Wykorzystanie energii słonecznej znane jest od wieków, ale dopiero ostatnie lata dostarczyły wiele rozwiązań umożliwiających pozyskanie energii cieplnej lub elektrycznej, które można wykorzystywać do celów użytkowych praktycznie przez cały rok.
Mowa o panelach fotowoltaicznych oraz panelach słonecznych, zwanych również kolektorami lub solarami (ang. solar heating, solar thermal). Pomimo tego, że wyglądają bardzo podobnie, ich rola oraz przeznaczenie są zupełnie odmienne, a dla laika różnice między nimi są bardzo trudne do wykrycia.
Podstawowe różnice
Eksperci Europejskiego Instytutu Miedzi zaznaczają, że podstawowe różnice pomiędzy systemami solarnymi a fotowoltaicznymi związane są z ich przeznaczeniem. Panele słoneczne (inaczej kolektory, solary) służą do produkcji energii cieplnej. Podczas jej użycia, podgrzewana jest ciepła woda użytkowa, wspomagana instalacją centralnego ogrzewania. Energia ta jest również wykorzystywana do dogrzewania w okresach przejściowych. Z kolei panele fotowoltaiczne wykorzystują energię promieniowania słonecznego do produkcji energii elektrycznej – może być ona przetworzona na falowniku do napięcia 230 V i wykorzystana do zasilania urządzeń domowych. W Polsce, to rozwiązanie cieszy się coraz większą popularnością, a na rynku wchodzi wiele firm oferujących instalację paneli fotowoltaicznych.
Budowa paneli słonecznych i fotowoltaicznych
Ze względu na różnice w przeznaczeniu, obydwa rodzaje paneli różnią się budową. Do budowy kolektorów używana jest uszczelniona rama, znajdująca się na górze płyty absorbera oraz izolacji. Z kolei we wnętrzu znajdują się mata z włókna szklanego oraz płyta i orurowanie absorbera. Króćce przyłączeniowe zlokalizowane są z boku ramy lub pod jej spodem.
Czytaj: Rynek fotowoltaiki w Polsce
Klasyczne panele fotowoltaiczne zbudowane są z ramy, na której oparta jest szklana szyba będąca zabezpieczeniem ogniw fotowoltaicznych przed uszkodzeniami. Z kolei pod szybą znajdują się ogniwa fotowoltaiczne, laminowane folią EVA, a od spodu, ogniwa fotowoltaiczne zabezpieczone są warstwą folii poliestrowej i płytą. Puszka przyłączeniowa znajduje się na obudowie.
Efektywność i korzyści paneli słonecznych i fotowoltaicznych
Kolektory słoneczne osiągają największą efektywność w okresie letnim, gdy nasłonecznienie jest najwyższe. W okresie zimowym, kolektory słoneczne mogą być wykorzystane do podgrzewania wody, ale nie gwarantują wysokiej temperatury ciepłej wody użytkowej. Jeśli chodzi o panele fotowoltaiczne, najwyższą efektywność energetyczną osiągają zimą, dlatego że w letnich temperaturach dochodzi do drgań w sieci krystalicznej ogniw fotowoltaicznych. To z kolei skutkuje zaburzeniem przepływu elektronów, a tym samym spadkiem napięcia i mocy.
Jak wskazują eksperci Instytutu, nadmiar energii elektrycznej pochodzącej z instalacji fotowoltaicznej, niewykorzystanej do celów domowych, można sprzedać dystrybutorom energii elektrycznej. Do tego celu używane są liczniki dwukierunkowe, pozwalające na kupno i sprzedaż prądu. Aby to zrobić, należy umieścić w instalacji układ, który zablokuje wysyłanie prądu do sieci w razie zaniku w niej energii elektrycznej. Zabezpieczenie to ma przede wszystkim chronić przed porażeniem prądem podczas prac naprawczych. Z racji tego, że największa ilość prądu jest wykorzystywana do celów domowych, sprzedaż powinna być ostatecznością.
Zobacz też: Ogniwa fotowoltaiczne – nowe technologie
W przypadku energii elektrycznej produkowanej latem, jej nadmiar można wykorzystać do celów grzewczych, np. poprzez instalację w sieci centralnego ogrzewania zbiornika buforowego z grzałką elektryczną zasilaną prądem z instalacji fotowoltaicznej. Z kolei użytkownicy wentylacji mechanicznej, połączonych z gruntową pompą ciepła mogą wykorzystać nadmiar energii elektrycznej do uzupełniania ciepła w akumulatorze gruntowym. To oznacza, że zgromadzone w ciągu lata ciepło, można wykorzystać w okresie zimowym do wspomagania instalacji centralnego ogrzewania.
Europejski Instytut Miedzi zauważa, że w ostatnich latach pojawiły się też na rynku instalacje akumulatorowe, które umożliwiają magazynowanie prądu i korzystanie z niego przez całą dobę. W przypadku energii cieplnej wytworzonej przez systemy solarne – nie ma możliwości jej sprzedaży. Nadmiar ciepła można wykorzystać m.in. do zasilania gruntowego magazynu ciepła lub do podgrzewania wody w przydomowym basenie.
Więcej informacji o grzewczych instalacjach solarnych, w załączniku.
