1. Ce este energia solară?

Energia solară este energia utilizabilă, pe care o produce soarele și pe care o folosim sub formă de electricitate sau energie termică. Energia solară este captată în diferite moduri, modul cel mai comun fiind utilizarea de colectoare solare fotovoltaice, care transformă lumina soarelui în electricitate. Pe lângă faptul că este utilizată pentru a produce electricitate, energia solară este adesea utilizată pentru încălzirea spațiilor interioare sau a apei. Energia solară este utilizată în trei domenii principale: rezidențial, comercial și social. Cele mai frecvente motive de utilizare a colectoarelor solare sunt protejarea mediului înconjurător și reducerea costurilor cu energia.

1.1. Cum funcționează energia solară?

Un panou solar sau un modul solar este alcătuit dintr-un strat de celule de siliciu, un cadru metalic, o carcasă din sticlă și cabluri pentru a transmite electricitatea din siliciu. Siliciul este un nemetal, cu proprietăți de conductor electric, care îi permit să absoarbă și să transforme lumina soarelui în energie electrică utilizabilă. Când lumina ajunge la celula de siliciu, activează electronii acesteia și produce curent electric. Acest fenomen este cunoscut sub denumirea de „efect fotovoltaic”. Știința producerii de energie electrică cu colectoare solare ascunde, de fapt, acest efect fotovoltaic, care a fost descoperit pentru prima dată în 1839 de către Edmond Becquerel și poate fi privit ca o proprietate a anumitor materiale (cunoscute sub numele de semiconductori), de a facilita generarea de energie electrică atunci când sunt expuse la lumina soarelui. Procesul fotovoltaic funcționează în următorii pași: o celulă solară fotovoltaică din siliciu absoarbe radiația solară. Atunci când razele soarelui acționează asupra celulei de siliciu, electronii ei încep să se miște și să creeze un flux de curent electric. Cablurile captează și furnizează această energie electrică de curent continuu (DC) în convertorul de energie solară, care o transformă în curent alternativ (AC).

1.2. Costul energiei solare

Odată cu creșterea eficienței colectoarelor solare, costul energiei solare a scăzut semnificativ. Numai în ultimul deceniu, costurile au scăzut cu peste 60% și mulți experți din industrie prezic că aceste prețuri vor continua să scadă și în anii următori. În plus, subvențiile și stimulentele din partea statului contribuie în mod suplimentar la reducerea costului energiei solare. Scutirea de impozite pentru investiția în colectoare solare există peste tot în lume, și anume reducerea cu 26% din costul instalării unui sistem solar se scade  din taxele, care trebuie plătite către stat. Dar, acest stimulent expiră în 2024.

1.3. Energia solară este o sursă de energie regenerabilă

Energia solară este o sursă de energie regenerabilă curată și ieftină, care poate fi exploatată aproape oriunde în lume - orice punct în care lumina soarelui atinge suprafața pământului este un loc în care se poate produce energie solară. Și pentru că energia solară provine de la soare, ea reprezintă o sursă nelimitată de energie. Tehnologiile de energie regenerabilă produc electricitate din surse nelimitate. Comparați, de exemplu, producția de energie electrică din surse regenerabile cu producția tot de energie electrică, dar  din combustibili fosili. A fost nevoie de sute de mii de ani, până când s-au format petrolul, gazele și cărbunele, așa că de fiecare dată când una dintre aceste surse este utilizată pentru a genera electricitate, ne apropiem puțin de epuizarea acelor surse.

Cu toate acestea, utilizarea surselor de energie regenerabile - cum ar fi: energia eoliană, energia solară și hidrocentralele utilizate la producerea electricității - nu epuizează aceste surse. Lumina soarelui va străluci întotdeauna (sau pentru o perioadă foarte lungă de timp) pe suprafața pământului și, după transformarea luminii solare în electricitate, va exista încă o cantitate infinită de lumină solară în viitor. Aceasta este ceea ce face ca energia solară să fie considerată în mod natural o energie regenerabilă. În timp ce la ora actuală în întreaga lume pentru producerea energiei electrice se utilizează în principal combustibili fosili - cum ar fi petrolul sau gazele naturale - sursele regenerabile de energie - cum ar fi energia solară - devin o parte din ce în ce mai mare a profilului energetic, deoarece costurile tehnologiei de utilizarea a energiei solare și ale altor tehnologii de utilizare a surselor de energie regenerabile continuă să fie competitive.

