Panele fotowoltaiczne a solary – różnice

W tym artykule skupimy się na podobieństwach oraz – przede wszystkim – różnicach pomiędzy technologią fotowoltaiczną a kolektorami słonecznymi. Dowiedz się, jak działają oba systemy, poznaj tajniki ich budowy i eksploatacji oraz sprawdź, co lepsze: solary czy fotowoltaika?

Fotowoltaika a solary – różnice i podobieństwa

Najpierw przyjrzyjmy się podobieństwom pomiędzy panelami fotowoltaicznymi a kolektorami słonecznymi. Wiele osób myli je ze sobą, gdyż jedno i drugie rozwiązanie umieszcza się na dachach budynków lub na gruncie, wykorzystując specjalnie przygotowane do tego konstrukcje. Oba systemy łączy również to, że wykorzystują energię słoneczną.

Czym się różni fotowoltaika od solarów?

Na tym jednak podobieństwa się kończą, gdyż ciepło słoneczne pobierane jest przez obie instalacje w zupełnie innym celu. Przetwarzanie energii słonecznej na prąd elektryczny to podstawowy cel, w jakim montuje się panele fotowoltaiczne a solary zamieniają promieniowanie słoneczne w ciepło. Z tego powodu nie są to rozwiązania konkurujące ze sobą – mogą natomiast wzajemnie się uzupełniać.

Jak działają kolektory słoneczne?

Wiesz już, czym się różni fotowoltaika od solarów – czas teraz przyjrzeć się budowie obu tych systemów. Kolektory słoneczne przejmują promieniowanie słoneczne, które trafia na absorber, przekazujący energię do czynnika, zwykle stanowiącego roztwór wody oraz glikolu. Czynnik oddaje do wymiennika ciepło w postaci ciepłej wody. Podobnie jak w przypadku systemów fotowoltaicznych, również popularne solary pracują najefektywniej pod warunkiem instalacji w kierunku południowym. Jednak w odróżnieniu od paneli PV, kolektory słoneczne mają to istotne ograniczenie, że działają wyłącznie, gdy świeci słońce, co wiąże się z istotnymi stratami ciepła w chłodne i pochmurne dni.

Rodzaje kolektorów

Na rynku dominują obecnie dwa podstawowe rodzaje kolektorów słonecznych: płaskie oraz próżniowe. Z uwagi na panujące w naszym kraju warunki klimatyczne, zarówno pierwszy, jak i drugi typ solarów najefektywniej działa w okresie od kwietnia do początku października, kiedy nasłonecznienie jest najbardziej intensywne.

Kolektory słoneczne płaskie

Płaskie kolektory fotowoltaiczne z zewnątrz przypominają nieco panele PV, ponieważ element absorbujący energię słoneczną ma kształt płaskiej, metalowej płyty. Od spodu jest ona połączona z systemem rur, w których krąży czynnik ogrzewający ciepłą wodę, magazynowaną w zasobniku. Podstawą sprawnego działania całego systemu jest odpowiednia izolacja termiczna, wykonywana z wełny mineralnej.

Kolektory słoneczne próżniowe

Z kolei w kolektorach próżniowych, absorber nie stanowi zwartej całości, ale jest podzielony na elementy umieszczane w oddzielnych, próżniowych rurach. Każda z rur połączona jest szyną zbiorczą, w której krąży czynnik cieplny, przekazujący ciepło pobrane ze słońca na wodę magazynowaną w wymienniku.

Czym jest stagnacja kolektorów?

W sytuacji, gdy przez dłuższy okres solary nie oddają ciepła do wody, przy intensywnym nasłonecznieniu może dojść do zjawiska stagnacji lub rozciekania. Tego typu usterki nie przytrafią się właścicielom paneli fotowoltaicznych, ponieważ są to zupełnie inne instalacje.

Solar a fotowoltaika: jak działają panele PV?

Aby wiedzieć, czym się różnią solary od fotowoltaiki, trzeba również poznać metodę działania instalacji PV. Panele słoneczne wykonane m.in. z krzemu, pochłaniają energię słoneczną, przekształcając ją na prąd elektryczny. Uzyskana w ten sposób energia może zostać wykorzystana do zasilania wszelkiego rodzaju instalacji i urządzeń elektrycznych, w domu, biurze, zakładzie przemysłowym lub gospodarstwie rolnym. Jak więc widać, skala użyteczności fotowoltaiki jest znacznie szersza, niż ma to miejsce w przypadku kolektorów słonecznych, które służą głównie do produkcji ciepłej wody użytkowej.

