Перспективы использования солнечной черепицы: преимущества и недостатки технологии

Фотоэлектрическая черепица на крыше и ее минисхема

Каждый раз, когда звучит фраза об «альтернативной солнечной энергии», в голове возникает картинка с большой солнечной батареей, установленной на крыше. Еще недавно многие люди избегали устанавливать на своих крышах громоздкие сооружения с солнечными панелями, так как они не вписывались в общий дизайн постройки и портили весь внешний вид дома. Теперь каждый житель нашей планеты при постройке загородного коттеджа может использовать специально разработанную «солнечную» черепицу, или как ее принято называть среди строителей – «фотоэлектрическую» черепицу, без ущерба для внешнего вида крыши и всего дома в целом.

В отличие от старых разработок, «солнечная» черепица не только дешевле солнечных батарей и проста в установке, но еще и полностью повторяет дизайн обычной кровельной черепицы. Ее главные функции заключаются в двух основных пунктах – защита конструкции крыши и производство дешевой электроэнергии путем использования солнечной энергии на бытовые потребности жителей дома.

Фотоэлементы включены в структуру самой черепицы, поэтому она выглядит как обычная гибкая структура и ничем внешне не отличается от других видов кровельных черепиц. Она отлично фиксируется при установке и хорошо переносит все изменения погодных условий, ее конструкция креплений способна выдержать порывы ураганного ветра до 130 км в час.

Из чего состоит солнечная черепица

Фотогальваническая черепица, называемая также солнечной, — это вид кровли, преобразующий энергию солнца. Лист состоит из битума, на который крепятся фотогальванические ячейки. Сверху на материал наносится в 2–3 слоя аморфный кремний для создания антибликового эффекта. Элементы соединяются диодами с выведенным кабелями, которые покрыты полимером для защиты от агрессивных внешних факторов.

Солнечная черепица выглядит красиво и обеспечивает защиту дома от осадков

Плюс гибкого материала: возможность установить на крышу любой формы. Пластины при необходимости ставятся под наклоном. При этом черепица с фотоэлементами сочетается с гонтами и другими кровельными материалами. При установке применяется комплексный подход: солнечная сторона крыши покрывается фоточерепицей, затемненная — обычным покрытием, которое выглядит идентично и не портит внешнего вида здания.

Из чего состоят панели Tesla Solar roof

Каждая черепица состоит из трех слоев:

1. Верхний слой — сверхпрочное и ударостойкое закаленное стекло;
2. Высокоэффективная солнечная батарея;
3. И наконец слой с цветной пленкой или текстурой, имитирующей популярные виды кровли: керамику, сланец или дранку.

В твиттере компания Тесла опубликовала видео механических испытаний своего продукта в сравнении с обычными материалами для крыши.

Скорее всего, такая прочность в период реальной эксплуатации не понадобится, но свойства стекла безусловно впечатляют.

В своем микроблоге Маск подчеркнул, что при необходимости можно включать нагревательные элементы на поверхности стеклянных панелей для очистки их от снега.

Он добавил, что такой процесс не будет энергоемким, но позволит сильно увеличить КПД солнечных батарей в зимний период.

Виды черепицы Tesla

Что представляет из себя солнечная крыша Тесла? Это всем известные солнечные батареи (преобразователи энергии солнца в другие виды энергии), но выполняющие одновременно функции защитной конструкции — кровельного материала. Согласно презентации, известно о четырех видах стеклянных панелей, рассчитанных для различных предпочтений застройщиков и архитекторов. Будут предлагаться керамическая черепица итальянского стиля, сланец, текстурированная или гладкая плитка. Вся коллекция представлена ниже:

Имитация натуральной керамической черепицы романского стиля

Slate Glass Tile визуально нетрудно спутать с природным сланцем

Кровельные панели с оригинальной текстурой

Гладкая плитка для современного дома

Вероятно, ассортимент цветов и моделей будет пополняться с растущей популярностью кровельного материала.

