Что такое солнечная черепица и чем она хороша?

Солнечная черепица – это небольшие солнечные панели, разработанные, чтобы напоминать и заменять традиционные кровельные материалы, такие как битумная черепица, альтернативными источниками энергии. Вместо того, чтобы монтироваться на крыше, как большинство домашних солнечных панелей, солнечная черепица встроена в саму крышу, что является примером интегрированной в здание фотоэлектрической системы.

Преимущество солнечной черепицы во многом эстетическое. Она известна тем, что является более дорогой и менее эффективной, чем стандартные солнечные панели, хотя она может стать более практичной для многих людей, поскольку более совершенные технологии улучшают ее производительность.

Солнечная черепица – эффективный источник солнечной энергии, и даже если она не самый эффективный или экономичный вариант, ее эстетическая ценность является весомым стимулом, если вы можете себе это позволить. Исследования показывают, что более изящное и менее заметное солнечное оборудование более популярно, и многие люди готовы платить более высокие цены за солнечные энергетические системы, которые они считают более привлекательными, то есть более замаскированными. Если низкий профиль солнечной черепицы может понравиться домовладельцам, которым не нравится внешний вид традиционных солнечных панелей, они могут помочь внедрить новые солнечные мощности на крышах, которых в противном случае не было бы. (1)

Чтобы пролить больше света на этот метод производства солнечной энергии, вот более подробный взгляд на солнечную черепицу, в том числе на то, как она работает и как она сравнивается с другими вариантами солнечной энергии.

Как работает солнечная черепица?

Солнечная черепица коммерчески доступна с 2005 года, и, хотя с годами она развивалась, основная идея осталась прежней: объединить солнечные панели с крышей вместо того, чтобы просто установить их поверх нее. (2)

Вся солнечная черепица предназначена для работы как кровельный материал, так и как источник энергии, но она может достичь этой двойной идентичности несколькими способами. Некоторые солнечные черепицы используют кремний в качестве полупроводника, как и большинство обычных солнечных панелей, в то время как другие полагаются на тонкопленочные солнечные элементы, которые содержат сверхтонкие слои определенных фотоэлектрических материалов, таких как селенид меди индия галлия (CIGS) или теллурид кадмия (CdTe). Тонкость этих солнечных элементов делает их более легкими и гибкими, что в целом является полезными качествами. В то время как более старые версии гибкой тонкопленочной солнечной кровли приходилось устанавливать поверх другого кровельного материала, новые изделия достаточно жесткие и прочные, поэтому сами могут служить черепицей. (3, 4)

Как и традиционные панели на крыше, солнечная черепица преобразует солнечную энергию в электричество, используя поток электронов, высвобождаемых при попадании солнечного света на полупроводниковый материал, такой как кремний, CIGS или CdTe. Хотя солнечная черепица и солнечные панели генерируют электричество с одним и тем же фундаментальным фотоэлектрическим эффектом, они имеют значительные различия во внешнем виде, материалах и установке.

Для установки солнечной черепицы не требуется, например, системы крепления, поскольку она не устанавливается на стойки, как другие солнечные панели. Солнечная черепица вместо обычной кровельной черепицы крепится непосредственно к настилу крыши. (5)

Читайте также: Плюсы и минусы солнечной энергии.

Солнечная черепица обычно устанавливается одновременно с установкой всей крыши, либо во время нового строительства, либо при замене старой или поврежденной крыши. Ожидание этого сценария помогает сократить расходы на солнечную черепицу, включая ее стоимость в общую стоимость установки крыши, которая, по-видимому, в любом случае была необходима.

Установка солнечной черепицы с новой или реконструированной кровлей также помогает домовладельцам избежать замены старой, но функциональной черепицы до того, как это станет необходимо, и это может быть выполнено одним подрядчиком по кровельным работам, если у подрядчика есть опыт установки фотоэлектрической черепицы. Солнечная черепица может служить основным кровельным материалом для дома, но в некоторых случаях она может заменить старую черепицу только на определенных частях крыши. (5)

Установка солнечной черепицы обычно обходится дороже, чем установка традиционных солнечных панелей, особенно если вы хотите, чтобы она покрывала всю вашу крышу.