1.4. Domeniile de utilizare a energiei solare

Răspândirea rapidă a tehnologiilor de utilizare a energiei solare în întreaga lume a dus la o dezvoltare paralelă a mai multor domenii. De exemplu, tehnologiile de stocare a energiei pentru încălzire și vehiculele electrice sunt două sectoare, care evoluează cu viteza luminii. Având în vedere faptul, că celulele solare pot produce energie numai atunci când soarele strălucește, devine din ce în ce mai important să se stocheze energia produsă, dar neutilizată, pentru o utilizare ulterioară. De exemplu, panourile solare stochează electricitatea, care poate fi astfel folosită în perioadele cu producție mai lentă de energie electrică.

Ba mai mult, soluțiile de stocare a energiei funcționează la toate nivelurile instalațiilor cu celule solare și oferă o serie de avantaje suplimentare, de la fiabilitatea energetică la rezistența rețelei și costuri reduse. Un alt exemplu îl constituie vehiculele electrice. Vehiculele electrice devin o parte din ce în ce mai importantă a industriei automobilistice, înregistrând costuri reduse de întreținere și pentru combustibil, și având un impact mai mic asupra mediului înconjurător decât vehiculele tradiționale cu motoare cu ardere internă. Odată cu utilizarea din ce în ce mai mare a vehiculelor electrice, există și o nevoie tot mai mare de stocare eficientă a energiei electrice, pentru a o putea utiliza la conducerea vehiculelor. Într-o lume cu o electrificare în creștere în toate domeniile, energia solară este una dintre cele mai ieftine, mai fiabile și mai curate modalități de a ne alimenta în viitor cu electricitate.

1.5. Avantajele utilizării energiei solare

Există multe motive, pentru care proprietarii de case optează pentru utilizarea energiei solare. Cele mai frecvente astfel de motive sunt: îmbunătățirea situației mediului înconjurător (crearea unui mediu înconjurător mai curat) și reducerea costurilor cu energia. Mulți oameni doresc să își reducă costurile, amprenta de carbon, îmbunătățind în același timp valoarea proprietății lor. Fie că motivele dumneavoastră sunt economice, ecologice sau personale, iată primele zece motive pentru care energia solară este energia viitorului.

1.5.1. Facturile de energie electrică sunt drastic reduse sau chiar eliminate

Fie că sunteți proprietarul unei case, al unei afaceri sau a unei organizații non-profit, costurile cu electricitatea pot reprezenta o mare parte din cheltuielile dumneavoastră lunare. Dacă vă decideți să treceți la producerea de energie electrică cu colectoare solare, veți crea energie gratuită timp de peste 25 de ani, care este durata de viață a unui astfel de sistem. Chiar dacă nu produceți 100% din energia pe care o utilizați, energia solară vă va reduce facturile la utilități și vă va economisi mulți bani.

1.5.2. Colectoarele solare constituie o investiție profitabilă

Trebuie să știți, că colectoarele solare nu reprezintă o cheltuială, ci sunt una dintre cele mai bune investiții, pe care le-ați putea face, deoarece rentabilitatea lor este comparabilă cu cea a investițiilor mai tradiționale, cum ar fi acțiunile și obligațiunile. Proprietarul unui apartament de mărime medie va recupera suma investită în colectoare solare în șapte până la opt ani, datorită reducerii semnificative costurilor cu energia electrică. Rentabilitatea unei astfel de investiții este de 10% sau mai mare.

1.5.3. Protecție împotriva costurilor cu energia

În ultimii zece ani, prețurile la electricitate pentru utilizatorii casnici au crescut în medie cu trei procente anual. Investind într-un sistem de utilizare a energiei solare, vă protejați de creșterile imprevizibile ale costurilor cu energia electrică. Dacă sunteți proprietarul unei afaceri sau al unei locuințe și veniturile dumneavoastră oscilează foarte mult, este bine să știți că utilizarea energiei solare vă va ajuta să vă prevedeți și să vă gestionați mai bine costurile.

1.5.4. Mărirea valorii imobilului

Numeroase studii au arătat, că locuințele echipate cu sisteme de captare a energiei solare au o valoare de piață mai mare și se vând mai repede. Cumpărătorii de case sunt din ce în ce mai conștienți și educați cu privire la acest domeniu, astfel încât cererea de imobile dotate cu colectoare solare va continua să crească.

