Wiedza na temat fotowoltaiki i instalacji fotowoltaicznych

Alternatywne źródła energii są w naszym kraju coraz bardziej popularne. Panele fotowoltaiczne lub słoneczne można spotkać na coraz większej ilości (przede wszystkim) nowych domów, gdzie ich instalacja planowana jest jeszcze w fazie projektu domu. Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że panele słoneczne i fotowoltaiczne są tym samym. Nic bardziej mylnego. Różnica między nimi jest ogromna. Oto wszystkie niezbędne informacje o panelach słonecznych.


Wyceń swoją instalację w 2 minuty!

Panele słoneczne – co to takiego?

Niezwykle często mylone są z fotowoltaicznymi, a to ogromny błąd. Panele słoneczne z fotowoltaiką łączy jedynie źródło energii – promienie słoneczne. Różnią się jednak zarówno wyglądem, jak i zasadą działania. Z daleka na dachu można nie rozpoznać, czy to fotowoltaika, czy panele słoneczne. Jednak z bliska różnicę już widać.

Ponadto podstawowa różnica między nimi jest taka, że panele fotowoltaiczne przetwarzają promienie słoneczne na prąd, który jest magazynowany, a panele słoneczne na ciepło, które magazynowane nie jest i musi być zużywane na bieżąco, na przykład do ogrzewania wody. Panele słoneczne nazywane są inaczej panelami solarnymi lub kolektorami słonecznymi.

Panele słoneczne – zasada działania

Zasada działania paneli słonecznych jest prosta. Pobierają one promienie słoneczne za pomocą zamontowanych na nich absorberów i zamieniają je w ciepło. Następnie ciepło to jest transportowane poprzez czynnik grzewczy, którym może być woda lub wybrany niezamarzający płyn (np. glikol) do zasobnika. Ciepło z paneli słonecznych wykorzystywane jest przede wszystkim do ogrzewania wody, ale może również dodatkowo ogrzewać pomieszczenie. Można też wykorzystać je do podgrzewania wody w basenach lub  do ciepła technologicznego.

Najczęściej stosowane są cieczowe kolektory płaskie i próżniowe. Schemat najprostszej instalacji do ogrzewania wody dla domu jednorodzinnego obejmuje od jednego do czterech paneli solarnych, regulator włączający pompę obiegu przy właściwej różnicy temperatur pomiędzy wyjściem z panelu a zbiornikiem, pompę, naczynie przeponowe (kompensuje rozszerzalność temperaturową czynnika), zbiornik na wodę z dwiema wężownicami lub płaszczami grzejnymi oraz dodatkowe źródło ciepła. Może to być kocioł, pompa ciepła, instalacja LPG lub kominek z płaszczem wodnym. Dodatkowe źródło ciepła umożliwia uniezależnienie się od warunków atmosferycznych, co jest szczególnie istotne zimą, kiedy słońca jest mało.

Fotowoltaika działa bez znaczenia, czy jest słońce, czy nie. Panele słoneczne działają tylko wtedy, gdy jest słońce, ponieważ nie magazynują ciepła. Ponadto mogą być zamontowane jedynie na dachu, w nasłonecznionym miejscu, najlepiej w kierunku południowym, podczas gdy fotowoltaikę można zamontować również w instalacji naziemnej.

Różnice pomiędzy systemami - fotowoltaika a panele słoneczne

Różnic między obydwoma systemami jest więc bardzo dużo. Panele słoneczne najlepiej sprawdzą się w miesiącach wiosenno – letnich, czyli od kwietnia do września. To sprawia, że nadadzą się do domów, w których woda ogrzewana jest ciepłem pochodzącym np. z palenia w tradycyjnym piecu czy kominku będącym również źródłem ogrzewania wnętrz. Wiosną i latem ze względu na brak potrzeby ogrzewania nie pali się w piecach, co powoduje w takiej sytuacji również brak ciepłej wody. Wtedy można korzystać z ciepła generowanego przez kolektory. Z ich pomocą można też podgrzać wodę w basenie, a woda, która odda już swoje ciepło, może zostać zastosowana nawet do schładzania pomieszczeń w czasie letnich upałów.

Rodzaje paneli słonecznych

Kolektory dzielą się na płaskie, próżniowe, próżniowo – rurowe, skupiające i specjalne. Panele płaskie mogą być cieczowe, gazowe lub dwufazowe. Płaski kolektor składa się z przezroczystego pokrycia wykonanego zwyczajowo ze szkła strukturalnego, absorbera, który jest blachą miedzianą pokrytą powłoką selektywną, wymiennika ciepła w postaci miedzianych rurek przylutowanych do absorbera oraz izolacji z wełną mineralną.