Za dostosowanie parametrów energii elektrycznej produkowanej przez panele odpowiedzialny jest inwerter, będący kolejnym, obowiązkowym elementem każdej instalacji. Popularnie nazywany również falownikiem, przemienia prąd stały na zmienny, czyli taki, który płynie w gniazdkach domowych instalacji. Co bardzo ważne, instalacja fotowoltaiczna działa nie tylko w słoneczne dni, ale przez cały rok – także wtedy, gdy słońca jest mniej. Wyprodukowane latem nadwyżki energii, prosument odprowadza do zakładu energetycznego, by w miesiącach jesienno-zimowych, gdy fotowoltaika pracuje z mniejszą wydajnością, móc „odebrać” część zmagazynowanych zapasów, znacznie obniżając wysokość rachunków za prąd.

Rodzaje paneli fotowoltaicznych

Stawiając pytanie: solary czy fotowoltaika, warto – podobnie jak w przypadku kolektorów słonecznych – skupić się również na dostępnych w sprzedaży rodzajach modułów PV. Te dzielą się na monokrystaliczne oraz polikrystaliczne.

Panele monokrystaliczne

Jak sama nazwa wskazuje, produkowane są z monokryształów krzemu i mogą mieć kolor od ciemnoniebieskiego do czarnego. Powstają przez cięcie kryształu krzemowego i mają charakterystyczne, ścięte narożniki. Wyróżniają je dobra odporność na uszkodzenia mechaniczne, skrajne temperatury oraz wysoka wydajność.

Polikrystaliczne panele PV

Ten typ paneli produkowany jest z polikrystalicznego krzemu, powstającego z licznych monokryształów. Charakteryzuje go jasnoniebieska barwa oraz widoczne krawędzie kryształów. Ogniwa natomiast, mają kształt kwadratu. Polikrystaliczne panele fotowoltaiczne uznawane są za mniej efektywne i bardziej podatne na wysokie temperatury. Cieszą się jednak popularnością ze względu na fakt, iż są tańsze od modułów monokrystalicznych.

Wspominając o budowie paneli fotowoltaicznych warto zwrócić uwagę na wykorzystanie krzemu. Prekursorem procesu syntezy czystego krzemu jest Tetrachlorek krzemu, dlatego przypisuje mu się wykorzystanie w branży fotowoltaicznej. Grupa PCC w swoim portfolio produktowym posiada ofertę Tetrachlorku krzemu oraz Tetrachlorku krzemu ultraczystego. Szczególną uwagą cieszy się Tetrachlorek ultraczysty, gdzie deklarowana czystość produktu wynosi 99,9999%. Gwarantowana czystość pozwala uzyskać jeszcze wyższą jakość syntezowanego krzemu.

Działanie instalacji fotowoltaicznej jest skomplikowane wyłącznie w teorii. Panel fotowoltaiczny składa się z ogniwa fotowoltaicznego, ramy, specjalnego szkła oraz folii. Konstrukcja panelu jest więc relatywnie prosta.

Panele fotowoltaiczne vs kolektory słoneczne – zalety i wady

Porównując ze sobą takie technologie jak solary i fotowoltaika, warto zadać sobie pytanie o korzyści oraz słabe strony obu tych rozwiązań. Jak już wiesz, kolektory słoneczne nie są tak uniwersalne, jak instalacje fotowoltaiczne, które pozwalają nie tylko podgrzewać wodę, ale także zasilać rozmaite urządzenia elektryczne darmowym prądem ze słońca.

Zalety systemów fotowoltaicznych:

• pracują przez cały rok,
• umożliwiają uzyskanie niezależności energetycznej,
• nie wymagają skomplikowanej obsługi,
• ich wybór daje możliwość uzyskania dofinansowania,
• są ekologicznym, odnawialnym źródłem energii,
• pozwalają obniżyć wysokość rachunków za prąd.

