldīto.
4. Ieguldījumi atmaksāsies ātrāk, ja saules paneļu saražoto enerģiju paši uzreiz patērēsiet.
5. Konsultējieties ar sertificētu būvspeciālistu un pārliecinieties par elektrības pieslēguma tehnisko parametru atbilstību uzstādāmo saules paneļu ražošanas jaudai.
6. Izpētiet arī vietējās būvvaldes nosacījumus saules paneļu uzstādīšanai tās pārraudzībā esošajā teritorijā.

Vienkārša aprēķina piemērs nepieciešamās jaudas saules paneļu izvēlei

Aprēķinātais elektroenerģijas patēriņš mājsaimniecībā: 600 kWh/mēnesī x12 = 7 200 kWh / gadā

1 kWp (uzstādītā saules paneļa kopējā jauda) ražība = 900 kWh / gadā

7200 / 900 = 8 kWp (nepieciešamā saules paneļu kopējā jauda, lai nosegtu visa gada patēriņu)

Izvēlamies, piemēram, paneļus Vitovolt 300 M400WE Allblack ar paneļa jaudu 400 W. No iepriekš minētajiem skaitļiem izriet, ka nepieciešamais paneļu daudzums, lai segtu konkrētās mājsaimniecības elektrības patēriņu, ir 8 kWp / 0,4 kW = 20 paneļi.

Iespējamā ekonomija 1 gada laikā

Pieņemot, ka 20% saules paneļu saražotās enerģijas tiks patērēts uzreiz, bet 80% nodota tīklā un tad ņemta atpakaļ; un izmantojot nosacīto tarifu, kas sastāv no šādām komponentēm:

• 0,20  eiro / kWh – elektrības cena,
• 0,05 eiro / kWh – pārvades tarifs,
• 0,03 eiro / kWh – OIK tarifs,

iegūstam šādus aprēķinus par naudas līdzekļu ekonomiju, ko dod konkrēto saules paneļu izmantošana 1 gada laikā:

• 20% no 7 200 kWh / gadā = 1.440 kWh x (0,20 + 0,05 + 0,03) = 403,20 eiro / gadā (summa, ko ieekonomējam par saražoto un uzreiz patērēto paneļu enerģiju);
• 80% no 7 200 kWh / gadā = 5.760 kWh x (0,20 + 0,03) = 1324,80 eiro / gadā (summa, ko ieekonomējam par no tīkliem atpakaļ paņemto saules enerģiju);
• Kopējā naudas līdzekļu ekonomija gadā: 403,20 + 1324,80 = 1728,00 eiro.

Kad vēlamā jauda noskaidrota, tad var sākt izvēlēties atbilstošas iekārtas. Vien jāatceras, ka saules paneļi ir redzamākā šīs ražošanas sistēmas daļa, jo tiek novietoti uz ēkas jumta, pļavā vai citā lielākoties publiski redzamā vietā. Lai pārveidotu saules paneļu saražoto līdzstrāvu maiņstrāvā, kas nepieciešama sadzīves elektroiekārtu darbināšanai, līdz ar paneļiem tiek uzstādīts arī strāvas pārveidotājs jeb invertors. Taču jāņem vērā, ka paralēlā darbā ar elektrotīklu būs iespējams pieslēgt tikai tādu invertoru, kas ir sertificēts un iekļauts "Sadales tīkla" atzīto invertoru sarakstā. Kad piemērotākie saules paneļi un invertors atrasti, tad var pieteikt mikroģeneratora pieslēgšanu "Sadales tīkla" klientu portālā e-st.lv .

Optimāls iestatījums un slīpums nodrošina maksimāli iespējamu enerģijas produktivitāti

Fotoelektriskais ģenerators vislielāko ikgadējo enerģijas produktivitāti nodrošina ar iestatījumu dienvidu virzienā un 30º līdz 35º slīpumu pret horizontālēm. Fotoelektriskās iekārtas instalēšana atmaksājas arī tad, ja uzstādīšana notiek ar ievērojamu novirzi (no dienvidrietumiem līdz dienvidaustrumiem, ar 25 º līdz 55º slīpumu).

Lēzenāks slīpums ir izdevīgāks, ja fotoelektrisko ģeneratoru nevar iestatīt pret dienvidiem. Tādējādi fotoelektriskā iekārta ar 30º slīpumu un arī ar 45º iestatījumu uz dienvidrietumiem nodrošina aptuveni 95 % no optimālās produktivitātes. Ja jumta slīpums ir no 25º līdz 40º, tad arī ar iestatījumu uz austrumiem vai rietumiem var sasniegt aptuveni 80 %.