1.5.5. Independența energetică

Soarele este o sursă de energie aproape infinită și este o componentă-cheie pentru atingerea independenței energetice a României. Prin creșterea capacității de a produce electricitate din soare, ne putem izola țara de fluctuațiile prețurilor de pe piețele globale de energie.

1.5.6. Crearea de noi locuri de muncă și susținerea economiei locale

La ora actuală, industria solară creează locuri de muncă mult mai repede decât economia generală. Se așteaptă, ca această creștere să continue.

1.5.7. Protecția mediului înconjurător

Energia solară este o modalitate excelentă de a reduce amprenta de carbon. Clădirile sunt responsabile pentru 38% din toate emisiile de carbon din România, iar utilizarea energiei solare poate reduce semnificativ acest procent. Un sistem tipic de colector solar de apartament va economisi trei până la patru tone de emisii de carbon în fiecare an, ceea ce echivalează cu plantarea anuală a peste 100 de copaci.

1.5.8. Demonstrați, că sunteți interesați de sustenabilitate

Sustenabilitatea și responsabilitatea socială sunt componente importante ale culturii și valorilor noastre. Consumatorii și diferitele comunități recunosc și recompensează din ce în ce mai mult companiile, care aleg să facă afaceri în mod responsabil. Întreprinderile constată că certificatele „verzi” sunt un factor puternic, care influențează asupra deciziilor de cumpărare ale consumatorilor, creează o atmosferă bună și îmbunătățesc rezultatele afacerii.

1.5.9. Măriți satisfacția angajaților

La fel ca și consumatorii, angajații diverselor companii sunt recunoscători pentru atitudinea corectă a angajatorilor privind responsabilitatea față de mediu și controlarea costurilor. Angajații câștigă atunci când companiile, la care lucrează, își aduc un aport pozitiv la bunăstarea societății. Companiile, cărora le pasă de comunitatea umană și mediul înconjurător, înregistrează mai puține pierderi, au angajați mai dedicați și un moral mai ridicat.

1.5.10. Deveniți concurențiali

Companiile își dau seama rapid de beneficiile sociale și economice ale utilizării energiei solare. Atunci când utilizatorii preferă o companie concurentă, multe alte companii din același domeniu aleg să îi urmeze exemplul și să exploreze oportunitățile oferite de utilizarea energiei solare.

2. Alegeți o firmă de calitate pentru montarea colectoarelor solare

2.1. Profesionalism

Asigurați-vă că firma, care vă va monta panourile solare, are cunoștințe specifice în instalarea acestor sisteme de captare a energiei solare.

2.2. Licențe, asigurări, garanții

Instalatorii de colectoare solare ar trebui să dețină toate certificatele și asigurările necesare. Garanția de bună execuție este, de obicei, valabilă de la 1 an la 10 ani.

2.3. Experiența de lucru

Industria, care se ocupă cu captarea energiei solare, este în creștere și atrage profesioniști din mai multe domenii. Multe firme care se ocupau în trecut cu alte activități, s-au specializat acum în domeniul montării de colectoare solare. Atunci când alegeți firma, care să vă monteze colectoarele solare, asigurați-vă că aceasta are experiența necesară în acest domeniu. Verificați referințele și proiectele anterioare ale firmei respective.

3. Tipuri de colectoare sau panouri solare

Atunci când luați în considerare instalarea unor colectoare sau panouri solare, trebuie să evaluați în genere factori, cum ar fi: costul, estetica și eficiența energetică a acestora. Deși, acești factori sunt importanți, există și un al patrulea factor, care va influența asupra celorlalți trei, și anume: tipul de colectoare solare pe care îl alegeți. De tipul de colectoare solare ales depinde cât vă vor costa și cât va costa montarea lor, precum și aspectul pe care panourile îl vor avea pe acoperiș. Există trei tipuri de colectoare solare și fiecare dintre acestea prezintă anumite avantaje și dezavantaje. Ce tip de colectoare solare este potrivit pentru dumneavoastră depinde de situația dumneavoastră specifică și de dorințele și așteptările, pe care le aveți. Deci, care sunt aceste trei tipuri de panouri solare? Acestea sunt: panouri solare monocristaline, policristaline și cu celule solare cu film subțire. Fiecare dintre aceste trei tipuri de panouri solare este realizat într-un mod unic și are un aspect diferit.

