Солнечные плитки: что это такое, как они работают и как их сравнивать

Солнечная черепица — это крошечные солнечные панели , предназначенные для имитации и замены традиционных кровельных материалов, таких как асфальтовая черепица, альтернативами, генерирующими энергию. Вместо того, чтобы монтироваться на крыше, как большинство домашних солнечных панелей, солнечная черепица интегрируется в саму крышу, что является примером интегрированной в здание фотоэлектрической системы.

Главным преимуществом солнечной черепицы является ее внешний вид. Известно, что они дороже и менее эффективны, чем стандартные солнечные панели, хотя по мере совершенствования технологий их характеристики могут стать более практичными для многих людей.

Солнечная черепица является эффективным источником солнечной энергии, и даже если она не является самым эффективным или экономичным вариантом, ее эстетическая ценность является эффективным стимулом, если вы можете себе ее позволить. Исследования показывают, что более эстетичное и менее заметное солнечное оборудование более популярно, и многие люди готовы платить более высокие цены за солнечные системы, которые они считают более привлекательными. , больше маскировки. Если низкопрофильная солнечная черепица может понравиться домовладельцам, которым не нравится внешний вид традиционных солнечных панелей, она может помочь внедрить новые солнечные возможности на крыше, которые иначе не существовали бы.

Чтобы получить более четкое представление об этом подходе к солнечной энергии, давайте более подробно рассмотрим солнечную плитку, в том числе то, как она работает и как ее сравнивать с другими солнечными вариантами.

Как работает солнечная черепица?
Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии тестирует зеленую энергию в Колорадо
Испытания черепицы в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии в Голдене, штат Колорадо. Джон Мур/Getty Images
Солнечная черепица коммерчески доступна с 2005 года, и хотя с годами она развивалась, основная идея остается прежней: объединить солнечные панели с крышей, а не просто устанавливать их на нее.

Вся солнечная черепица предназначена для использования в качестве кровельного материала и источника энергии, но эту двойную роль она может выполнять несколькими способами. Некоторые солнечные элементы используют кремний в качестве полупроводника, как традиционные солнечные панели, в то время как другие солнечные элементы основаны на тонкопленочных солнечных элементах, которые состоят из слоев определенных фотоэлектрических материалов, таких как медь, индий, селенид галлия (GaS) или теллурид. (Группа). Толщина этих солнечных элементов делает их легче и гибче, и оба из них имеют широкий спектр применения. Старые версии гибких мембранных солнечных крыш приходилось устанавливать поверх другого кровельного материала, а новые изделия достаточно жесткие и прочные, чтобы служить в качестве черепицы.

Как и традиционные кровельные панели, солнечные полосы преобразуют солнечную энергию в электричество, используя поток электронов, высвобождаемых при попадании солнечного света на полупроводниковые материалы, такие как кремний, CIGS или CDTE. Хотя солнечная черепица и солнечные панели работают на одной основе для выработки фотоэлектрической энергии , они имеют существенные различия во внешнем виде, материалах и установке.

Например, установка солнечной черепицы не требует системы крепления, поскольку она не монтируется на стойку других солнечных панелей. Вместо этого солнечная черепица крепится непосредственно к настилу крыши вместо традиционной черепицы.

Солнечная черепица обычно устанавливается одновременно с установкой всей крыши во время нового строительства или при замене старой или поврежденной крыши. Ожидание, пока это произойдет, может помочь снизить стоимость солнечной черепицы, а также стоимость всей установки крыши, что, вероятно, будет иметь место в случае любой необходимости.

Установка солнечной черепицы на новой или перестроенной крыше также помогает домовладельцам избежать замены старой, но функциональной черепицы до того, как она понадобится. Это может сделать подрядчик, занимающийся кровельными работами, если у подрядчика есть опыт установки фотоэлектрической черепицы, отмечает Управление по энергоэффективности и надзору США. возобновляемая энергия. Солнечная черепица может использоваться в качестве основного материала для крыши дома, но в некоторых случаях она может заменить старую черепицу только на определенных частях крыши.

