Pozyskiwanie energii bezpośrednio z promieniowania słonecznego jest coraz częstszą praktyką – zarówno wśród osób prywatnych, jak też firm czy instytucji.
Warto jednak wiedzieć, że jest to możliwe tylko przy zastosowaniu odpowiednich urządzeń i systemów. Wyróżniamy dwa podstawowe rozwiązania, które Ci na to pozwolą – panele fotowoltaiczne oraz kolektory słoneczne. Czym różnią się od siebie i jaka jest zasada ich działania? Sprawdźmy!
Kolektory słoneczne czy panele fotowoltaiczne? Które rozwiązanie wybrać?
Na pierwszy rzut oka kolektory słoneczne i panele fotowoltaiczne wydają się być bardzo podobne – oba rozwiązania nie tylko służą do pozyskiwania energii z promieniowania słonecznego, ale również posiadają zbliżony wygląd i mogą być montowane na dachach budynków.
Okazuje się jednak, że pod względem działania i zastosowania pełnią odmienne role. Dlatego też warto dokładniej poznać ich funkcje i różnice, jakie między nimi występują.
Kolektory słoneczne czy panele fotowoltaiczne - czym się różnią?
Podstawową różnicą między oboma rozwiązaniami jest to, że panele fotowoltaiczne wykorzystują promieniowanie słoneczne do produkcji energii elektrycznej, zaś kolektory przekształcają ją w ciepło, które następnie transportowane jest do zasobnika.
Efekt? Dzięki panelom możliwe będzie pozyskanie energii niezbędnej do oświetlenia budynku, a także zasilenia różnego rodzaju urządzeń, jakie znajdują się w danym obiekcie. Kolektory natomiast pozwolą na podgrzewanie ciepłej wody użytkowej. Oczywiście różnice dotyczące przeznaczenia obu systemów wiążą się także z odmiennym sposobem działania, który omówimy w kolejnej części artykułu.
Do innych znaczących różnic pomiędzy panelami fotowoltaicznymi a kolektorami zaliczamy:
- miejsce montażu – o ile panele fotowoltaiczne można zainstalować zarówno na dachu, jak i gruncie (jako konstrukcje wolnostojące), o tyle kolektory montuje się wyłącznie na dachach (minimum 3 metry od gruntu);
- możliwość zarobku – nadwyżki energii elektrycznej wyprodukowanej przez panele fotowoltaiczne można sprzedać do sieci, co jest niemożliwe w przypadku energii cieplnej generowanej przez kolektory;
- koszt inwestycji – z reguły kolektory słoneczne są tańsze od paneli fotowoltaicznych, co wiąże się z ich ograniczonymi możliwościami (służą wyłącznie do podgrzewania wody).
Przed wybraniem konkretnego systemu warto więc przede wszystkim wziąć pod uwagę własne potrzeby, a także możliwości finansowe. Czytając dalej, dowiesz się, które z rozwiązań będzie odpowiednie dla Ciebie.
Panele fotowoltaiczne i kolektory słoneczne – co mają wspólnego?
Istnieje również wiele cech wspólnych, jakie posiadają panele fotowoltaiczne i kolektory słoneczne. Przede wszystkim – oba te rozwiązania pozwalają na pozyskiwanie energii z promieni słonecznych, stanowiąc doskonałą alternatywę dla tradycyjnych metod. Zarówno panele, jak i kolektory można zamontować na dachu, by służyły gospodarstwom domowym, firmom czy instytucjom. Jako odnawialne źródła energii są to także rozwiązania w stu procentach ekologiczne, które nie generują szkodliwych substancji i sprzyjają środowisku naturalnemu.
Istnieje jeszcze jedna istotna cecha wspólna – koszty inwestycji w panele lub kolektory zwracają się po kilku albo kilkunastu latach, dlatego też bardzo istotne jest dopasowanie mocy instalacji oraz wszelkich jej parametrów do indywidualnych potrzeb i konkretnego obiektu – po to, aby inwestycja była opłacalna i spełniła oczekiwania użytkownika.
Jak działają panele fotowoltaiczne?