Wady fotowoltaiki:

• wydajność instalacji zależna od nasłonecznienia,
• początkowy, wysoki koszt inwestycji,
• produkcja prądu tylko w ciągu dnia,
• konieczność wygospodarowania odpowiedniej przestrzeni do instalacji,
• opłacalność uzależniona od regulacji prawnych.

Zalety kolektorów słonecznych:

• możliwość przygotowania ciepłej wody bez konieczności uruchamiania instalacji grzewczej,
• wspomaganie systemu centralnego ogrzewania,
• energooszczędność,
• bezobsługowość i komfort eksploatacyjny.

Wady kolektorów słonecznych:

• sprawdzają się głównie przy podgrzewaniu c.w.u.,
• produkują ciepło wyłącznie w słoneczne dni,
• wysoki początkowy koszt inwestycji,
• ryzyko stagnacji lub rozciekania solarów przy niedostatecznym odbiorze ciepła przez c.w.u.

Solary a panele fotowoltaiczne – koszty zakupu i eksploatacji

Kolejnym etapem porównania: panele fotowoltaiczne vs kolektory słoneczne jest oczywiście kwestia kosztów eksploatacji systemów. W obu przypadkach należy liczyć się z kosztem początkowym, choć w przypadku solarów, jest on zazwyczaj niższy niż przy fotowoltaice. Ostateczny koszt inwestycji zależy od wielu czynników, m.in.: rodzaju i liczby zastosowanych ogniw, łącznej mocy instalacji fotowoltaicznej, czy ilości ciepła, jaką ma dostarczyć kolektor słoneczny. Warto pamiętać, że kolektory płaskie są tańsze niż próżniowe, a panele polikrystaliczne kosztują mniej od ogniw monokrystalicznych.

Choć oba systemy są praktycznie bezobsługowe, do kosztów eksploatacyjnych należy zaliczyć nakłady an coroczne przeglądy instalacji, ich konserwacje, wymianę zużytych ogniw lub akumulatorów. Z punktu widzenia ekonomii w obu przypadkach kluczowy jest okres, po których następuje zwrot z inwestycji. W zależności od rodzaju instalacji oraz tego, czy jej zakup został wsparty zewnętrzną dotacją, inwestycja w solary i fotowoltaikę może zwrócić się zarówno po kilku, jak i dopiero po kilkunastu latach.

Dla kogo solary, a dla kogo fotowoltaika?

Wiesz już, czym się różni fotowoltaika od solarów, znasz także wady i zalety obu rozwiązań. Czas zastanowić, się, kiedy odpowiednim wyborem będą kolektory słoneczne, a kiedy lepiej postawić na instalację fotowoltaiczną. Jeśli:

• zależy Ci przede wszystkim na ogrzewaniu ciepłej wody użytkowej,
• szukasz rozwiązania, które wspomoże funkcjonowanie instalacji grzewczej,
• chcesz połączyć system solarny z pompą ciepła lub kotłem kondensacyjnym,

inwestycja w kolektory fotowoltaiczne będzie dobrym pomysłem. Jeżeli natomiast Twoim priorytetem jest chęć uniezależnienia się od dostaw prądu z sieci, chcesz obniżyć wysokość rachunków za energię i poszukujesz ekologicznego, odnawialnego źródła energii, które można wykorzystać na różne sposoby, rozważ inwestycję w domową instalację fotowoltaiczną.

Podsumowanie: fotowoltaika czy solary?

Jak widać, odpowiedź na pytanie: co lepsze – solary czy fotowoltaika, uzależniona jest w dużej mierze od indywidualnych potrzeb każdego inwestora. Kluczowym aspektem przy podejmowaniu decyzji jest szczegółowe określenie sposobu eksploatacji instalacji solarnej, ale również analiza korzyści w stosunku do poniesionych nakładów. Instalacja kolektorów słonecznych umożliwia przygotowywanie ciepłej wody latem, bez konieczności eksploatowania urządzeń grzewczych. Z kolei domowa instalacja fotowoltaiczna pozwala przez cały rok korzystać z prądu oraz magazynować nadwyżki wyprodukowanej energii w sieci. Niezależnie od tego, na co ostatecznie postawisz, wybór powinien być gruntownie przemyślany.