Czas stosowania kolektorów

Większość kolektorów można stosować nawet przez 25 lat. Najczęściej montowane są w domach, gdzie zapotrzebowanie na wodę wpływa znacznie na wysokość rachunków za energię. Można je wykorzystywać także do ogrzewania pomieszczeń w sytuacjach, gdy dom znajduje się poza zasięgiem sieci czy gdy występują przerwy w dostawie energii.

Kolektor próżniowo – rurowy złożony jest z kolei z rur próżniowych, w których absorber jest w próżni, dzięki czemu panel lepiej działa w takich szerokościach geograficznych jak nasza. Absorpcja ciepła nie jest już tak zależna od panującej temperatury, dzięki czemu zyski ciepła można osiągać nawet w zimowe słoneczne dni. Niektóre z tych kolektorów mają także jeszcze zwierciadło, które doświetla absorber od strony odsłonecznej. Wszystko zależy od producenta. Duża część kolektorów może być użytkowana nawet przez 20 lat. Mają one trochę większą wydajność niż płaskie, ale w związku z technologią wykonania ich instalacja jest droższa. Niestety nie są bez wad, gdyż chociażby nie są tak wytrzymałe na grad czy opady śniegu zimą.

Nie istnieje wtedy opcja użycia odwróconego obiegu, by rozmrozić kolektor i usunąć z niego śnieg. Rozwiązanie takie dostępne jest tylko w przypadku kolektorów płaskich. Kolektory płaskie i próżniowe są w stanie dostarczyć do 60% ciepła do ogrzewania wody użytkowej w trakcie 365 dni. Próżniowe wymagają w dodatku mniejszej powierzchni montażowej. Taką samą wydajność, jak kolektorów płaskich na powierzchni 5 metrów kwadratowych uzyska się z kolektora próżniowego mającego 3 metry kwadratowe powierzchni.

Kolektory skupiające z kolei posiadają zakrzywione zwierciadło, które odbija promienie słoneczne i nakierowuje je na absorber, który jest także wymiennikiem ciepła. Celność zwierciadła zależy od tego, gdzie padają promienie słoneczne. Oznacza to, że w celu utrzymania wysokiej sprawności przez cały dzień, kolektor musi poruszać się tak samo, jak pozornie porusza się słońce. To niestety zwiększa koszty jego montażu oraz utrzymania.

Wielkość i rozmiar paneli słonecznych

Wielkość kolektorów słonecznych to ważny czynnik dla ich wydajności. Interesują Cię panele słoneczna na ciepłą wodę? Wybierając panele solarne, należy wziąć pod uwagę to, jak dużą powierzchnię mamy do zagospodarowania na dachu, a także wielkość zapotrzebowania na ciepłą wodę w domu. W przypadku dachu najlepiej brać pod uwagę stronę południową. Trzeba także pamiętać o obecności na dachach kominów czy anten telewizyjnych, które rzucają cień i mogą zasłaniać słońce, przez co promienie nie dotrą równomiernie do paneli, a to będzie miało duży wpływ na ich wydajność.

Jak obliczyć powierzchnię kolektorów?

Niezbędną powierzchnię kolektorów można w prosty sposób obliczyć, biorąc pod uwagę stałe, roczne zużycie energii na ogrzewanie wody. W przeciętnych domach jednorodzinnych wystarczają zazwyczaj kolektory o powierzchni 5 metrów kwadratowych. W przypadku niektórych rodzajów kolektorów wystarczy nawet 4 metry kwadratowe. Trudno jednak podać w ten sposób orientacyjne wymiary kolektorów słonecznych wspomagających ogrzewanie, gdyż należy tutaj uwzględnić kilka istotnych parametrów, w tym temperaturę w układzie ogrzewania czy przewodność cieplną budynku.

Moc kolektorów słonecznych

Moc kolektorów słonecznych zależy od dwóch czynników, a mianowicie od wartości natężenia promieniowania słonecznego, a także wymaganej temperatury jego pracy. Do wyliczenia niezbędnej mocy kolektora należy wziąć pod uwagę następujące parametry:

  • powierzchnię apertury;
  • sprawność optyczną;
  • współczynnik strat a1;
  • współczynnik strat a2;

Moc grzewczą kolektora oblicza się jako różnicę między iloczynem wartości natężenia promieniowania słonecznego i sprawnością optyczną oraz iloczynami współczynników strat  i różnicy między temperaturą kolektora, oraz temperaturą otoczenia. Temperatura kolektora obliczana jest jako średnia arytmetyczna temperatury wlotu oraz wylotu czynnika grzewczego. Natężenie promieniowania natomiast zależy od zachmurzenia.