Ziemā būtu izdevīgāks lielāka leņķa iestatījums, bet iekārta divas trešdaļas no iegūstamās enerģijas saražo gada vasaras pusgadā. Ja jumta slīpums ir no 25º līdz 40° un novirze no dienvidu iestatījuma atbilst vērtībai līdz 45°, strāvas ražošanas zudumi ir salīdzinoši nelieli. Tomēr iestatīšanas leņķim nevajadzētu būt mazākam par 20°, jo šādā gadījumā paaugstinās fotoelektriskā ģeneratora piesārņojums.

Fotoelektriskajām iekārtām ir nepieciešams relatīvi liels jumta virsmas laukums, tādēļ ģeneratora laukumu var sadalīt uz dažādām jumta virsmām. Ja šīm virsmām ir dažāds iestatījums un slīpums, tad, lai nodrošinātu optimālu pielāgojumu un produktivitāti, katru fotoelektrisko ģeneratoru jādarbina ar atsevišķu tīkla barošanas ierīci (invertoru) vai tā saukto daudzdzīslu saišķi.

Ēna samazina enerģijas produktivitāti

Fotoelektrisko ģeneratoru novietojiet un tā izmērus izvēlieties tā, lai maksimāli samazinātu ēnu metošu blakus ēku, koku utt. ietekmi. To darot, ņemiet vērā arī iespēju, ka blakus esošajos zemes gabalos ir iespējama apbūve vai apzaļumošana.

Attālumam starp ģeneratora virsmu un jebkādiem ēnu veidojošiem objektiem uz jumta jābūt pietiekamam, lai novērstu fotoelektrisko moduļu aizēnošanu. Antenas un citus kustīgus šķēršļus pēc iespējas jāuzstāda jumta otrā pusē.

Nepieciešams izvairīties no „Hot – spot” efekta

Ja daži fotoelektriskā moduļa elementi ir savienoti rindas slēgumā un viens no tiem tiek aizēnots, šis elements darbojas kā omiskā pretestība, t. i. kā strāvas patērētājs. Rodas tā dēvētais „„Hot-spot” efekts“. Elements var uzkarst tik ļoti, ka ir iespējams elementa, tā ietvara materiāla (EVA) un aizmugures plēves (TPT) bojājums. Turklāt šādos apstākļos viss panelis var padot tikai tik daudz strāvas, cik plūst caur aizēnoto elementu. Lai nodrošinātu aizsardzību pret „Hot-spot“ efektu, katrā saules kolektora modulī tiek iemontētas apvada diodes.

Viessmann Vitovolt fotoelektrisko iekārtu moduļi ir aprīkoti ar apvada diodēm. Ja kāda elementu rinda tiek aizēnota, apvada diode sāk vadīt strāvu, nodrošinot tās padevi, neiekļaujot attiecīgo elementu rindu.

Ļoti svarīgi veikt kvalitatīvu montāžu

Veicot fotoelektrisko moduļu montāžu uz slīpiem jumtiem, savienojumu ar jumta spārēm vai garensiju nodrošina, izmantojot jumta āķus. Āķu montāžas plāksni nostiprina ar vismaz divām kokskrūvēm (min. diametrs - 8 mm, ieteicamais ieskrūvēšana dziļums koksnē - 70 mm). Āķu leņķis pārnes stiprinājuma spēku uz ārpusi. Pie jumta āķa tiek piemontēti stiprinājuma profili, savukārt pie šiem profiliem ar spīlēm piestiprina fotoelektriskos moduļus. Atkarībā no jumta pārsega var būt nepieciešama jumta dakstiņu apstrāde. Jāraugās, lai netiktu ietekmēta jumta konstrukcijas stiprība. Kļūdaina montāža izraisa dakstiņu plīsumus, nepietiekamu jumta hermētiskumu vai citus materiālos zaudējumus, tādēļ šos darbus vislabāk uzticēt pieredzējušiem speciālistiem.

Ja ceļā uz elektrības ražošanu savā īpašumā esat nolēmuši sadarboties ar Latvijas lielākajiem saules paneļu tirgotājiem, iespējams, jūsu partneris piedāvās jums plašu servisu – sākot no individuāla saules paneļu projekta izstrādes līdz uzstādīšanai. Arī SIA "SB" piedāvā visus pakalpojumus, kas saistīti ar saules paneļu izvēli un iegādi – tirdzniecību, piegādi, uzstādīšanu, apkalpošanu , servisu, garantijas un pēcgarantijas servisu. Šāds risinājums, uzticot visus svarīgos darbus jomas meistariem, garantēs pakalpojuma izpildes kvalitāti no A līdz Z un tādējādi aiztaupīs pasūtītājam liekas pūles un raizes gan tagad, gan nākotnē. Bet pēc saules paneļu  sistēmas uzstādīšanas, noregulēšanas, kad tā būs gatava iekļauties kopējā elektrotīklā, atliks to tikai apliecināt klientu portālā e-st.lv un saņemt "Sadales tīkla" atļauju ieslēgt ražošanas iekārtu. Un varēsiet baudīt paša ražotas, dabai draudzīgas elektroenerģijas labumus.