Powrót technologii sprzed lat. Teraz bije fotowoltaikę na głowę
Słońce jest centralnym punktem i źródłem energii dla Ziemi. Bez niego nasza planeta byłaby chłodna i niezamieszkała. Słońce napędza kluczowy proces fotosyntezy, przemieniając jego promieniowanie w energię chemiczną, która jest gromadzona w organizmach roślinnych i zwierzęcych. Energia słoneczna może być również bezpośrednio przekształcana w ciepło lub energię elektryczną, co umożliwiają kolektory słoneczne i panele fotowoltaiczne.
- Panele fotowoltaiczne a kolektory słoneczne
- Zastosowanie kolektorów słonecznych w domu
- Zalety i wybór kolektorów słonecznych
- Zalety i zastosowanie kolektorów słonecznych
- Zastosowanie energii słonecznej w domu
- Zalety i wady energii słonecznej
Panele fotowoltaiczne a kolektory słoneczne
Zbliżony, specyficzny wygląd paneli fotowoltaicznych oraz kolektorów słonecznych często wprowadza w błąd. Oba systemy mogą być również montowane nie tylko na dachu, ale także na specjalnej konstrukcji na ziemi. Najczęściej wybieraną lokalizacją są dachy, ponieważ panele nie zajmują wtedy miejsca na działce i jednocześnie mają łatwy dostęp do promieni słonecznych.
Wspólne cechy głównych części obu systemów solarnych kończą się właściwie na zewnętrznym podobieństwie. Zarówno sposób wykorzystania energii słonecznej, jak i przeznaczenie tych systemów, są zupełnie różne. Co więcej, można powiedzieć, że kolektory słoneczne i panele fotowoltaiczne nie konkurują ze sobą i nie ma potrzeby zastanawiania się, które z nich są lepsze.
Zastosowanie kolektorów słonecznych w domu
Panele słoneczne przetwarzają energię ze słońca na ciepło do podgrzewania wody. Ich zadaniem jest dostarczanie ciepłej wody użytkowej dla mieszkańców budynku, podgrzewanie wody w basenie lub wspomaganie innych systemów grzewczych budynku. Zawierają ciecz na bazie wody, zazwyczaj niezamarzający roztwór glikolu, która się nagrzewa.
Elementy pochłaniające kolektorów słonecznych są pokryte specjalnym materiałem, który zwiększa ich zdolność do absorbowania energii słonecznej. Ogrzany płyn krąży w instalacji i jest przekazywany do zasobnika, gdzie oddaje ciepło. W zasobniku ciecz się ochładza i wraca do kolektora. Zbiornik akumulacyjny może gromadzić ciepło, a jego rozmiar jest określany na podstawie liczby zamontowanych kolektorów.
Systemy solarne są najbardziej efektywne jako uzupełnienie innych systemów ogrzewania w domu. Świetnie nadają się do podgrzewania CWU i są w tym zakresie efektywne przez większość roku. W przypadku domowego basenu, umożliwiają ekonomiczne utrzymanie odpowiedniej temperatury wody.
Zalety i wybór kolektorów słonecznych
Aby zamontować kolektory słoneczne na dachu, najlepszym kierunkiem jest od wschodu przez południe do zachodu. Jeśli dach jest skierowany na wschód lub zachód, będzie potrzebna większa ilość kolektorów.
System do podgrzewania wody użytkowej wymaga na jedną osobę około 1-1,5 m2 powierzchni kolektora oraz co najmniej 300 litrów pojemnika na ciepło. Rocznie zapewnia około 60% zapotrzebowania na ciepłą wodę. Można dokładnie obliczyć oszczędności, ale już wstępne kalkulacje pokazują znaczną oszczędność w porównaniu do paliw kopalnych, takich jak gaz, olej opałowy czy węgiel.
Na rynku dostępne są zazwyczaj dwa typy kolektorów słonecznych do wyboru: płaskie oraz próżniowe. Te drugie są droższe od płaskich, ale mają większą wydajność. Przed podjęciem decyzji o zakupie i instalacji kolektorów słonecznych, należy dokładnie ocenić zapotrzebowanie na energię cieplną do podgrzewania wody i starannie zaplanować inwestycję. Należy uwzględnić m.in.:
- Przeznaczenie – tylko przygotowanie CWU czy dodatkowe wsparcie systemu grzewczego domu oraz ewentualne podgrzewanie wody w basenie.
- Rodzaj kolektora – płaskie lub próżniowe.
- Rozmiar zbiornika akumulacyjnego.
Planowany poziom kosztów – kolektor płaski kosztuje około 1300-1500 zł/m2, natomiast kolektor próżniowy kosztuje 3500-4000 zł/m2.
Zalety i zastosowanie kolektorów słonecznych
Osoby, które chcą głównie podgrzewać wodę do celów domowych i w basenie, powinny przede wszystkim rozważyć montaż kolektorów słonecznych. Taka inwestycja jest tańsza niż instalacja systemu fotowoltaicznego. Kolektory słoneczne są szczególnie rekomendowane dla posiadaczy basenów, ponieważ najlepiej funkcjonują w miesiącach letnich.
Użycie kolektorów do ogrzewania w innych porach roku może jedynie wspierać inny system grzewczy, taki jak pompa ciepła zasilana prądem pochodzącym z fotowoltaiki. Kolektory słoneczne są mniej podatne na zacienienie niż panele fotowoltaiczne i mają wyższą efektywność, ale ich budowa i zastosowanie są odmienne, co uniemożliwia ich bezpośrednie porównanie.
Zastosowanie energii słonecznej w domu
Fotowoltaika zamienia energię słoneczną w taki sposób, że promieniowanie słońca jest bezpośrednio przekształcane w energię elektryczną. Wyprodukowana w instalacji PV energia elektryczna może być używana w domu dokładnie tak samo, jak ta pobierana z sieci energetycznej. Tak pozyskaną energię słoneczną można stosować zarówno do ogrzewania domu, podgrzewania wody czy na przykład basenu.
Ogniwa fotowoltaiczne składające się na panele wykorzystują właściwości kryształów krzemu do wytwarzania prądu stałego. Po zamianie na prąd zmienny o odpowiednich parametrach, może być używany na bieżąco, przechowywany w magazynie energii lub przekazywany do sieci.
Zalety i wady energii słonecznej
W zestawieniu z paliwami kopalnymi, użycie energii słonecznej do generowania energii elektrycznej bądź cieplnej, oferuje istotne korzyści:
- odnawialność zasobów energetycznych,
- długi czas działania paneli i kolektorów,
- niskie wymagania dotyczące obsługi,
- brak emisji zanieczyszczeń,
- energia z przewidywalnymi właściwościami.
Do minusów energii słonecznej należą:
- trudności i wysokie koszty związane z magazynowaniem energii,
- brak pełnej kontroli nad produkcją energii w różnych okresach,
- konieczność dużych przestrzeni do instalacji paneli i kolektorów,
- energochłonny proces wytwarzania ogniw słonecznych,
problematyczna utylizacja zużytych ogniw i kolektorów.