Эффективность и стоимость солнечной черепицы сильно различаются в зависимости от таких факторов, как бренд, установщик, сложность кровли и степень покрытия. К популярным брендам солнечной черепицы относятся, среди прочего, Apollo II от CertainTeed, SunTegra, Luma и Tesla. Многие интегрированные кровельные материалы для солнечных панелей предлагают эффективность преобразования около 15%, ожидаемый срок службы 20 лет или более и достаточную долговечность, чтобы конкурировать с атмосферостойкостью традиционной черепицы. Стоимость солнечной черепицы для типичного дома может варьироваться от 30 000 долларов или меньше до более 100 000 долларов. (6, 7, 8, 9)

Читайте также: Как работают солнечные панели.

Tesla вышла на рынок солнечной черепицы в 2016 году, анонсировав новую солнечную крышу, которая с тех пор стала лидером отрасли. Солнечная крыша Tesla состоит из солнечной черепицы, которая «более чем в три раза прочнее стандартной кровельной черепицы» и «разработана для защиты от любых погодных условий», по словам компании. Она может противостоять ветру до 260 километров в час и граду до 4,4 сантиметра в диаметре. (10)

Однако новости о солнечных крышах Tesla далеко не всегда положительные. В апреле 2021 года генеральный директор Tesla Илон Маск признал, что компания допустила «значительные ошибки» в проекте солнечной крыши, что привело к задержкам в обслуживании и увеличению затрат, причем последнее затрагивает как существующих, так и новых клиентов. Некоторые клиенты подают в суд на компанию из-за повышения цен. В качестве объяснения Маск сказал, что «сложность крыш сильно различается», и у Tesla возникли проблемы с «оценкой сложности некоторых крыш». (11, 12)

Первоначально Tesla взимала фиксированную плату за солнечные крыши независимо от сложности, а затем начала учитывать сложность в своих ценах в начале 2021 года. По сообщениям, сложная крыша теперь может стоить более 60 долларов за квадратный метр, но даже простая крыша может стоить 45 долларов за квадратный метр. Предыдущие оценки Tesla предполагали, что 10-киловаттная солнечная крыша в Калифорнии может стоить около 34000 долларов. С этим увеличением и необходимостью в настоящее время батареи, общая стоимость солнечной крыши Tesla, возможно, выросла на 30%. (13, 14, 15)

Стоимость солнечной черепицы может варьироваться в зависимости от нескольких факторов, и, как правило, стоит поискать расценки на местном уровне. Некоторые бренды могут стоить всего 30 или 35 долларов за квадратный метр.

Читайте также: Каков срок службы солнечных панелей.

Плюсы и минусы солнечной черепицы

Самым заметным преимуществом солнечной черепицы является ее эстетическая ценность, которая позволяет домовладельцам вырабатывать электроэнергию с крышей, которая выглядит более гладкой с улицы, что снижает беспокойство некоторых людей, которым не нравится внешний вид традиционных солнечных панелей. Другими преимуществами являются долговечность (многие солнечные черепицы предназначены для защиты от града и ураганных ветров) и эффективность, которая варьируется, но может соперничать с более крупными панелями.

Основным недостатком солнечной черепицы является ее стоимость, которая по-прежнему делает ее непрактичной во многих случаях, если она не является частью недавно построенной или реконструированной крыши. Она также может не предлагаться некоторыми установщиками солнечных панелей, и, поскольку она не устанавливается на стойках, могут возникнуть проблемы с воздействием солнечного света в зависимости от наклона крыши.

Солнечные панели и солнечная черепица: что лучше?

Солнечная черепица меньше, чем солнечные панели, потому что ее размер должен напоминать традиционную кровельную черепицу. Она также по-разному прикрепляется к крыше: вместо того, чтобы опираться на специальные стойки, установленные на существующей крыше, солнечная черепица предназначена для более плавной интеграции с крышей.

Солнечные панели и солнечная черепица имеют аналогичный ожидаемый срок службы примерно от 20 до 30 лет, и поскольку многие солнечные черепицы используют те же материалы, что и более крупные панели, их эффективность преобразования также может быть сопоставимой. Основные различия, как правило, заключаются в эстетике и цене: солнечная черепица обычно предлагает более обтекаемый вид при более высокой стоимости, хотя их цена может сильно варьироваться.

Treehugger