Panele fotowoltaiczne i słoneczne to dwa zupełnie odmienne systemy. Tymczasem niektórzy wciąż używają tych określeń zamiennie lub nie są pewni, czym właściwie różnią się poszczególne instalacje i która z nich zapewni im największe oszczędności. Jak działają solary, a jak fotowoltaika? Jakie przynoszą korzyści? Które z rozwiązań jest bardziej opłacalne?
Panele fotowoltaiczne a solarne – podobieństwa i różnice
Słońce to najwspanialsze źródło energii odnawialnej. Zupełnie darmowe, niewyczerpywalne i dostępne dla każdego. Jedyną przeszkodą w korzystaniu z jego dobrodziejstw mogą stanowić warunki pogodowe. Oczywiście również cykl dobowy sprawia, że słońce służy człowiekowi od kilku do kilkunastu godzin dziennie – przynajmniej w naszym klimacie. Nic więc dziwnego, że nad wykorzystaniem energii słonecznej pracowano od lat. Obecnie dostępne są dwa funkcjonalne rozwiązania: panele fotowoltaiczne (PV) oraz kolektory słoneczne (solary).
Energia odnawialna prosto ze słońca
Słońce zapewnia Ziemi przede wszystkim światło i ciepło. Emituje również energię. Wytworzone przez człowieka systemy pozwalają ją przechwytywać i przetwarzać na prąd zmienny – zupełnie taki, jak ten dostępny w domowych gniazdkach. Możliwe jest jednak również magazynowanie energii termicznej (ciepła) i jej bezpośredniego użytku.
Do czego wykorzystać rozwiązania słoneczne?
Kolektory słoneczne to urządzenia, które zajmują się przechwytywaniem ciepła dostarczanego przez słońce. Zbudowane są z materiałów, które pochłaniają energię i przetwarzają ją w ciepło wykorzystywane do podgrzewania wody. Tym sposobem najczęściej uzyskuje się ciepłą wodę w kranie (c.w.u.). Czasami panel słoneczny może być też wykorzystywany do podgrzewania wody basenowej. Zdarza się również, że wykorzystuje się tego typu instalacje do ogrzewania budynku.
Zestaw fotowoltaiczny to zaś instalacja, która energię przechwyconą ze słońca zamienia na prąd elektryczny. Może on od razu zasilać oświetlenie czy też rozmaite sprzęty używane w domu. Ocenia się więc, że fotowoltaika jest bardziej funkcjonalna i wszechstronna – wszak można ją też wykorzystać do zasilania pieca, który podgrzeje wodę. Obecnie częściej wybieranym rozwiązaniem jest właśnie fotowoltaika – zasady działania paneli solarnych są zupełnie inne, a jej ograniczone działanie sprawia, że w praktyce okazuje się zbyt mało opłacalna.
Wydajność zimą – które rozwiązanie jest lepsze?
Inwestorzy decydujący się na rozwiązania solarne często najbardziej martwią się o ich wydajność zimą. W tym zakresie wygrywają panele fotowoltaiczne. Obecnie produkowane urządzenia tego typu są bardzo sprawne, dlatego działają nawet przy zachmurzonym niebie. Oczywiście zimą ich wydajność jest mniejsza, chociażby ze względu na krótsze dni, ale nie zerowa. Ponadto dzięki korzystnym przepisom prawa właściciele małych instalacji mogą oddawać do sieci nadwyżki prądu wyprodukowane latem i odbierać je zimą.
Solary do wody potrzebują odpowiednich warunków, by pracować. Nie zadziałają, gdy temperatura jest zbyt niska – np. poniżej zera. Ponadto zimą zwykle są w stanie podgrzać wodę jedynie nieznacznie, przez co trzeba dogrzewać ją np. przy pomocy kotła. Z kolei z nadmiarem ciepłej wody latem zwykle nie ma co zrobić.
Rodzaje paneli fotowoltaicznych i solarów
Technologia fotowoltaiczna w ostatnich latach bardzo się rozwinęła. Dlatego też obecnie na rynku dostępne są różne rodzaje paneli fotowoltaicznych:
- panele fotowoltaiczne polikrystaliczne – o sprawności od 13 do 19,5% i nawet 30-letniej trwałości,
- panele fotowoltaiczne monokrystaliczne – o sprawności od 14 do 25% i nawet 30-letniej trwałości, ale wyższej cenie,
- panele fotowoltaiczne cienkowarstwowe – o sprawności od 6 do 11%, ale wyższej odporności na zacienienie niż pozostałe typy, wyróżnia je też niższa cena oraz gorsza trwałość.
