Фотоэлектрические панели и солнечные коллекторы – отличия

Объясняем, почему такое мышление ошибочно. В этой статье мы сосредоточимся на сходствах и, прежде всего, различиях между фотоэлектрическими технологиями и солнечными коллекторами. Узнайте, как работают обе системы, раскройте секреты их устройства и работы и проверьте, что лучше: солнечные коллекторы или фотоэлектрическая установка?

фотоэлектрическая установка и солнечные коллекторы – отличия и сходства

Во-первых, давайте рассмотрим сходство между фотоэлектрическими панелями и солнечными коллекторами. Многие путают их между собой, потому что обе установки размещают на крышах зданий или на земле, используя специально подготовленные конструкции. Обе системы также используют солнечную энергию.

В чем разница между фотовольтаикой и солнечными коллекторами?

Однако на этом сходство заканчивается, ведь солнечное тепло поглощается обеими установками совершенно для разных целей. Основной целью установки фотоэлектрических панелей является преобразование солнечной энергии в электричество, а солнечные коллекторы предназначены для преобразования солнечного излучения в тепло. По этой причине эти решения не конкурируют друг с другом, а, наоборот, могут дополнять друг друга.

Как работают солнечные коллекторы?

Вы уже знаете, чем фотоэлектрические панели отличаются от солнечных коллекторов — теперь пришло время взглянуть на конструкцию обеих этих систем. Солнечные коллекторы поглощают солнечное излучение, которое поступает в поглотитель, передающий энергию среде, обычно водно-гликолевому раствору. Среда передает тепло теплообменнику в виде горячей воды. Как и в случае с фотоэлектрическими системами, популярные солнечные коллекторы работают наиболее эффективно, когда они обращены на юг. Однако, в отличие от фотоэлектрических панелей, солнечные коллекторы имеют существенное ограничение, заключающееся в том, что они работают только при ярком свечении солнца, что связано со значительными потерями тепла в холодные и пасмурные дни.

Виды коллекторов

В настоящее время на рынке преобладают два основных типа солнечных коллекторов: плоские и вакуумные. Из-за сложившихся климатических условий в нашей стране и первый, и второй тип солнечных коллекторов наиболее эффективны в период с апреля по начало октября, когда солнечный свет наиболее интенсивен.

Плоские солнечные коллекторы

Снаружи плоские фотоэлектрические коллекторы немного напоминают фотоэлектрические панели, потому что элемент, поглощающий солнечную энергию, имеет форму плоской металлической пластины. Внизу она соединена с системой труб, по которой циркулирует горячая вода, хранящаяся в резервуаре. Основой эффективной работы всей системы является соответствующая теплоизоляция из минеральной ваты.

Вакуумные солнечные коллекторы

С другой стороны, в вакуумных коллекторах поглотитель не представляет собой целостность, а разделен на элементы, помещенные в отдельные вакуумные трубки. Каждая из труб соединена шиной, в которой циркулирует теплоноситель, передающий тепло, полученное от солнца, воде, хранящейся в теплообменнике.

Что такое стагнация коллекторов?

В ситуации, когда солнечные коллекторы не отдают тепло воде в течение длительного периода, при интенсивном солнечном свете может возникнуть явление застоя тепла. Такой неполадки не произойдет с фотоэлектрическими панелями, так как это совершенно разные установки.

Солнечные коллекторы и фотоэлектрическая установка: как работают фотоэлектрические панели?

Чтобы знать, в чем разница между солнечными коллекторами и фотовольтаикой, вам также необходимо знать принцип работы фотоэлектрической установки. Солнечные панели, изготовленные, в частности, из кремния, поглощают солнечную энергию, преобразуя ее в электричество. Полученную таким образом энергию можно использовать для питания всевозможных электроустановок и устройств, дома, офиса, промышленного предприятия или фермы. Как видите, назначение фотовольтаики намного шире, чем у солнечных коллекторов, которые в основном используются для производства горячей воды для бытовых нужд.

За регулировку параметров электроэнергии, вырабатываемой панелями, отвечает инвертор, который является еще одним обязательным элементом каждой установки. Также известный как электрический преобразователь, он преобразует постоянный ток в переменный, т.е. тот, который течет в розетках бытовых установок. Что немаловажно, фотоэлектрическая установка работает не только в солнечные дни, но и круглый год – даже когда мало солнечного света. Излишки энергии, произведенной летом, просьюмер передает энергетической компании, чтобы в осенние и зимние месяцы, когда фотоэлектрические установки работают с меньшей эффективностью, чтобы «получить обратно» часть накопленных запасов, значительно уменьшая сумму счетов за электроэнергию.

Виды фотоэлектрических панелей

Задавая вопрос: солнечные коллекторы или фотоэлектрическая установка, стоит – как и в случае с солнечными коллекторами – также ориентироваться на типы фотоэлектрических модулей, доступных в продаже. Они делятся на монокристаллические и поликристаллические.

Монокристаллические панели

Как следует из названия, они сделаны из монокристаллов кремния и могут иметь цвет от темно-синего до черного. Они созданы путем резки кристалла кремния и имеют характерные срезанные углы. Их отличает хорошая устойчивость к механическим повреждениям, перепадам температур и высокая производительность.

