Odnawialne źródła energii są coraz powszechniej wykorzystywane w różnych technologiach, które stają się częścią codziennego życia. Przykładem jest energia promieniowania słonecznego, która pozwala na zmniejszenie rachunków za prąd lub obniżenie kosztów podgrzewania wody użytkowej. W przypadku generowania energii elektrycznej stosuje się panele fotowoltaiczne, natomiast do podgrzewania wody wykorzystuje się kolektory słoneczne. Oba te rozwiązania są przyjazne dla środowiska, energooszczędne i opłacalne, choć często bywają mylone ze sobą. Poznaj różnice między panelami fotowoltaicznymi a kolektorami słonecznymi.
Przeczytaj także:
- Czym jest regulator MPPT i jak go ustawić?
- Bon energetyczny 2024 – dla kogo i ile wyniesie?
- Czym jest zabezpieczenie AFCI w falownikach?
Co łączy panele fotowoltaiczne i kolektory słoneczne?
Wiele osób myli kolektory słoneczne z panelami fotowoltaicznymi, co wynika z ich podobnego wyglądu. Oba systemy mogą być montowane zarówno na dachu, jak i na specjalnej konstrukcji na gruncie. Ponadto panele fotowoltaiczne, jak również kolektory słoneczne wykorzystują energię słoneczną do swojego działania.
Na tym jednak kończą się ich podobieństwa. Różnią się przeznaczeniem i sposobem działania. Panele fotowoltaiczne przekształcają promieniowanie słoneczne w energię elektryczną, natomiast kolektory słoneczne są wykorzystywane głównie do podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Warto zaznaczyć, że panele fotowoltaiczne i kolektory słoneczne nie są konkurencyjnymi rozwiązaniami. Oznacza to, że można korzystać z obu jednocześnie.
Jak działają kolektory słoneczne?
Kolektory słoneczne to urządzenia przeznaczone do zamiany energii słonecznej na ciepło. Ich głównym zastosowaniem jest podgrzewanie wody użytkowej oraz wspieranie systemów grzewczych w budynkach, a także ogrzewanie wody w basenach.
Działają one dzięki absorberowi, który umieszczony wewnątrz kolektora przechwytuje promienie słoneczne i zamienia je na energię cieplną. W ten sposób nagrzewa się substancja płynna, pełniąca funkcję nośnika ciepła. Najczęściej jest to niezamarzający roztwór glikolu propylenowego. Następnie nagrzana substancja trafia do specjalnego zbiornika, gdzie przekazuje ciepło wodzie użytkowej. Ochłodzony czynnik wraca później do kolektora, aby ponownie zostać nagrzanym i cały proces się powtarza.
Taki cykl pozwala na efektywne wykorzystanie energii słonecznej, co prowadzi do oszczędności energii i zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. W okresie letnim kolektory słoneczne mogą zaspokoić do 90% zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową dzięki dużej ilości nasłonecznienia. W pozostałych miesiącach ich efektywność może być niższa z powodu ograniczonego nasłonecznienia.
W sytuacjach, gdy nasłonecznienie jest niewystarczające, konieczne jest użycie dodatkowych źródeł energii, takich jak grzałki elektryczne, które pomogą zapewnić odpowiednią temperaturę wody. Kolektory słoneczne mogą więc pełnić funkcję zarówno głównego, jak i uzupełniającego źródła ciepła.
Jak działają panele fotowoltaiczne?
Panele fotowoltaiczne są urządzeniami, które generują energię elektryczną, wykorzystując właściwości półprzewodników, głównie krzemu. Ogniwa fotowoltaiczne znajdujące się w panelach absorbują promieniowanie słoneczne, co prowadzi do wytwarzania prądu stałego.