Ориентировочная стоимость «солнечной» крыши

Буквально на днях Илан Маск сделал шокирующее для многих застройщиков заявление: солнечная крыша будет стоить дешевле традиционных материалов. Так ли это? Возможно, сами батареи и будут чуть ниже цены, например, керамической черепицы. Но не стоит забывать о дополнительном оборудовании, без которого продукция Tesla не будет функционировать должным образом, а именно генерировать солнечную энергию и преобразовывать ее в электрическую. Можно интерпретировать сказанное основателем компании как: стоимость новой технологии будет ниже обычного кровельного материала + солнечные батареи, что совершенно меняет картину.
Как минимум к стеклянной кровле нужно будет прикупить фирменный аккумулятор Powerwall 2-ого поколения. Его стоимость составляет порядка $5,5 тыс. Немного о его технических характеристиках:

• Габариты — 1150×755×155 мм;
• Вес — 122 кг;
• Диапазон температур для работы устройства — от −20°С до +50°С;
• Потребляемая мощность — 14 кВт.ч;
• Непрерывная мощность — 5 кВт, макс. — 7 кВт;
• Гарантийный срок — 10 лет.

В состав Powerwall 2 также входит инвертор напряжения.

Батарея Tesla Powerwall 2 благодаря рабочему диапазону температуры можно устанавливать как внутри помещения, так и снаружи. Например, его можно закрепить на фасаде здания.

Подключение панелей Тесла ничем не отличается от традиционной схемы солнечных батарей. Напряжение постоянного тока из крыши попадает в аккумулятор Powerwall, который передает его в инвертор для преобразования в переменный ток.

Общая схема подключения солнечных батарей для преобразования энергии солнца в электроэнергию

Попробуем рассчитать ориентировочную стоимость на оборудование Tesla для дома, площадь крыши которого — 200 м2. Если солнечная кровля будет дешевле обычного материала (например, керамической черепицы), тогда цена 1 м2 не должна превышать $35. Не забываем учесть затраты на батарею: 5500 / 200 = $27,5. Итого 35 + 27,5 = $62,5, умножим полученный результат на общую площадь: 62,5*200 = $12,5 тыс. Именно столько потребуется отдать за современные технологии для частного дома средних размеров. Разумеется, расчеты ориентировочны, но не стоит забывать о дополнительных затратах на монтаж и дополнительные элементы энергоэффективной системы.

Еще немного цифр. Согласно данным сайта greentechmedia.com система Тесла будет генерировать порядка 9000 кВт.ч в год (экономию можно посчитать самостоятельно). Также портал ссылается на недостаточное количество профессиональных установщиков, что повлечет за собой высокие затраты на первоначальный монтаж и настройку оборудования.

Учитывая все факторы, цена такой высокотехнологичной кровли будет находится в диапазоне от $ 33000 до $ 37000 за все те же 200 кв.м.

Установка фотоэлектрической черепицы.

Процесс установки мало отличается от монтажа обычной кровли

Многими строительными компаниями было отмечено, что установка «солнечной» черепицы намного легче, по сравнению с установкой солнечных батарей. Бытует заблуждение, что такая черепица эффективна только в том случае, если будет установлена с солнечной стороны дома и работает только под прямыми лучами солнца. На самом деле для выработки электроэнергии необходим просто дневной свет, поэтому она может устанавливаться по обеим сторонам крыши в самом удобном месте, где позволяет общий дизайн здания. Внешне «солнечная» черепица похожа на кровельную дранку асфальтовой раскраски, поэтому ее легко включить в проектный дизайн крыши. После установки черепицы на крыше, производится системное подключение к приборам и освещению в доме.

Преимущества и недостатки

Выбирая подходящий вид кровли, важно учесть такие факторы: прочность, экономическая выгода, возможность установки. Новый вид кровли имеет следующие плюсы и минусы:

Солнечная панель на черепице из битума выигрывает у батарей по техническим параметрам. Низкий спрос на продукцию спровоцирован высокой ценой. В дальнейшем, по прогнозам экспертов, спрос на солнечную черепицу будет возрастать, рынок расширятся, а технологии совершенствоваться. Альтернативные способы выработки энергии набирают популярность и на пространстве СНГ.

Используемые источники:

krovportal.ru, pechiexpert.ru, altenergiya.ru