Поликристаллические фотоэлектрические панели

Этот тип панелей изготовлен из поликристаллического кремния, состоящего из множества монокристаллов. Он характеризуется светло-синим цветом и видимыми краями кристаллов. Ячейки, однако, имеют форму квадрата. Поликристаллические фотоэлектрические панели считаются менее эффективными и более восприимчивыми к высоким температурам. Однако они популярны благодаря тому, что дешевле монокристаллических модулей.

Говоря о конструкции фотоэлектрических панелей, стоит обратить внимание на использование кремния. Прекурсором процесса синтеза чистого кремния является тетрахлорид кремния, поэтому ему приписывают использование в фотоэлектрической промышленности. Группа РСС в своем продуктовом портфеле предлагает тетрахлорид кремния и сверхчистый тетрахлорид кремния. Особым вниманием пользуется сверхчистый тетрахлорид, где заявленная чистота продукта составляет 99,9999%. Гарантированная чистота позволяет добиться еще более высокого качества синтезируемого кремния.

Работа фотоэлектрической установки сложна только в теории. Фотоэлектрическая панель состоит из фотоэлемента, рамы, специального стекла и фольги. Таким образом, конструкция панели относительно проста.

Фотоэлектрические панели против солнечных коллекторов – преимущества и недостатки

Сравнивая такие технологии, как солнечные коллекторы и фотоэлектрические панели, стоит задаться вопросом о преимуществах и недостатках обоих этих решений. Как вы уже знаете, солнечные коллекторы не так универсальны, как фотоэлектрические установки, которые позволяют не только нагревать воду, но и питать различные электроприборы бесплатным электричеством от солнца.

Преимущества фотоэлектрических систем:

• работают круглый год,
• содействуют обеспечению энергетической независимости,
• не требуют сложного обслуживания,
• их выбор дает возможность получить дополнительное финансирование,
• являются экологически чистым, возобновляемым источником энергии,
• позволяют уменьшить сумму счетов за электроэнергию.

Недостатки фотовольтаики:

• эффективность установки зависит от инсоляции,
• первоначальные высокие инвестиционные затраты,
• производство электроэнергии только днем,
• необходимость найти подходящее место для установки,
• рентабельность зависит от правовых норм.

Преимущества солнечных коллекторов:

• возможность приготовления горячей воды без необходимости запуска системы отопления,
• поддержка системы центрального отопления,
• энергоэффективность,
• неприхотливость в обслуживании и удобство эксплуатации.

Недостатки солнечных коллекторов:

• работают в основном для нагрева горячей воды для бытовых нужд,
• производят тепло только в солнечные дни,
• первоначальные высокие инвестиционные затраты,
• риск застоя или протечки солнечных коллекторов при недостаточном приеме тепла водой

Солнечные коллекторы и фотоэлектрические панели – покупка и эксплуатационные расходы

Следующий этап сравнения: фотоэлектрические панели против солнечных коллекторов – это, конечно же, вопрос эксплуатационных расходов систем. В обоих случаях следует учитывать первоначальную стоимость, хотя в случае с солнечными коллекторами она обычно ниже, чем в случае с фотовольтаикой. Окончательная стоимость инвестиции зависит от многих факторов, включая тип и количество используемых ячеек, общую мощность фотоэлектрической установки или количество тепла, которое должен обеспечить солнечный коллектор. Стоит помнить, что плоские коллекторы дешевле вакуумных, а поликристаллические панели стоят дешевле монокристаллических ячеек.

Хотя обе системы практически не требуют обслуживания, в эксплуатационные расходы входят затраты на ежегодные осмотры установок, их техническое обслуживание и замену изношенных элементов или батарей. С точки зрения экономии в обоих случаях ключевым фактором является срок, по истечении которого происходит окупаемость инвестиций. В зависимости от вида установки и того, была ли ее покупка поддержана внешним финансированием, вложения в солнечные коллекторы и фотовольтаику могут окупиться как через несколько лет, так и только через десятки лет.

Для кого солнечные коллекторы, а для кого — фотоэлектрические панели?

Вы уже знаете, чем фотогальваника отличается от солнечных коллекторов, а также разбираетесь в преимуществах и недостатках обоих решений. Пришло время задуматься, когда солнечные коллекторы будут правильным решением, а когда лучше выбрать фотоэлектрическую установку. Если:

• вы в первую очередь заботитесь о нагреве горячей воды для бытовых нужд,
• вы ищете решение, которое будет поддерживать функционирование системы отопления,
• вы хотите объединить солнечную систему с тепловым насосом или конденсационным котлом,

инвестирование в фотоэлектрические коллекторы будет хорошей идеей. Если, с другой стороны, вашим приоритетом является желание стать независимым от электроснабжения из сети, вы хотите уменьшить сумму счетов за электроэнергию и ищете экологический, возобновляемый источник энергии, который можно использовать различными способами, рассмотрите возможность инвестирования в домашнюю фотоэлектрическую установку.

Подведение итогов: фотоэлектрические панели или солнечные коллекторы?

Как видите, ответ на вопрос, что лучше – солнечные коллекторы или фотоэлектрические панели, во многом зависит от индивидуальных потребностей каждого инвестора. Ключевым аспектом при принятии решения является детальное определение способа эксплуатации солнечной установки, а также анализ пользы по отношению к понесенным затратам. Установка солнечных коллекторов позволяет подготовить горячую воду летом без необходимости использования отопительных приборов. С другой стороны, домашняя фотоэлектрическая установка позволяет использовать электроэнергию в течение всего года и хранить излишки энергии в сети. Независимо от того, что вы в конечном итоге выберете, выбор должен быть тщательно продуман.