3.1. Panourile solare monocristaline

Acestea sunt cel mai vechi tip de panouri solare. Sunt formate din aproximativ 40 de celule solare monocristaline. Aceste celule solare sunt fabricate din siliciu pur. În procesul de producție (conform metodei Czochralski), cristalul de siliciu este plasat într-o baie de siliciu topit. Cristalul este apoi extras foarte încet din baie, astfel încât siliciu topit în jurul său se transformă într-o coajă solidă de cristal, numită lingou. Lingoul este apoi tăiat în felii subțiri de siliciu. Fiecare felie este transformată în celulă, iar apoi celulele sunt asamblate împreună pentru a forma un panou solar. Celulele solare monocristaline au culoare neagră, datorită modului în care razele soarelui interacționează cu siliciu pur. În timp ce celulele sunt negre, plăcile portante și ramele panoului pot fi de diferite culori și modele. Celulele monocristaline au forma unui pătrat cu colțurile îndepărtate și, de aceea, între celule există mici goluri.

3.2. Panourile solare policristaline

Colectoarele solare policristaline sunt mai noi, dar popularitatea și eficiența lor crește rapid. La fel ca celulele monocristaline, celulele policristaline sunt fabricate din siliciu. Dar, celulele policristaline sunt fabricate din fragmente de cristal de siliciu fuzionate împreună. În timpul procesului de fabricație, cristalul de siliciu este plasat într-o baie de siliciu topit. În loc de a îl scoate încet din baie, el este lăsat să se sfărâme și apoi să se răcească. După ce noul cristal din calup s-a răcit, siliciul zdrobit este tăiat subțire în felii policristaline. Aceste felii sunt asamblate împreună pentru a forma o placă policristalină. Celulele policristaline sunt de culoare albastră, datorită modului în care lumina soarelui este reflectată de cristale. Lumina soarelui se reflectă în particulele de siliciu diferit decât în ​​celulele de siliciu pur. De obicei, plăcile portante și ramele panourilor sunt de culoare argintie, dar pot fi și de alte culori. Forma celulei este pătrată și nu există spațiu între colțurile celulelor.

3.3. Panourile solare cu celule cu film subțire

Aceste panouri solare corespund unui nou nivel de dezvoltare a industriei colectoarelor solare. Cea mai recunoscută caracteristică a panourilor cu folie subțire este că acestea nu sunt întotdeauna fabricate din siliciu. Pot fi fabricate dintr-o varietate de materiale, inclusiv din: telurură de cadmiu (CdTe), siliciu amorf (a-Si) sau cupru indiu și selenidă de galiu (CiGS). Aceste celule solare se formează prin plasarea materialului principal între plăcile subțiri de material conductor, având un strat de sticlă deasupra, pentru protecție. Panourile din siliciu amorf, folosesc siliciu necristalin și sunt acoperite cu sticlă. După cum sugerează și denumirea, panourile cu film subțire sunt ușor de recunoscut după aspectul lor, fiind subțiri. Aceste plăci sunt de aproximativ 350 de ori mai subțiri decât cele, care utilizează felii de siliciu. Dar, cadrele acestor panouri sunt uneori mari, făcând ca aspectul întregului sistem de captare a energiei solare să fie asemănător cu cel al unui sistem monocristalin sau policristalin. Celulele cu strat subțire pot fi negre sau albastre, în funcție de materialul, din care sunt fabricate.

4. Montarea și mentenanța colectoarelor solare

4.1. Sisteme de colectoare solare - componente

Sistemele de colectoare solare sunt alcătuite din colectoare solare (module), un sistem de montare și un convertor al energiei solare cu un controler computerizat. Celulele solare produc curent electric continuu din lumina soarelui. Apoi, convertorul transformă curentul continuu produs în curent alternativ, astfel încât să poată fi utilizat în gospodării. Controlerul computerizat controlează sistemul de colectoare solare și asigură o funcționare optimă a acestuia. Pentru a avea un sistem, care nu este conectat la rețeaua electrică, aveți nevoie de o baterie.

4.2. Procedura de montare a colectoarelor solare

Cea mai obișnuită locație pentru instalarea panourilor solare este acoperișul. Majoritatea acoperișurilor oferă condiții bune de instalare, astfel încât panourile să primească cantitatea maximă posibilă de lumină solară. Dacă montarea panourilor solare pe acoperiș nu este posibilă sau nu este dorită, acestea pot fi montate și la nivelul solului. Trebuie doar să vă asigurați, că nu există obstacole în apropiere, care ar putea împiedica contactul panourilor cu razele soarelui.