Aby jeszcze bardziej uwypuklić różnice, jakie dzielą panele fotowoltaiczne i kolektory słoneczne, warto powiedzieć nieco więcej o ich sposobie działania. Zaczniemy od tych pierwszych.
Instalacje fotowoltaiczne składają się z wielu elementów i każdy z nich pełni oddzielną rolę w procesie zamiany promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Kluczową rolę odgrywają tutaj ogniwa fotowoltaiczne, które – pod wpływem działania temperatury i promieniowania słonecznego – pozwalają na przewodzenie ładunku elektrycznego. To właśnie one są odpowiedzialne za kluczowe w kwestii pozyskiwania energii zjawisko fotowoltaiczne, które umożliwia przekształcenie energii słonecznej w prąd stały.
Aby instalacja mogła działać z odpowiednią mocą, ogniwa łączy się w moduły. Powstający w nich prąd stały przekazywany jest do falownika, gdzie zostaje przekształcony w niezbędny do zasilania urządzeń prąd zmienny. Sam falownik, który nazywany jest także inwerterem, to bardzo istotny element instalacji – to właśnie on kontroluje pracę całego systemu.
Jak działają kolektory słoneczne?
Zasada działania kolektora słonecznego jest nieco inna. Zamienia on promieniowanie słoneczne na ciepło, co jest możliwe dzięki zastosowaniu roztworu glikolu, który krąży w instalacji dzięki pracy pompy obiegowej. To właśnie on jest nośnikiem ciepła i odgrywa kluczową rolę w całym procesie.
Aby mógł spełnić swoje zadanie, niezbędne jest jednak połączenie baterii kolektora z wężownicą, która umieszczona zostaje w podgrzewaczu wody użytkowej. Roztwór glikolu pobiera ciepło z kolektorów, a następnie przenosi do wspomnianej wężownicy, co pozwala na podniesienie ciepła wody znajdującej się w podgrzewaczu.
Prawidłowe wykonanie takiej instalacji pozwala na podgrzanie wody w zaledwie kilka godzin.
Jaka jest żywotność i awaryjność kolektorów słonecznych?
Kolektory słoneczne są wciąż chętnie wybierane przez klientów, ponieważ czas ich działania określa się na minimum 20 lat. Oczywiście zależne jest to od rodzaju i jakości wybranych rozwiązań – lepiej postawić na te wykonane z lepszych materiałów, by nie tylko służyły dłużej, ale również by ich awaryjność była o wiele mniejsza.
Dobrze wykonana instalacja tego typu zapewni bezproblemowe działanie – awaryjność kolektorów jest bardzo niska, a wszelkie ewentualne usterki wyeliminuje ta sama firma, która montowała cały system.
Rodzaje kolektorów słonecznych - jakie są najpopularniejsze?
Jeżeli chcesz postawić na kolektory słoneczne, powinieneś poznać ich rodzaje. Wyróżniamy przede wszystkim:
- kolektory płaskie – posiadają najprostszą budowę i dzięki temu uznawane są za jedne z najbardziej wytrzymałych rozwiązań;
- kolektory próżniowe, w których absorbery znajdują się w próżni, dzięki czemu straty ciepła są znacznie ograniczone, co ma wpływ na wyższą efektywność działania instalacji;
- kolektory próżniowo-rurowe posiadające specjalne zwierciadło odpowiedzialne za nagrzewanie absorbera również od strony odsłonecznionej;
- kolektory skupiające, które wyposażono w zakrzywione zwierciadło – są one najmniej opłacalne w naszej strefie klimatycznej.
Panele fotowoltaiczne - jakie są rodzaje
Istnieje również podział paneli fotowoltaicznych, które różnią się pod względem zastosowanych do ich produkcji rozwiązań. Wyróżniamy:
- panele monokrystaliczne – osiągają wydajność na poziomie 17-22% i wykorzystuje się w nich pojedyncze kryształy krzemu;
- panele polikrystaliczne – posiadają mniejszą wydajność od monokrystalicznych (14-16%), ale lepiej sprawdzają się w warunkach słabszego nasłonecznienia, w tym także w naszym kraju;
- panele z krzemu amorficznego, które charakteryzuje najniższa wydajność, co rekompensuje ich najatrakcyjniejsza cena spośród wszystkich dostępnych rozwiązań.