Wpisz swój adres i otrzymaj darmową wycenę!


Wartości natężenia

Na terenie Polski przyjmuje się trzy rodzaje wartości natężenia. Pierwsza to 740 W na metr kwadratowy przyjmowana przy bezchmurnym niebie. Druga zaś to 600 W na metr kwadratowy przy słonecznej pogodzie z lekkim zachmurzeniem lub zamgleniem. Trzecia natomiast to z kolei 400 W na metr kwadratowy przy całkiem zachmurzonym niebie. Wyliczenia te pomogą określić moc kolektorów słonecznych przy różnych warunkach pogodowych, co z kolei pomoże dobrać ich właściwą powierzchnię. Należy pamiętać o tym, aby nie mylić natężenia promieniowania słonecznego z ilością ciepła, jaka może zostać przejęta w ciągu roku przez kolektor. Ilość tego ciepła jest różna w zależności od regionu Polski.

Montaż paneli słonecznych

Przede wszystkim należy pamiętać, że panele słoneczne mogą być montowane tylko i wyłącznie na dachu. Wydają się mniej skomplikowane niż fotowoltaiczne, jednak powinny być montowane przez profesjonalnego i doświadczonego instalatora. Wybór dobrej firmy i instalatora to połowa drogi do sukcesu. Wystarczą bowiem nawet niewielkie błędy popełnione przy instalacji, aby obniżyć jej wydajność i żywotność. Na przykład do wykonania połączeń hydraulicznych w obiegu cieczy solarnej powinny być użyte tylko i wyłącznie rurki miedziane lub ze stali nierdzewnej. Zabronione wręcz jest stosowanie rurek z tworzyw sztucznych.

Należy też zadbać o prawidłową izolację rur, gdyż nieprawidłowa może spowodować straty ciepła. Najczęściej izolacja jest wykonywana z otuliny kauczukowej, odpornej na wysokie temperatury. Trzeba też pamiętać o tym, by po uruchomieniu instalacji sprawdzić i ewentualnie skorygować wszystkie nastawy regulatora. Pompa obiegu solarnego powinna zostać włączona w momencie przekroczenia w kolektorach nastawionej temperatury w zasobniku.

Panel słoneczny do basenu? Latem nadmiar ciepła powinien zostać odprowadzony do basenu, instalacji centralnego ogrzewania bądź innego odbiornika. Ponadto instalacja solarna tak samo, jak fotowoltaiczna wymaga okresowej kontroli serwisowej. Przynajmniej raz w roku powinno być sprawdzane ciśnienie robocze w instalacji solarnej, jak również w przestrzeni gazowej naczynia wzbiorczego. Nie może dojść do żadnego spadku ciśnienia. Konstrukcja mocująca kolektory również powinna być okresowo kontrolowana.

Panele słoneczne – cena

Ile kosztują panele słoneczne? Koszty instalacji kolektorów słonecznych są nieco niższe niż paneli fotowoltaicznych. Instalacja w domu, w którym mieszkają cztery osoby, będzie kosztowała około 10-12 tysięcy złotych. Przy tym panele solarne mają od 10 do 25 lat gwarancji, a okres ich działania to 20-40 lat. Inwestycja powinna zwrócić się po około 10 latach. To, ile zapłacimy, zależy oczywiście od zastosowanych rozwiązań. Im lepiej dopasowane są do naszych potrzeb, tym więcej zyskamy.

Kolektory próżniowo – rurowe cieszą się dobrą opinią ze względu na efektywność nawet w mniej słoneczne i zimowe dni. Należy zwrócić uwagę na to, że są one dużo droższe od płaskich, a także częściej ulegają uszkodzeniom. Czas zwrotu z inwestycji sprzężony jest z kosztami wcześniej stosowanego sposobu ogrzewania wody. Im był on droższy, tym korzystniej wypadają panele słoneczne. Bardzo istotna jest również skala zużycia. Im większa jest rodzina i większe zużycie ciepłej wody, tym szybciej można odczuć mniejsze wydatki związane z ogrzewaniem wody. Mniej korzystne kolektory słoneczne będą więc dla osób samotnych czy par.

Panele słoneczne a fotowoltaiczne – co wybrać?

