Panele solarne (kolektory słoneczne) a panele fotowoltaiczne – różnice i podobieństwa

panele solarne a fotowoltaika

Pozyskiwanie czystej energii ze słońca z roku na rok zyskuje na popularności w Polsce. A panele na dachach domów stały się już rozpoznawalnym elementem przestrzeni w miastach i na wsi. Pomimo tego, wciąż wiele osób myli panele fotowoltaiczne z panelami solarnymi, zwanymi inaczej kolektorami słonecznymi lub solarami. Choć wyglądają podobnie ich działanie i zastosowanie jest całkowicie odmienne.

Zapoznaj się z przeznaczeniem i zasadami działania modułów fotowoltaicznych oraz kolektorów słonecznych, aby nie popełnić kosztownej pomyłki inwestując w instalację, która nie będzie odpowiadała Twoim potrzebom.

 

Panele fotowoltaiczne – zastosowanie i budowa

Instalacja fotowoltaiczna służy do produkcji prądu, czyli przekształca energię słoneczną w energię elektryczną.  Promienie słoneczne padają na panel fotowoltaiczny zbudowany z półprzewodników (najczęściej krzemu) tworzących fotoogniwa. Pod wpływem energii ze słońca w fotoogniwach zachodzi proces wytwarzania ładunków elektrycznych przesyłanych następnie w postaci prądu stałego (DC) do inwertera.

Głównym zadaniem inwertera jest przekształcenie prądu stałego w prąd zmienny (AC), który jest przesyłany do gniazdek elektrycznych w budynku. Oprócz paneli (modułów) fotowoltaicznych i inwertera, instalacja PV składa się także z odpowiedniego okablowania, licznika dwukierunkowego w przypadku instalacji podłączonej do sieci energetycznej oraz magazynu energii (akumulatora) dla instalacji niezależnej.

Wyprodukowana przez instalację fotowoltaiczną energia elektryczna może być wykorzystana do zasilania wszelkich urządzeń elektrycznych, w tym także grzejników zapewniających ciepło w budynku.

Co ważne, wyprodukowaną przez instalację fotowoltaiczną energię elektryczną możemy magazynować i wykorzystać ją, gdy nasze zapotrzebowanie na prąd przekracza bieżące możliwości produkcyjne instalacji PV, na przykład zimą. Prąd magazynujemy w sieci energetycznej (instalacja on-grid) lub we własnym magazynie energii (instalacja off-grid).

Fotowoltaika to przede wszystkim duże oszczędności na rachunkach za prąd, stąd tak duża popularność tego typu ekologicznej instalacji energetycznej.

 

Panele solarne – zastosowanie i budowa

Wiemy już, że panele fotowoltaiczne służą do produkcji czystej energii elektrycznej, w takim razie jakie jest przeznaczenie kolektorów słonecznych?

Solary służą do produkcji ciepła. Absorbery pokrywające panele solarne pochłaniają energię słoneczną i zamieniają ją na energię cieplną. Energia ta jest następnie przesyłana za pomocą czynnika grzewczego (wody lub niezamarzającego płynu, zwykle glikolu) do zasobnika.

Ciepło pozyskiwane ze słońca poprzez kolektory słoneczne wykorzystujemy głównie do podgrzania wody w budynku. Co ważne, nadmiaru pozyskanego ciepła nie można magazynować. Oznacza to, że w lecie, gdy słońce mocno operuje z kranu leci gorąca woda. Jednak w okresie jesienno-zimowym, pozyskane z promieni słonecznych ciepło podgrzeje wodę tylko do 10 – 30 stopni C. Temperatura wody jest, więc uzależniona od intensywności i czasu padania promieni słonecznych na powierzchnię solarów.

Panele solarne, aby spełniały swą rolę pozyskiwania ciepła ze słońca muszą być zainstalowane na dachu budynku, co najmniej 3 metry od gruntu. A najbardziej popularne, płaskie kolektory słoneczne wymagają nachylenia dachu pod kątem minimum 25 stopni.

Solary świetnie sprawdzą się w sytuacji, gdy chcemy zaoszczędzić na rachunkach za energię elektryczną wykorzystywaną do podgrzewania wody w kranach. Dlatego tego typu ekologiczne rozwiązania spotyka się często w domach letniskowych, gdzie nie opłaca się montować pieca na paliwo stałe ze względu na sezonowe wykorzystanie budynku. Kolektory słoneczne zapewnią nam darmowe podgrzanie wody w kranach w okresie letnim.

