570 655 500

Fotowoltaika i kolektory słoneczne

Kolektory słoneczne i ogniwa fotowoltaiczne są to pojęcia bardzo często ze sobą mylone, mimo tego, że zasada ich działania jest całkowicie inna. Natomiast łączy je to, że służą do przechwytywania energii słonecznej i przetwarzania jej na użyteczną dla nas postać tj. ciepło bądź prąd. Z praktycznego punktu widzenia, powoduje to pewne bardzo istotne zbieżności.

Ilość energii uzyskanej z instalacji solarnej zależna jest od kilku czynników, które są wspólne dla systemów zbudowanych zarówno w oparciu o kolektory słoneczne, jaki panele fotowoltaiczne.

Jednym z głównych czynników wpływających na wydajność pracy instalacji solarnej to intensywność promieniowania słonecznego. Jego ilość zależy od pory roku oraz poziomu zachmurzenia. Spotykane czasem opinie, że instalacja fotowoltaiczna może dostarczać tyle samo energii, niezależnie od pory roku, to najpopularniejszy mit. Na zmianę intensywności promieniowania w cyklu rocznym niestety nie mamy wpływu, lecz bez intensywnego nasłonecznienia nie możemy liczyć na duże ilości energii – dlatego w sezonie zimowym widoczna jest niska wydajność całej instalacji.

Kolektory słoneczne oraz współpracująca z nimi cała instalacja wykorzystują promieniowanie słoneczne do podgrzania wody. Ten proces przebiega w kilku etapach:

  • kolektor pochłania i zamienia promieniowanie słoneczne w ciepło;
  • ciepło odbiera czynnik roboczy (najczęściej płyn niezamarzający);
  • czynnik roboczy przepływa rurami do wężownicy umieszczonej w zasobniku wody i przekazuje jej ciepło.

Kolektor płaski przy tej samej powierzchni zabudowy, co próżniowy rurowy, ma większą powierzchnię absorbera (pochłaniającą promieniowanie), za to gorszą izolację termiczną. W efekcie kolektor płaski uzyskuje więcej ciepła latem, gdy nasłonecznienie jest intensywne, a straty ciepła są względnie niewielkie. Za to jesienią i zimą przewagę będzie miał rurowy kolektor próżniowy, bo mniej ciepła straci do otoczenia.

schemat fotowoltaika-04

Panele fotowoltaiczne (PV) produkują energię elektryczną. Ze względu na wysoką cenę, ich wykorzystanie w instalacjach dostarczających przynajmniej kilka kW mocy, np. na potrzeby domu jednorodzinnego, jest wciąż rzadkie. Jednak samo używanie pojedynczych ogniw lub ich baterii – zwanych panelami fotowoltaicznymi (solarnymi, słonecznymi) – nie jest wcale nowością. Stosuje się je np. w kalkulatorach i do zasilania ulicznej sygnalizacji świetlnej.

Z praktycznego punktu widzenia, najważniejsza jest znajomość kilku podstawowych zasad charakteryzujących działanie instalacji fotowoltaicznych:

  • natężenie uzyskiwanego prądu elektrycznego, zależy od intensywności promieniowania słonecznego;
  • sprawność przemiany energii słonecznej w elektryczność waha się w szerokich granicach od kilku do ponad 20%, zależnie od budowy ogniw. Jednak ich ceny także są bardzo różne, dlatego najlepiej jest przeliczać cenę na uzyskiwaną moc elektryczną (zł/kW);
  • w panelach uzyskujemy prąd stały, a znakomita większość domowych urządzeń zasilana jest prądem przemiennym. Trzeba więc go przetworzyć, co wymaga dodatkowych urządzeń (falownika);
  • magazynowanie energii elektrycznej w akumulatorach jest kosztowne i niepraktyczne, dlatego najbardziej pożądanym rozwiązaniem jest możliwość odsprzedaży nadwyżek energii do sieci.

Elektryczność jest znacznie bardziej uniwersalną formą energii, niż ciepło, które pozyskiwane jest w kolektorach słonecznych. Można ją wykorzystać do zasilania wszelkich urządzeń elektrycznych w budynku, ale także do ogrzewania bądź przygotowania ciepłej wody.