Jak wiadomo, panele słoneczne służą tylko do produkcji ciepła, którym można ogrzać wodę w domu lub wspomóc ogrzewanie pomieszczeń. Fotowoltaika zaś „przerabia” promienie słoneczne na prąd. Tutaj mamy więc dodatkowe źródło energii elektrycznej, z którego możemy zasilać oświetlenie i wszelkie inne urządzenia, a przez to sporo zaoszczędzić na rachunkach za prąd. Panele słoneczne zaś, w zależności od stosowanego przed montażem sposobu ogrzewania wody mogą obniżyć rachunki nie tylko za prąd, ale też np. za gaz, jeśli to on ogrzewał nam wodę. Fotowoltaika działa też w czasie pochmurnych i chłodnych dni, zaś wydajność paneli solarnych w takim czasie nieco spada. Pamiętać należy też, że fotowoltaika umożliwia magazynowanie energii i oddawanie nadwyżek, natomiast panele solarne nie magazynują ciepła.

Położenie instalacji fotowoltaicznej

Ważny jest także aspekt położenia obu instalacji. Kolektory słoneczne można zamontować tylko i wyłącznie na dachu, na wysokości minimum 3 metrów nad ziemią. Dodatkowo należy pamiętać, że najpopularniejsze kolektory płaskie mogą być zamontowane tylko na dachu o nachyleniu przynajmniej 25 stopni. Nie mogą więc być montowane na płaskim dachu. Panele fotowoltaiczne można montować zaś zarówno na dachu, jak i w formie instalacji naziemnej na specjalnym rusztowaniu.

Plusy i minusy

Oba źródła pozyskiwania energii są ekologiczne i darmowe (choć trzeba zapłacić za montaż, nie płacimy już za uzyskiwaną energię). Są także bezpieczne i względnie stałe uniezależniając nas od dostawców innych źródeł energii, takich jak prąd czy gaz. Warto pamiętać o tym, że kolektory słoneczne bardziej opłacają się w przypadku większych domów, w których mieszka więcej osób. Kolektory słoneczne są też nieco bardziej awaryjne, stąd konieczność wykonywania regularnych okresowych przeglądów, co także niestety wiąże się z dodatkowymi kosztami. W sytuacji, gdy kolektory przez określony czas nie oddadzą nadmiaru ciepła do cieczy w zasobniku, może to doprowadzić do awarii. Jest to nazywane stagnacją. Może dochodzić również do rozciekania. Tego typu awarii nie uświadczymy w przypadku instalacji fotowoltaicznych.

Co jest dla Ciebie lepsze?

Korzyści wynikające z instalacji fotowoltaicznej wydają się większe, zwłaszcza że wytwarza ona prąd i pozwala go w dodatku magazynować czy odsprzedawać nadwyżki. Wydaje się więc, że lepszym rozwiązaniem jest fotowoltaika, choć inwestycja w nią jest bardziej kosztowna niż w panele słoneczne. Co będzie dla nas lepsze? To zależy od wielkości naszego domu, liczby mieszkających w nim osób czy zużycia ciepłej wody i prądu. Na pewno obie instalacje sprawdzą się lepiej w domach, gdzie mieszkają duże rodziny. Single czy bezdzietne małżeństwa nie generują aż tak dużego zużycia prądu, czy ciepłej wody i nie płacą bardzo dużych rachunków. Dla nich instalacja nie przyniesie tak dużych zysków.

Instalacja fotowoltaiczna wydaje się lepszym rozwiązaniem od paneli słonecznych, mimo że to droższa inwestycja, ponieważ ceny montażu zaczynają się od 18 tysięcy złotych, a kończyć mogą nawet na kilkudziesięciu. Jednak można skorzystać z dostępnych w zależności od regionu, w którym się mieszka dotacji, dofinansowań czy ulg, które pozwolą zmniejszyć kwotę do zapłacenia z własnej kieszeni.

Wszystko jednak zależy od potrzeb. Jeśli komuś wystarczy tylko darmowa ciepła woda, może zainstalować kolektory słoneczne. Jeśli jednak zależy nam na darmowym prądzie, musimy zainstalować fotowoltaikę. Znaczenie mają też możliwości montażowe – rodzaj i ilość miejsca dachu czy dostępność gruntu dla fotowoltaiki, jeśli montaż na dachu jest niemożliwy. Czynników jest wiele i ostateczne podjęcie decyzji powinno być dokładnie przemyślane.


Wyceń swoją instalację w 2 minuty!
Pomyślnie zasubskrybowałeś Blog - Wszystko o fotowoltaice | Otovo.pl
Witaj ponownie! Pomyślnie zalogowano.
Świetnie! Pomyślnie zarejestrowano.
Twój link wygasł
Sukces! Sprawdź swój e-mail i kliknij link, aby zakończyć logowanie.