 

Cechy wspólne fotowoltaiki i kolektorów słonecznych

Pomimo, że panele fotowoltaiczne i solary wytwarzają inny rodzaj czystej energii, to zachodzą między nimi pewne podobieństwa. Przede wszystkim obydwa systemy służą do przekształcania energii ze słońca na użyteczną dla nas postać (energię elektryczną lub cieplną). Ponadto, ilość energii jaką pozyskujemy z obydwu instalacji zależy tych samych czynników:

1.     Intensywności promieniowania słonecznego. Brak słońca oznacza brak energii. Dlatego tak ważne w przypadku fotowoltaiki jest magazynowanie wyprodukowanego prądu. Dzięki temu własną energią elektryczną możemy cieszyć się cały rok. W przypadku solarów jest to niemożliwe, gdyż nie mamy, jak przechować uzyskanego ciepła

2.     Ilości i powierzchni paneli w instalacji. Im więcej paneli i większa ich powierzchnia, tym więcej pozyskamy energii słonecznej do przekształcenia na prąd (ogniwa fotowoltaiczne) lub na ciepło (solary).

3.     Umiejscowienia względem stron świata. Optymalnie jest, aby zarówno panele fotowoltaiczne, jak i kolektory słoneczne były skierowane na południe.

4.     Dobrego projektu i prawidłowego podłączenia instalacji. Obydwa rodzaje instalacji nie będą prawidłowo działać, jeśli zostaną źle zaprojektowane lub zastosuje się niskiej jakości materiały. Dlatego bardzo ważne jest, aby wybrać rzetelnego i sprawdzonego wykonawcę.

Koszt inwestycji oraz czas jej zwrotu jest podobny dla obydwu typów instalacji.

 

Różnice między panelami fotowoltaicznymi a panelami solarnymi

Oto kluczowe różnice między instalacją fotowoltaiczną, a instalacją złożoną z paneli solarnych:

1.     Inny rodzaj czystej energii. Panele fotowoltaiczne wytwarzają energię elektryczną, a panele solarne pozyskują ze słońca energię cieplną.

2.     Magazynowanie energii elektrycznej.  Prąd z fotowoltaiki możemy magazynować i wykorzystać w okresach niskiego nasłonecznienia. Energii cieplnej z solarów nie możemy magazynować. Dlatego w zimie musimy posiłkować się dodatkowym źródłem podgrzania wody w kranach.

3.     Umiejscowienie instalacji fotowoltaicznej i solarnej. Panele fotowoltaiczne możemy zamontować zarówno na dachu budynku, jak i na gruncie. Gdy wymagany jest montaż paneli PV pod większym kątem, stosuje się odpowiednie wsporniki.  Z kolei, panele solarne mogą być zamontowane wyłącznie na dachu (minimum 3 metry od gruntu), o nachyleniu co najmniej 25 stopni. A brak możliwości magazynowania energii cieplnej powoduje, że umiejscowienie kolektorów słonecznych względem stron świata odgrywa większą rolę niż w przypadku modułów fotowoltaicznych.

4.     Oszczędności. Na fotowoltaice oszczędzamy na rachunkach za prąd przez cały rok. Panele solarne podgrzewają wodę w kranach do optymalnej temperatury jedynie w miesiącach silnego nasłonecznienia.

5.     Przeznaczenie budynku. Instalacja fotowoltaiczna świetnie sprawdza się w budynkach mieszkalnych oraz firmach i instytucjach, w których przebywamy na co dzień. Dzięki niej niemal nic nie płacimy za prąd. Z kolei, kolektory słoneczne często spotyka się na dachach domów sezonowych, które są zamieszkane jedynie w okresie letnim. Wówczas solary pozwalają zaoszczędzić na energii elektrycznej za pomocą, której podgrzewalibyśmy wodę w kranach.

To, czy zdecydujemy się zainwestować w fotowoltaikę czy w solary zależy przede wszystkim od naszych potrzeb. Jeśli zależy nam jedynie na ciepłej wodzie, warto rozważyć zakup kolektorów słonecznych. Jeśli jednak chcemy zasilać wszystkie urządzenia elektryczne w całym budynku i cieszyć się niskimi rachunkami za prąd przez cały rok, to niewątpliwie lepszym wyborem będzie fotowoltaika.

Dowiedz się więcej o fotowoltaice

Jakie panele fotowoltaiczne wybrać, aby uniknąć problemów?

Wady i zalety instalacji on-grid i off-grid

Jak wybrać firmę fotowoltaiczną, aby nie stracić pieniędzy i nerwów? Część 1.