Установка солнечной черепицы, как правило, обходится дороже, чем установка традиционных солнечных панелей, особенно если вы хотите, чтобы она покрыла всю крышу. Менеджер проекта подрядчика по солнечной энергии в Калифорнии в ходе исследования установки солнечной плитки в 2019 году отметил, что солнечная плитка в основном продается в более богатых районах. Менеджер проекта сказал, что клиенты часто звонят, чтобы узнать о солнечной черепице, а затем испытывают «шок от наклейки» и вместо этого выбирают традиционные солнечные панели. Он добавил, что было бы более экономично установить солнечную черепицу как часть всей установки крыши.

Эффективность и стоимость солнечной черепицы сильно различаются в зависимости от таких факторов, как марка, установщик, сложность крыши и покрываемая площадь. К самым популярным брендам солнечной плитки относятся Apollo II от Sureteed , SunTegra , Luminosity , Tesla и многие другие. Многие интегрированные солнечные кровельные материалы обеспечивают эффективность преобразования около 15%, ожидаемый срок службы 20 и более лет и достаточно долговечны, чтобы конкурировать с устойчивостью к атмосферным воздействиям традиционной черепицы. Стоимость солнечной плитки для типичного дома может составлять от 30 000 долларов или меньше до более 100 000 долларов.

Tesla вышла на рынок солнечной черепицы в 2016 году, анонсировав новую солнечную крышу, и с тех пор стала лидером отрасли. Солнечная крыша Tesla , по словам компании, «более чем в три раза прочнее стандартной черепицы» и обеспечивает «защиту от атмосферных воздействий». Они могут выдерживать скорость ветра до 166 миль в час и град диаметром до 1,75 дюйма.

Но новости о солнечной крыше Tesla не всегда позитивны. В апреле 2021 года генеральный директор Tesla Илон Маск признал, что компания допустила « серьезные ошибки» , которые привели к задержкам в обслуживании и увеличению затрат, причем последнее затронуло не только новых клиентов, но и существующих клиентов. Некоторые клиенты подают в суд на компанию из-за повышения цен. Маск объяснил, что «сложность крыш сильно различается», и Tesla изо всех сил пыталась «оценить сложность некоторых крыш».

Первоначально Tesla взимала фиксированную ставку за солнечные крыши независимо от сложности, а затем в начале 2021 года начала внедрять ценовые соображения в зависимости от сложности . По имеющимся данным, сложная крыша теперь может стоить более 19 долларов за квадратный фут, но даже простая крыша может стоить 14 долларов за квадратный фут. По предыдущим оценкам, Tesla потратила около 34 000 долларов на строительство солнечной крыши мощностью 10 киловатт в Калифорнии. С учетом этих увеличений и потребности в батареях общая стоимость солнечной крыши Tesla могла вырасти на 30%, а по некоторым оценкам достигать шестизначных цифр.

Цена на солнечную черепицу может варьироваться в зависимости от нескольких факторов, и обычно стоит узнать цену на месте. Некоторые бренды могут стоить всего 10 или 11 долларов за квадратный фут.

Плюсы и минусы солнечной черепицы
Самым значительным преимуществом солнечной черепицы является ее эстетическая ценность, позволяющая домовладельцам вырабатывать электроэнергию с крышей, которая с улицы выглядит более гладкой, что облегчает беспокойство тех, кому не нравится внешний вид традиционных солнечных панелей. Другие преимущества включают в себя их долговечность (многие солнечные черепицы рассчитаны на то, чтобы выдерживать град и ураганы) и их эффективность, которая варьируется, но может быть сопоставима с более крупными панелями.

Основным недостатком солнечной черепицы является ее стоимость, что делает ее непрактичной во многих ситуациях, если только она не является частью нового строительства или реконструкции крыши. Некоторые установщики солнечных батарей также могут не предлагать эти солнечные панели, поскольку они не монтируются на стойках, и в зависимости от уклона крыши воздействие солнечного света может быть проблематичным.

Солнечные панели против солнечной плитки
Солнечные блистеры меньше солнечных панелей, поскольку их размер аналогичен размеру традиционной черепицы. Они также подходят для крыш: вместо того, чтобы опираться на специальные стойки, установленные на существующих крышах, солнечная черепица спроектирована таким образом, чтобы более плавно интегрироваться с крышей.

Солнечные панели и солнечная черепица имеют одинаковый срок службы, от 20 до 30 лет, и, поскольку во многих солнечных панелях используются те же материалы, что и в более крупных панелях, их эффективность преобразования, вероятно, будет сопоставима. Основные различия заключаются в эстетике и цене: солнечная черепица обычно имеет более гладкий внешний вид и стоит дороже, хотя цены могут сильно различаться.

