Panele fotowoltaiczne i kolektory słoneczne – porównanie technologii

Różnice między kolektorami słonecznymi a panelami fotowoltaicznymi 

Kolektory słoneczne i panele PV, choć często ze sobą mylone, znacznie różnią się między sobą. Podstawą ich działania jest oczywiście energia słoneczna, przetworzona odpowiednio w kolektorach na ciepło, a w panelach PV na energię elektryczną. Ich wydajność zależy od poziomu nasłonecznienia (nie temperatury zewnętrznej), tak więc decydując się na panele lub kolektory ważny jest odpowiedni projekt. Najbardziej optymalnym rozwiązaniem jest ułożenie instalacji na dachu na stronie południowej, w przypadku paneli PV spotykane są instalacje rozłożone na stronach wschód-zachód, w takim przypadku ułożenie większej ilości paneli np. po stronie zachodniej pozwala na wytworzenie większej ilości prądu w godzinach popołudniowych.

Zasada działania kolektorów słonecznych – solarów

Ich główną funkcją jest podgrzewanie wody użytkowej. Najczęściej spotykane są kolektory płaskie, cieczowe. Z zewnątrz pokryte obudową ograniczającą straty cieplne i chroniącą przed uszkodzeniem. W środku znajduje się układ cienkich rurek wypełnionych substancją niskowrzącą i niezamarzającą (roztworem glikolu), która pobiera ciepło przez ścianki rurek i połączonej z nimi nagrzanej płyty kolektora. Płyta pochłaniająca ciepło (absorber) to czarna powłoka o dosyć dużym współczynniku pochłaniania promieniowania słonecznego zbudowana np. z czarnego niklu, czarnego chromu, czarnej miedzi.

Średnio kolektory słoneczne pokrywają do 70% zapotrzebowania na ciepłą wodę w domu.

Minusem jest konieczność wymieniania cieczy roboczej – glikolu w instalacji, średnio co 5 lat. Problemem (szczególnie w okresie letnim, kiedy wykorzystanie c.w.u. jest mniejsze) jest brak możliwości magazynowania ciepła. Duże nadwyżki niewykorzystanego ciepła mogą doprowadzić nawet do przegrzania kolektorów, a w konsekwencji do zniszczenia.

Zasada działania paneli fotowoltaicznych 

Wyglądem niewiele różnią się od solarów, na ich powierzchni można zauważyć rozkład ogniw fotowoltaicznych, tzw. cel, ale zasada ich działania jest zupełnie inna. Panele PV do pracy wykorzystują zjawisko efektu fotowoltaicznego, który powoduje konwersję energii słonecznej w elektryczną w elementach półprzewodnikowych, czyli ogniwach fotowoltaicznych. W skład instalacji wchodzi także falownik (inwerter), który przetwarza prąd stały wytworzony przez panele PV na prąd zmienny odpowiadający sieci publicznej. Prąd przetworzony przez inwerter ma minimalnie większą częstotliwość od prądu z sieci elektroenergetycznej, dlatego zostaje wykorzystany jako pierwszy, a w przypadku ewentualnego niedoboru energii elektrycznej dobiera się ją z sieci publicznej. Z kolei ewentualne nadwyżki energii zostają odprowadzone do sieci. Instalacje PV nie wymagają serwisu firmy zewnętrznej, czyszczenie paneli możemy wykonać samemu.

Porównując kolektory słoneczne i panele PV, panele fotowoltaiczne mają większe możliwości, ponieważ wyprodukowaną energię elektryczną można użyć do podgrzania wody, a ciepła wytworzonego przez kolektory nie można zamienić na prąd. Instalacje fotowoltaiczne nie wymagają wymiany czynnika roboczego, ani tak szczelnych izolacji jak instalacje solarne. Dobrej jakości panele PV mają nawet 25-letnią gwarancję na produkt, a ich żywotność sięga czterdziestu lat. Koszt instalacji PV w ostatnich latach znacząco zmalał i tak podstawową instalację 3 kW na dobrych jakościowo panelach oraz inwerterach wraz z montażem możemy zakupić za ok. 20 000 zł, Czas zwrotu kosztów instalacji fotowoltaicznej wynosi ok. 9-11 lat.