Najpopularniejsze są panele polikrystaliczne, które wybiera większość prywatnych inwestorów.
Kolektory słoneczne również występują w kilku wariantach. Ze względu na budowę dzielimy je na:
- płaskie,
- płaskie próżniowe,
- próżniowo-rurowe,
- skupiające,
- specjalne.
Konstrukcja wpływa m.in. na efektywność paneli. Za najbardziej opłacalne uznaje się modele próżniowo-rurowe. W tym przypadku absorber znajduje się w próżni, co zwiększa jego efektywność. Jednocześnie są one wyposażone w zwierciadło, które odbija promienie, nagrzewając go z drugiej strony (od spodu). Takie solary są jednak dość drogie, a ponadto podatne na uszkodzenia.
Ogniwa, moduły i panele – budowa instalacji
Panele fotowoltaiczne zbudowane są z pojedynczych ogniw krzemowych, które pochłaniają promienie słoneczne. Dzięki specjalnej konstrukcji ogniwa pod wpływem słońca w ruch zostają wprawione elektrony, wytwarzając tym samym prąd stały. Jest on przekazywany do inwertera (falownika), który przekształca go w prąd zmienny, następnie kierowany do sieci. Panele fotowoltaiczne składają się z setek ogniw – od ich ilości zależy wydajność instalacji. Cały zestaw fotowoltaiczny składa się również z inwertera, przewodów i specjalnego dwukierunkowego licznika, który kontroluje ilość energii pobieranej z sieci i do niej oddawanej.
Solary a fotowoltaika – koszt
Co jest tańsze – panele fotowoltaiczne czy kolektory słoneczne? Cena z montażem instalacji solarnej dla 4-osobowej rodziny to obecnie ok. 10 tys. zł. Nieco droższa jest fotowoltaika. Koszt instalacji wynosi ok. 4–6 tys. zł w przeliczeniu na każdy kilowat produkowanej przez nią mocy. Typowa instalacja dla domu ma zaś moc od 3 do 5 kW. Warto jednak zaznaczyć, że przy większych systemach cena w przeliczeniu na kilowat jest niższa. Ogólnie rzecz biorąc, to jednak koszt kolektorów słonecznych dla domu jednorodzinnego jest niższy.
Gdzie zamontować panele słoneczne, a gdzie instalację fotowoltaiczną?
Odpowiedni montaż to warunek prawidłowego działania instalacji. Zazwyczaj zarówno kolektory, jak i panele fotowoltaiczne umieszcza się na dachu, jednak muszą one mieć tam zapewnione właściwe warunki.
Dla instalacji PV najkorzystniejsze jest nachylenie dachu 35°, choć będą dobrze sprawować się w nachyleniu od 30 do 50°. Powinny być skierowane jak najbardziej na południe. Odchylenie na wschód lub zachód będzie wymagało zamontowania większych paneli.
Zdecydowanie trudniej jest umieścić na dachu kolektor słoneczny. Budowa instalacji pod konkretnym kątem zdecyduje bowiem, w którym okresie roku będzie ona najefektywniejsza. I tak:
- przy nachyleniu do 30° kolektory będą najlepiej pracować latem; najlepiej zastosować wówczas model typu płaskiego;
- przy nachyleniu ok. 50° instalacja jest efektywniejsza wiosną i jesienią, jednocześnie zimą pracuje słabo, a latem jest zazwyczaj aż nadto efektywna; to najczęściej wykorzystywane rozwiązanie w domach jednorodzinnych;
- 80–90° to kąt nachylenia korzystny do dogrzewania domu, dzięki któremu instalacja jest efektywniejsza zimą; wówczas kolektory muszą jednak być większe.
Chcesz uzyskać ze słońca jak najwięcej? Polecamy wielofunkcyjną instalację fotowoltaiczną. Jeśli potrzebujesz porady w tym zakresie, skontaktuj się z firmą Eko Prime, która proponuje wysokiej jakości rozwiązania z zakresu fotowoltaiki wraz z montażem.