Aby prąd ten mógł zasilać urządzenia elektryczne, musi zostać przekształcony w prąd zmienny o odpowiednich parametrach. Przemianę tę realizuje inwerter, który jest elementem instalacji fotowoltaicznej. Inwerter konwertuje prąd stały na prąd zmienny, który może być następnie wykorzystywany do zasilania domowych urządzeń lub wprowadzany do sieci elektroenergetycznej, umożliwiając sprzedaż nadwyżki wyprodukowanej energii.
System fotowoltaiczny dostarcza energii elektrycznej przez cały rok, nawet zimą. Ilość wytworzonego prądu zależy jednak od intensywności promieniowania słonecznego, które różni się w zależności od pory roku i regionu. W okresach o dużym nasłonecznieniu, najczęściej latem, produkcja energii może przewyższać zapotrzebowanie.
Nadmiar energii można przesyłać do sieci energetycznej lub magazynować w specjalnych akumulatorach, aby później go wykorzystać, gdy dostępność światła słonecznego jest mniejsza, na przykład zimą lub w nocy, kiedy panele nie działają.
Jakie są różnice między kolektorami słonecznymi i panelami fotowoltaicznymi?
Czym się różnią instalacje fotowoltaiczne od kolektorów słonecznych? Przede wszystkim nie są to te same urządzenia. Mają one inne przeznaczenie i zasadę działania. Instalacja fotowoltaiczna ma na celu generowanie energii elektrycznej, która może zasilać urządzenia elektryczne w domach, firmach oraz gospodarstwach rolnych w tym grzałki elektryczne w zbiornikach CWU lub buforach. Natomiast kolektory słoneczne zamieniają energię z promieniowania słonecznego na ciepło, które jest wykorzystywane do podgrzewania wody użytkowej i czasowego wspierania systemów centralnego ogrzewania.
Panele fotowoltaiczne i kolektory słoneczne różnią się sposobem wykorzystania energii słonecznej. Panele fotowoltaiczne działają na zasadzie efektu fotowoltaicznego, w którym fotony, czyli cząstki promieniowania słonecznego, padają na ogniwa z krzemu, wprawiając w ruch jego cząstki. W ten sposób powstaje prąd stały, który trafia do inwertera, gdzie jest przekształcany w prąd zmienny, odpowiedni do zasilania urządzeń elektrycznych.
Z kolei kolektory słoneczne zawierają absorber, który pochłania promienie słoneczne i zamienia je na ciepło. To ciepło jest następnie przenoszone za pomocą płynnego nośnika, który po ogrzaniu kieruje je do zasobnika z wodą użytkową. Tam jest ono oddawane, a woda zostaje podgrzana. Po ochłodzeniu nośnik ciepła wraca do kolektora, aby proces mógł się powtórzyć.
Kolektory słoneczne czy fotowoltaika? Co wybrać?
Panele fotowoltaiczne i kolektory słoneczne, choć oba wykorzystują promieniowanie słoneczne jako źródło energii, różnią się zarówno zasadą działania, jak i przeznaczeniem. Te dwa rozwiązania nie stanowią dla siebie konkurencji, więc można jednocześnie zamontować oba systemy. Jeśli jednak trzeba wybrać pomiędzy kolektorami a panelami, Warto zastanowić się nad swoimi indywidualnymi potrzebami – czy priorytetem jest generowanie energii elektrycznej, czy raczej podgrzewanie wody użytkowej.
Oba systemy cechuje wysoka efektywność i możliwość działania przez cały rok. Panele fotowoltaiczne mogą zaspokoić zapotrzebowanie na energię elektryczną w okresie letnim, produkując nadwyżki, które można wykorzystać w mniej słoneczne dni. Z kolei kolektory słoneczne mogą latem prawie całkowicie pokryć zapotrzebowanie na ciepłą wodę, a w pozostałe miesiące zapewniają częściowe wsparcie w dostarczaniu CWU. Zarówno panele fotowoltaiczne, jak i kolektory słoneczne są opłacalne, ekologiczne i energooszczędne, co oczywiście w obecnych czasach warto mieć na uwadze.