Panele fotowoltaiczne – koszt utrzymania i przeglądów
Jaki jest koszt paneli fotowoltaicznych, jeżeli chodzi o ich utrzymanie oraz przeglądy? Inwestując w wysokiej jakości rozwiązanie od cenionego dostawcy, możesz liczyć na to, że będzie ono bezawaryjne, a koszt jego utrzymania ograniczy się do zlecanego raz do roku przeglądu (około 250 zł). Co więcej, nie wymaga się czyszczenia paneli i ręcznego sprawdzania ich działania, a dzięki temu, że nie posiadają one części ruchomych, nie będzie dochodzić do drobnych usterek i konieczności wymiany elementów.
Kwota przeglądów jest bardzo niewielka, zwłaszcza biorąc pod uwagę fakt, że dobrze wykonana instalacja pozwoli pokryć koszty prądu na poziomie ponad 90% w skali roku, co w przypadku ciągłego wzrostu cen energii w naszym kraju wydaje się być doskonałym rozwiązaniem.
Panele fotowoltaiczne a kolektory słoneczne – co daje większą korzyść?
Odpowiedź na to pytanie nie jest jednoznaczna i wszystko zależy od potrzeb użytkowników danego budynku. Z pewnością za panelami fotowoltaicznymi przemawia ich wszechstronność – umożliwiają produkcję energii elektrycznej, za pośrednictwem której można również podgrzewać wodę.
Rola kolektorów ogranicza się natomiast do podgrzewania wody użytkowej, a alternatywę dla nich stanowią pompy ciepła. I znowu – urządzenia te można zasilać energią pozyskaną przez panele fotowoltaiczne, dlatego też to właśnie one są najczęstszym wyborem inwestorów.
Powierzchnia kolektorów a paneli
Mówiąc o różnicach między panelami fotowoltaicznymi a kolektorami słonecznymi, warto powiedzieć również nieco więcej o powierzchni, jaką powinny posiadać poszczególne rozwiązania. W tym aspekcie zdecydowanie wygrywają te drugie – w przypadku zastosowania kolektora płaskiego wystarczy powierzchnia około 1-1,5 m² na osobę. Dla czteroosobowej rodziny będzie to około 4-5 m².
Jeżeli chodzi o panele fotowoltaiczne, tutaj istotna jest ilość energii, jaką mają generować. Za optymalną wartość dla przeciętnej rodziny uznaje się wartość 3 kW – aby uzyskać taką moc niezbędna będzie powierzchnia około 18-20 m² (w przypadku dachu o kącie nachylenia 30-35 stopni).
Ustawienie względem stron świata
Jeżeli chcesz, aby instalacja fotowoltaiczna działała z największą efektywnością, najlepiej jest ustawić panele na południe (pod kątem 30-40 stopni do poziomu).
Oczywiście brak takiej możliwości nie sprawia, że musisz zrezygnować z fotowoltaiki. Jednak w zależności od strony powinieneś zadbać o odpowiedni kąt nachylenia paneli:
- kierunek południowo-wschodni lub południowo-zachodni to 25-55 stopni do poziomu;
- kierunek wschodni lub zachodni to 25-40 stopni do poziomu.
Pamiętaj, by nie kierować paneli na północ i by ich kąt nachylenia nie był wyższy niż 60 stopni!
Ile paneli zainstalować?
Liczba paneli fotowoltaicznych jest zależna od zapotrzebowania na energię elektryczną w danym budynku. Warto pamiętać, że jeden panel może wytworzyć od 260 do 330 W.
Projekt i wykonanie instalacji
Jeżeli chcesz zdecydować się na czerpanie energii elektrycznej lub ciepła z promieniowania słonecznego, powinieneś powierzyć stworzenie projektu oraz wykonanie instalacji specjalistom. Dzięki ich wiedzy i doświadczeniu zyskasz rozwiązanie o odpowiadającej Twoim potrzebom mocy.
Co więcej, dopasują oni rodzaj instalacji, polecą Ci rozwiązania adekwatne do Twoich możliwości finansowych i w przyszłości przeprowadzą niezbędne przeglądy.
