Zapomniana energia ze słońca. Fotowoltaika ją wyparła, a tymczasem ona ma wiele przewag
Słońce jest sercem i źródłem energii dla naszej planety. Bez Słońca Ziemia byłaby zimną, jałową planetą bez życia. To ono uruchamia niezwykle ważny proces fotosyntezy, czyli przekształcania promieniowania słonecznego w energię chemiczną, magazynowaną w roślinach i zwierzętach. Energia słońca może być też wykorzystana bezpośrednio do zamiany w energię cieplną lub elektryczną. Do tego służą kolektory słoneczne oraz panele fotowoltaiczne.
- Solary czy fotowoltaika – co jest lepsze?
- Ciepło z energii słonecznej dla domu
- Montaż kolektorów słonecznych
- Kiedy warto instalować kolektory słoneczne?
- Panele fotowoltaiczne są bardziej wszechstronne niż solary
- Zalety i wady energii słonecznej
Solary czy fotowoltaika – co jest lepsze?
Podobny, charakterystyczny wygląd paneli fotowoltaicznych i kolektorów słonecznych jest często mylący. Obie instalacje mogą być też montowana nie tylko na dachu, ale i na specjalnej konstrukcji na gruncie. Najczęściej wybieraną lokalizacją są dachy, jako że panele nie zabierają wtedy miejsca na działce, a jednocześnie mają swobodny dostęp do promieni słonecznych.
Wspólne cechy głównych elementów obu instalacji solarnych kończą się właściwie na zewnętrznym podobieństwie. Zarówno sposób wykorzystywania energii słonecznej, jak i przeznaczenie instalacji, są zupełnie odmienne. Mało tego: można powiedzieć, że kolektory solarne i panele fotowoltaiczne nie stanowią dla siebie konkurencji i nie ma powodu, aby zastanawiać się, które są lepsze.
Ciepło z energii słonecznej dla domu
Kolektory słoneczne wykorzystują energię promieniowania słonecznego do podgrzewania wody. Ich rolą jest zapewnienie ciepłej wody użytkowej na potrzeby mieszkańców domu, podgrzewanie wody w basenie albo wspomaganie innych źródeł ogrzewania budynku. Zawierają one ciecz na bazie wody, zwykle niezamarzający roztwór glikolu, która ulega nagrzaniu.
Absorbery kolektorów słonecznych są pokryte specjalnym materiałem, który zwiększa ich zdolności pochłaniania energii słonecznej. Ogrzany płyn krąży w układzie i jest kierowany do zasobnika, gdzie przekazuje ciepło. W zasobniku ciecz ochładza się i wraca do kolektora. Zbiornik akumulacyjny może magazynować ciepło, a jego wielkość jest ustalana na podstawie liczby zainstalowanych kolektorów.
Kolektory słoneczne sprawdzają się najlepiej jako uzupełnienie innych systemów grzewczych zainstalowanych w domu. Doskonale nadają się do podgrzewania CWU i są pod tym względem skuteczne przez większą część roku. W przypadku domowego basenu, zapewniają tanie utrzymanie odpowiedniej temperatury wody.
Montaż kolektorów słonecznych
Do montowania kolektorów słonecznych na dachu przydatny jest kierunek od wschodniego przez południowy do zachodniego. W przypadku ustawienia dachu na wschód lub zachód, potrzebna będzie większa powierzchnia kolektorów.
Instalacja do podgrzewania wody użytkowej potrzebuje na jedną osobę około 1-1,5 m2 powierzchni kolektora oraz co najmniej 300 litrów zbiornika magazynującego ciepło. W skali roku zapewnia ok. 60% zapotrzebowania na ciepłą wodę. Można by pokusić się o dokładne wyliczenia, jednak już pobieżne szacunki wskazują na znaczne oszczędności w porównaniu z wykorzystaniem paliw kopalnych, jak gaz, olej opałowy lub węgiel.
Do wyboru na rynku występują zwykle dwa rodzaje kolektorów słonecznych do wyboru: płaskie i próżniowe. Te drugie są wprawdzie droższe od płaskich, ale za to wykazują większą efektywność. Zanim zostanie podjęta decyzja o zakupie i instalacji kolektorów słonecznych, potrzebna jest dokładna ocena zapotrzebowania na energię cieplną do podgrzewania wody i precyzyjne planowanie inwestycji. Trzeba wziąć pod uwagę m.in.:
- Rodzaj użytkowania – tylko przygotowanie CWU, czy też dodatkowe wspomaganie systemu grzewczego domu i ewentualnie podgrzewanie wody w basenie.
- Typ kolektora – płaskie albo próżniowe.
- Wielkość zbiornika akumulacyjnego.
Planowana wysokość kosztów – kolektor płaski kosztuje ok. 1300-1500 zł/m2, natomiast cena kolektora próżniowego wynosi 3500-4000 zł/m2.
Kiedy warto instalować kolektory słoneczne?
Instalację kolektorów słonecznych powinny przede wszystkim rozważyć osoby, którym zależy głównie na podgrzewaniu wody do użytku domowego oraz w basenie. Koszt takiej inwestycji jest niższy niż koszt instalacji fotowoltaicznej. Kolektory solarne są szczególnie polecane dla właścicieli basenów, ponieważ najlepiej działają w okresie letnim.
Wykorzystanie kolektorów do ogrzewania w innych porach roku może pełnić tylko rolę wspomagającą inny system grzewczy, na przykład pompę ciepła zasilaną energią elektryczną z fotowoltaiki. Kolektory słoneczne są mniej wrażliwe na zacienienie niż panele PV i mają większą sprawność, jednak mają też inną konstrukcję i zastosowanie, i nie ma możliwości ich bezpośredniego porównania.
Panele fotowoltaiczne są bardziej wszechstronne niż solary
Fotowoltaika wykorzystuje energię słoneczną w ten sposób, że promieniowanie słońca przekształca bezpośrednio w energię elektryczną. Powstała w instalacji PV energia elektryczna może być wykorzystana w domu w sposób identyczny, jak pobierana z sieci energetycznej. Tak przetworzoną energię słoneczną można wykorzystywać zarówno do ogrzewania domu, ciepłej wody albo na przykład basenu.
Ogniwa fotowoltaiczne tworzące panele wykorzystują właściwości kryształów krzemu do generowania prądu stałego. Po przetworzeniu na prąd zmienny o odpowiednich parametrach, może być wykorzystany na bieżąco, zgromadzony w magazynie energii lub przekazany do sieci.
Zalety i wady energii słonecznej
W porównaniu z kopalnymi źródłami energii, wykorzystanie słońca do wytwarzania energii elektrycznej lub tylko cieplnej, ma poważne zalety:
- odnawialność energii,
- długa żywotność paneli i kolektorów,
- niskie wymagania eksploatacyjne,
- brak szkodliwych emisji,
- źródło energii o wyliczalnych parametrach.
Do wad energii słonecznej trzeba zaliczyć:
- trudne i kosztowne magazynowanie energii,
- brak pełnej kontroli produkcji energii w poszczególnych okresach,
- potrzeba dużych powierzchni do instalacji paneli i kolektorów,
- energochłonna produkcja ogniw solarnych,
trudna utylizacja zużytych ogniw i kolektorów.
