太阳能系统101
对房主来说，利用太阳能为家庭供电是一种可行的、成本效益越来越高的选择。
照片:Fafco
太阳能可以用来做房子周围的各种工作，从为电灯和电器供电到加热游泳池、水疗中心、淋浴或房间。但是，一个太阳能系统对你有多好，将取决于几十个因素，包括你住在哪里，你受到的阳光照射，你的电费，你为加热燃料支付的费用，你的预算，以及你对利用太阳能而不是目前的供应商的承诺。
任何主动的心太阳系无论它提供的是电还是热，都是集热器(有时称为面板或模块)。被动系统依靠自然力量来运行，例如热量从冷到热的运动以及热流体上升的事实。相反，主动系统需要其他设备，如鼓风机、泵和逆变器，以使用从太阳捕获的能量。
常见的收集器类型
基本上有两种类型的太阳能收集器，一种是电的(将太阳光转化为电能的)，另一种是热的(将太阳光转化为热能的)。两者通常都在屋顶上，尽管阵列也可以安装在地面或杆子上。
太阳能电池板（有时被称为PV或光伏模块)通常由太阳能电池组成——瓦片大小的硅晶片，连接并组装成一个面板或模块。它们通常是蓝色或绿色的，但也可以是黑色的。最常见的住宅类型太阳能电集热器是:
包含了市场上绝大多数的太阳能电集热器。它们是通过将人造硅晶体锭或面包切成晶圆制成的，每个晶圆都携带一个正电子和一个负电子。晶圆连接在一起形成模块，模块连接在一起形成阵列。当晶圆受到阳光照射时，电流从前触点流到后触点，将电荷从一个模块分散到另一个模块。
•薄膜模块和层压板 是通过在包括玻璃和柔性衬底在内的各种基材上以非常薄的层沉积各种半导体材料制成的。它们也能发电。如果半导体材料被玻璃保护，薄膜太阳能集热器被称为模块。当半导体材料具有柔性保护层时，它们被称为层合板。
然而，薄膜组件和层压板只占太阳能组件总销量的一小部分，部分原因是它们需要四倍多的屋顶空间才能产生相同的千瓦时/年输出。目前人们对薄膜光伏发电最感兴趣的住宅应用是在立缝上金属屋顶(在垂直接缝之间)和as太阳瓦．
太阳能集热器用于加热应用，通常比较笨重，离屋顶稍微远一点。不过，也有很多例外。一些热收集器看起来像大而扁平的盒子，或者有圆柱形的容器连接在它们上面。其他的则由一系列巨大的玻璃管组成。最常见的类型太阳能集热器包括:
•热平板收集器通常是4″-到5″-厚的矩形外壳，顶部有玻璃盖。在外壳内部是一个黑色的吸收板，有完整的通道，液体通过通道流动，以吸收太阳的热量。加热后的液体可用于生活用水或空间加热。油管穿过集热器外壳，因此它可以连接到其他集热器以及供应和返回市电。通过收集器循环的液体通常是水或防冻剂(乙二醇)，或两者的组合。
•无釉集热器通常由黑色聚合物挤出，并包括一系列管子，通过这些管子可以泵送加热的液体。无釉集热器适用于低温应用，例如用于加热的应用游泳池而且水疗．
•热空气收集器通常比加热液体的收集器更大，有时会覆盖建筑物的整个外墙。因此，它们更常用于商业应用。一些热风收集器，也称为“风冷”收集器，是上釉的。这种集热器用于空间加热。它们不会有太多问题，因为结冰和过热都不是问题。
太阳系是如何运作的
太阳能电收集器将太阳辐射直接转换为电能，可以立即使用，储存在电池中，或发送到电网。在后一种情况下，房主可以从所生产的产品中获得信贷，从而降低他的电费。实际上，电力公司就像储存电能的仓库一样，在你不需要的时候发电。电网也可以作为多云时期的备份，当你生产不多的时候太阳能发电．
热收集器将太阳能转化为热能。辐射撞击吸收板，热量被液体或空气带走。在没有热量需求的情况下，必须采取措施处理液冷系统的过热问题。如果使用水，必须做好冻结的准备。热量可以立即使用，也可以储存起来供以后使用。在太阳能热水供暖系统，一个水箱储存热水。以游泳池为例，水池就充当了储存罐。
在太阳能空间加热中，热量可以储存在大水箱中或某种类型的砖石中，包括装满石头的箱子。加热的空气可以通过管道分配到各个房间，其方式与传统的供暖系统大致相同。
各种联邦和州激励可能适用于希望安装太阳能系统的房主。你可以去可再生能源和效率国家激励数据库(DSIRE)找到你所在地区可用的方法。
一般而言，住宅热水供暖和游泳池供暖应用的投资回报最短(5至7年)，所需投资最少(奖励前为3,000至10,000美元)。在不存在低温问题的气候条件下，安装设备的成本更低。尽管近年来组件成本有所下降，但要满足很大一部分电力需求，太阳能发电装置需要更大的投资。如果在施工期间完成，成本将显著降低。
如果你所在地区有租赁程序，也会大大降低安装系统的成本。太阳能空间供暖也需要大笔投资，除非你只是想为房子南面的一两个房间供暖。
不管你考虑的是哪种类型的太阳系，现在就开始节约能源吧。关灯，缩短洗澡时间，还有阁楼隔热而且墙上还不如装了一排太阳能集热器!
考虑在家里安装太阳能?找一个你所在地区的专业承包商，在这里．
作者注:Joe Provey除了是BobVila.com的频繁贡献者外，还与Everett M. Barber共同撰写了把你的家换成太阳能(汤顿出版社，2010)