Opłacalność inwestycji w kolektory słoneczne i fotowoltaiczne panele
Zarówno inwestycja w panele fotowoltaiczne, jak i kolektory słoneczne jest opłacalna – ich koszt zwraca się po maksymalnie kilkunastu latach, co, biorąc pod uwagę żywotność tego typu rozwiązań, jest niezwykle korzystne dla inwestorów.
Dzięki temu, że nowoczesne systemy fotowoltaiczne pokrywają nawet 90% zapotrzebowania na prąd, mogą generować oszczędności na poziomie kilku-kilkunastu tysięcy złotych rocznie!
Które rozwiązanie jest bardziej ekologiczne?
Jeżeli chodzi o ekologię, oba rozwiązania są tak samo korzystne dla środowiska naturalnego. Zarówno kolektory, jak i panele fotowoltaiczne tworzone są z materiałów niestanowiących zagrożenia dla ludzi, zwierząt i roślin. Nie generują także jakichkolwiek szkodliwych substancji, dlatego też są tak bardzo rekomendowane w dzisiejszych czasach.
To zdecydowanie najlepsza alternatywa dla tradycyjnych źródeł energii, takich jak choćby węgiel, który zanieczyszcza atmosferę i ma negatywny wpływ na środowisko naturalne.
Czy można zastosować oba rozwiązania?
Oczywiście! Jeżeli zależy Ci zarówno na energii elektrycznej, jak i ciepłej wodzie użytkowej, możesz zainstalować oba systemy.
Pamiętaj jednak, by wcześniej sprawdzić, czy takie rozwiązanie będzie dla Ciebie opłacalne – może bowiem okazać się, że o wiele korzystniejsze z finansowego punktu widzenia będzie zastosowanie pompy ciepła, która będzie zasilana w prąd przez panele fotowoltaiczne.
Wymagane warunki techniczne do obu rozwiązań
Aby cieszyć się sprawnością obu rozwiązań, należy przede wszystkim wziąć pod uwagę:
- lokalizację, najlepiej dobrze nasłonecznione miejsce, gdzie kąt padania promieni słonecznych będzie odpowiedni;
- azymut, czyli ustawienie paneli lub kolektorów w kierunku południowym (to najbardziej polecane rozwiązanie);
- przeszkody terenowe, a więc drzewa czy inne obiekty, które mogą ograniczać dostęp do promieni słonecznych;
- konstrukcję wsporczą, która pozwoli na ustawienie modułów pod odpowiednim kątem i zapewni możliwość ich stabilnego montażu;
- rodzaj i moc paneli lub kolektorów, a także jakość elementów składających się na instalację fotowoltaiczną (w tym obwodów prądu czy falowników).
Czy fotowoltaika zawsze ma sens?
Fotowoltaika cieszy się coraz większą popularnością, ponieważ pozwala na uniezależnienie się od dostawców prądu i tym samym uzyskanie sporych oszczędności. Jednak chcąc mieć pewność, że skorzystanie z niej będzie dla Ciebie dobrym rozwiązaniem, powinieneś przeanalizować wysokość rachunków za prąd i na tej podstawie ustalić, czy taka inwestycja będzie opłacalna.
Oczywiście pomogą Ci w tym specjaliści, dlatego też warto zgłosić się do nich w celu oszacowania tego, na ile opłacalne będą panele fotowoltaiczne lub kolektory słoneczne.
Jaka moc instalacji pokryje moje zapotrzebowanie?
W polskich warunkach nasłonecznienia przyjmuje się, że na każde zużyte rocznie 1000 kWh energii dobiera się 1,25 kWp mocy instalacji fotowoltaicznej. Jeżeli chcesz wiedzieć, jaką moc powinna mieć Twoja instalacja, musisz określić swoje zapotrzebowanie na energię elektryczną – najlepiej na podstawie wcześniejszych rozliczeń prądu z dostawcą.
Jeżeli chcesz wiedzieć więcej i mieć pewność, że zarówno rodzaj rozwiązań, jak i moc instalacji będą prawidłowe – skontaktuj się z naszymi specjalistami.