Pașii, care trebuie să fie urmați, pentru a monta panouri solare pe acoperișul casei:

1. Mai întâi, trebuie să montați niște schele, pentru a vă asigura siguranța în muncă pe parcursul întregului proces de montare a panourilor solare, când vă veți afla pe acoperiș.

2. Apoi trebuie să fie instalat sistemul de fixare a colectoarelor solare. Întreaga structură ar trebui să aibă un unghi de înclinare între 18 și 36 de grade, pentru a asigura expunerea maximă a panourilor solare la lumina soarelui.

3. După montarea grinzilor de susținere, se montează panourile solare pe structura portantă. Strângeți bine toate șuruburile și piulițele, pentru a le menține stabile.

4. Următorul pas în procesul de montare constă în instalarea cablurilor electrice. În majoritatea cazurilor, se utilizează conectori MC4, deoarece aceștia sunt potriviți pentru toate tipurile de colectoare solare. Asigurați-vă că alimentarea cu energie electrică este oprită în timpul instalării cablurilor.

5. Apoi, este necesar să conectați și convertorul. De obicei, acesta este instalat aproape de panoul principal și poate fi atât într-un spațiu interior, cât și în exterior. Convertoarele sunt mai eficiente, dacă se află într-o cameră mai rece. Dacă convertorul se află în aer liber, acesta trebuie să fie protejat de soarele de după-amiază. Dacă este instalat într-un spațiu interior, cele mai bune locuri pentru a face acest lucru sunt, de obicei, un garaj, o cămară sau un alt spațiu auxiliar, care rămâne răcoros și aerisit aproape tot timpul anului.

6. Convertorul solar trebuie să fie apoi conectat la baterie. Bateria vă poate scuti de îngrijorarea cu privire la lipsa de energie utilizabilă pe vreme înnorată.

7. Trebuie să conectați convertorul la priza electrică. De asemenea, acolo trebuie să existe și un contor, care să monitorizeze cantitatea de energie electrică produsă și utilizată. Puteți verifica funcționarea sistemului de captare a energiei solare cu un computer sau cu un alt dispozitiv inteligent. De exemplu, puteți verifica cantitatea de energie electrică, pe care o generează sistemul în diferite momente și părți ale zilei, și puteți decide, între ce ore este cel mai bine să utilizați mașina de spălat.

8. Ultimul pas este să porniți și să testați sistemul de colectoare solare nou instalat. Astfel, procesul de instalare a colectoarelor solare este finalizat.

4.3. Mentenanța colectoarelor solare

Deoarece nu au piese în mișcare, colectoarele solare necesită o mentenanță minimă. Colectoarele solare trebuie să fie inspectate de mai multe ori pe an, pentru a verifica, dacă pe ele s-a depus murdărie. Este important, ca panourile să fie curate, pentru a putea absorbi eficient lumina solară. Înainte de a curăța panourile solare, consultați-vă cu montatorul acestora cu privire la condițiile de valabilitate a garanției. Și aceasta pentru că unii producători de colectoare solare pot anula garanția, dacă alegeți să curățați singuri colectoarele solare.

Puteți folosi un furtun normal de grădină pentru curățarea colectoarelor solare. Cele mai bune perioade pentru efectuarea acestei curățări sunt dimineața și seara. Evitați pulverizarea de apă rece peste panourile solare atunci când acestea sunt fierbinți, deoarece se pot deteriora. Dacă panourile solare necesită o curățare suplimentară, pe care nu o puteți obține prin folosirea apei pulverizate, pentru curățare puteți folosi un burete moale și detergent diluat. Aveți și posibilitatea de a angaja o firmă de curățenie, care să vă curețe panourile. Acest lucru este recomandat, dacă panourile sunt instalate la mare înălțime și singuri nu puteți ajunge la ele sau dacă au nevoie de o curățare mai în profunzime. Cereți montatorului sistemului de captare a energiei solare să vă inspecteze colectoarele la fiecare 4-6 ani. De asemenea, este bine să întrebați montatorul cu privire la eventualele cerințele speciale de întreținere a sistemului de colectoare solare.