солнечная плитка
Солнечная черепица похожа на солнечную черепицу, но эти два термина иногда используются как синонимы, и они также могут относиться к различным типам кровельных материалов. Солнечная черепица, как правило, спроектирована так, чтобы выглядеть как асфальтовая черепица, в то время как солнечная черепица может имитировать внешний вид традиционной черепицы. Некоторые компании продают солнечную черепицу и солнечную черепицу .

В некоторых случаях традиционные солнечные панели могут мешать элегантному дизайну дома, это одна из причин, по которой некоторые домовладельцы предпочитают не устанавливать фотоэлектрическую систему, особенно те, у кого есть дома высокого класса. Более того, установка стеллажей потенциально может привести к утечке на крыше, если установка выполнена неправильно, а открытая проводка может быть повреждена и стать опасной.

Чтобы найти решение этой проблемы, Renowise разработала солнечную черепицу. Этот солнечный продукт обеспечивает два требования в одном для вашего дома: конструкция крыши и выработка электроэнергии. Заменив существующую черепицу вашего дома на солнечную черепицу Renowise, вы сможете генерировать солнечную энергию, в то же время обеспечивая структурную поддержку на вашу крышу, которая выглядит красиво и элегантно. Этот продукт поставляется в двух типах моделей, которые можно выбрать из черепицы с одинарным и двойным стеклом.

Описание солнечной плитки Renowise

Форма и приложения

Модели с одинарным и двойным стеклом имеют уникальную трехарочную конструкцию, напоминающую по форме стандартную терракотовую бетонную плитку или облегченную плитку. Однако если модель с одинарным стеклом доступна только в черном цвете, то с двойным стеклом можно найти как черный, так и серый варианты.

Что касается применения, то модель с одинарным стеклом подходит для элитных коммерческих зданий с изысканным внешним видом, сочетающим в себе эстетику, функциональность и экологически чистые материалы. Между тем, модель с двойным остеклением предназначена для малой архитектуры и жилых помещений, таких как виллы, дома и города.

Солнечная эффективность и структура

В обеих моделях каждая солнечная черепица изготовлена ​​из солнечных элементов из селенида меди-индия-галлия (CIGS), которые обеспечивают общую выходную мощность 30 Вт и имеют солнечную эффективность 18.7% (17.44% на уровне солнечной черепицы). Эта черепица состоит из трех основных слоев, которые составляют задний лист, солнечные элементы CIGS и закаленное стекло, придающее динамичный архитектурный вид, достойный любого элитного дизайнерского дома. Кабели для электропроводки фотоэлементов используют разъемы MC4 и устанавливаются под водонепроницаемой лентой на верхнем конце плитки. Эти кабели вообще не будут видны.

Функциональные рейтинги: огонь, град, вода и вес

Более того, поскольку солнечная черепица выступает в качестве конструкции крыши вашего дома, важно также отметить, что степень нагрузки, которую могут выдерживать как одинарные, так и двойные стеклянные плитки, составляет 2,400 Па. Кровельная черепица также имеет степень защиты IP67, что означает, что ваша крыша будет полностью защищена и изолирована от любых частиц пыли, а также от полного погружения в воду. Другими словами, ваша новая крыша будет иметь высококачественную герметизацию, которая будет водонепроницаемой, не затрагивая солнечные элементы.

Кроме того, если вы живете в регионе, где град представляет потенциальную опасность для крыш и имущества, вам будет приятно узнать, что солнечная черепица Renowise (обе модели) имеет класс 4, что является самым высоким уровнем ударопрочности, доступным для материалы крыши. Таким образом, это означает, что 2-дюймовый стальной шар, несколько раз упавший с высоты 20 футов, не сможет повредить вашу черепицу.

Между тем, ваша крыша с монолитной черепицей будет защищена классом огнестойкости B1, что сделает черепицу трудновоспламеняющейся. Более того, если вы выберете модель с двойным стеклом, вы получите класс огнестойкости A, что означает, что он вообще не воспламеняется, что идеально подходит для регионов, где лесные пожары являются серьезной проблемой.

Сертификаты

Модели с одинарным и двойным стеклом прошли обязательную сертификацию CE, Канады, UL, TuV и Китая.

Технические характеристики солнечной плитки Renowise