Niektórzy mogą sądzić, że panele słoneczne (kolektory) i panele fotowoltaiczne to synonimy. To jednak błędne przekonanie, ponieważ istnieją znaczące różnice między tymi dwoma pojęciami, a kluczowym czynnikiem jest ich przeznaczenie.
Kluczowym składnikiem instalacji fotowoltaicznej w domu są panele skonstruowane z modułów, zazwyczaj zamontowanych na dachu. Te moduły z kolei składają się z ogniw fotowoltaicznych. Dzięki użyciu krzemu w ogniwach, oraz kilku dodatkowym pierwiastkom w całej konstrukcji, zachodzi zjawisko fotowoltaiczne, znane również jako efekt fotowoltaiczny. W prostych słowach, oznacza to, że ogniwa fotowoltaiczne absorbują energię promieniowania słonecznego w celu generowania prądu. To jednak nie koniec całego procesu.
Energia elektryczna pozyskana z promieniowania słonecznego jest w postaci prądu stałego i nie może być bezpośrednio używana przez urządzenia w gospodarstwie. Zanim zasili poszczególne sprzęty, musi zostać poprowadzona przewodami do inwertera (falownika), który jest urządzeniem odpowiedzialnym za przekształcenie prądu stałego na prąd zmienny. Dopiero w tej postaci energia elektryczna jest dostępna do wykorzystania przez poszczególne urządzenia.
Zauważ, że panele fotowoltaiczne pełnią funkcję pozyskiwania darmowej energii elektrycznej z promieniowania słonecznego. W Polsce szczególnie popularne są ogniwa polikrystaliczne. Czy jednak słuszne jest używanie terminu „kolektory słoneczne” jako zamiennika? Odpowiedź jest negatywna. Dlaczego? Jakie są różnice między nimi oraz jakie korzyści przynosi stosowanie jednych bądź drugich?
Kluczowa różnica między kolektorem słonecznym a panelem fotowoltaicznym leży w ich przeznaczeniu. Panel fotowoltaiczny wykorzystuje energię słoneczną do generowania prądu elektrycznego, podczas gdy kolektor słoneczny wykorzystuje ciepło do podgrzewania wody.
Jak to działa?
Źródło energii w obu przypadkach jest identyczne, a cały proces zachodzi na zasadzie podobnego mechanizmu. Ogniwo kolektora słonecznego pobiera światło słoneczne, a następnie, dzięki efektowi fotowoltaicznemu fotony przekształcane są w ciepło. W przypadku paneli fotowoltaicznych, energia przekazywana jest przewodami do inwertera, natomiast w kolektorach słonecznych przekazywana jest do czynnika grzewczego – może to być ciecz (na przykład glikol, woda) lub gaz (np. powietrze).
Działanie kolektorów słonecznych można opisać w sześciu etapach:
Kolektory słoneczne istnieją w różnych odmianach, takich jak: płaskie (cieczowe, gazowe, dwufazowe), płaskie próżniowe, próżniowo-rurowe, skupiające, oraz specjalne (izolacja transparentna, okno termiczne). Najważniejszym czynnikiem, który należy uwzględnić przy wyborze instalacji, jest sprawność. To miara relacji między ilością energii, którą absorbuje czynnik roboczy, a ilością promieniowania słonecznego, które dotrze do kolektora.
Oprócz sprawności kolektora, kluczowym parametrem jest także wydajność absorbera, która określa zdolność do pochłaniania energii słonecznej. Absorbery selektywne, zdolne do pochłaniania nawet do 95% energii słonecznej, uchodzą za najbardziej efektywne.
O ile dąży się do pozyskiwania darmowej energii elektrycznej ze słońca, najlepszym wyborem jest zainstalowanie systemu fotowoltaicznego wyposażonego w panele fotowoltaiczne. W przypadku, gdy celem jest uzyskanie darmowej energii do ogrzewania domu, bardziej odpowiednie są kolektory słoneczne.
Można zdecydować się na zainstalowanie zarówno paneli fotowoltaicznych, jak i kolektorów słonecznych w ramach jednej inwestycji. Taka kombinacja pozwoli na podwójne korzyści: darmową energię elektryczną i cieplną. Dzięki temu, pokrywając obie te potrzeby energetyczne swojego budynku, będziesz w stanie nie tylko osiągnąć niezależność od zewnętrznych źródeł i dostawców, ale także zminimalizować swoje rachunki energetyczne.
Panele fotowoltaiczne znajdują zastosowanie w wielu obszarach, obejmując dostarczanie energii elektrycznej dla domów jednorodzinnych, gospodarstw domowych, ferm rolniczych, a także obiektów firmowych i przemysłowych. Są również skutecznym rozwiązaniem do generowania energii dla osiedli mieszkaniowych czy instytucji publicznych. Dzięki instalacjom fotowoltaicznym inwestorzy nie tylko korzystają z darmowej energii słonecznej, ale także mają możliwość magazynowania i ewentualnej sprzedaży jej nadwyżek.
Kolektory słoneczne są używane do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, basenów, wsparcia centralnego ogrzewania oraz chłodzenia budynków. Doskonale współdziałają z różnymi systemami grzewczymi, takimi jak pompy ciepła czy kotły. Wykorzystanie zestawu solarnego z dodatkowym źródłem ciepła pozwala nie tylko na niezależność od warunków atmosferycznych, ale także od komercyjnych dostawców energii cieplnej.
