Panele fotowoltaiczne czy kolektory słoneczne – które rozwiązanie wybrać?

Na etapie projektowania i budowy domu coraz więcej inwestorów podejmuje decyzję o pozyskiwaniu energii ze źródeł odnawialnych. Do takich rozwiązań należą panele fotowoltaiczne i kolektory słoneczne, te z kolei bardzo często są mylone między sobą, choć zasada ich działania jest zupełnie inna. Łączy je zaś to, że służą do przechwytywania energii słonecznej i przetwarzania jej na użyteczną dla nas postać. W zależności od wariantu, możemy produkować prąd i obniżyć rachunki za energię elektryczną, bądź przygotować w okresie letnim ciepłą wodę użytkową i obniżyć tym samym koszty zużycia paliwa.

Panele fotowoltaiczne produkują energię elektryczną

Instalacja złożona z paneli fotowoltaicznych działa na podobnej zasadzie co kolektory słoneczne - z tą różnicą, że w tym rozwiązaniu produkujemy energię elektryczną. Możemy ją wykorzystać we własnym gospodarstwie domowym lub odprowadzić na preferencyjnych warunkach do sieci elektroenergetycznej. Panele fotowoltaiczne przekształcają promieniowanie słoneczne w prąd, składają się one z ogniw krzemowych łączonych szeregowo. Pojedyncze ogniwo w czasie pracy generuje napięcie 0,5 V. Grupując ogniwa panele, uzyskujemy wyższą, użyteczną wartość. Wyprodukowaną energię z paneli możemy wykorzystać do zasilania urządzeń elektrycznych, oświetlenia czy podgrzewania wody użytkowej. Na rynku znajdziemy rozwiązania produktowe, które pozwalają na integrację falownika solarnego z akumulatorem. Dzięki czemu nadwyżki niespożytkowanej energii możemy zmagazynować i wykorzystać w późniejszym okresie np. po zmierzchu, gdy instalacja nie produkuje energii z promieniowania słonecznego – bądź do ładowania samochodu elektrycznego.

Ze względu na duże koszty inwestycyjne rozwiązań akumulujących prąd, większość inwestorów decyduje się na odprowadzanie energii do sieci elektroenergetycznej, przy wykorzystaniu licznika dwukierunkowego. Na jego podstawie prosument rozlicza się z zakładem energetycznym.

Kolektory słoneczne i instalacja solarna

W instalacji solarnej najważniejszym elementem są kolektory słoneczne, które przekształcają energię promieniowania słonecznego w energię cieplną. Najważniejszym elementem takiego kolektora jest metalowy absorber, ten pokryty jest warstwą pochłaniającą promieniowanie słoneczne. Kolektor przykryty jest szybą ze szkła solarnego, które dobrze przepuszcza promieniowanie słoneczne i jednocześnie ma dobrą izolacyjność termiczną. Pozyskane ciepło trafia do miedzianych rur – w których nieustannie przepływa płyn solarny (np. roztwór glikolu). W przeciwieństwie do instalacji fotowoltaicznej, tutaj medium pośredniczącym jest płyn solarny który posiada niską temperaturę parowania, stajać się nośnikiem energii cieplnej. Energia ta zostaje przekazania wodzie w dedykowanym zbiorniku ciepłej wody użytkowej, z dodatkową dolną wężownicą solarną. W takim rozwiązaniu przy słonecznej pogodzie możemy w pełni zrezygnować z konieczności stosowania szczytowego źródła ciepła do podgrzewu ciepłej wody użytkowej.

Jakie instalacje do nowoprojektowanego domu?

Decydując się na wyposażenie domu w instalacje wykorzystujące odnawialne źródła energii, uważnie przeanalizujmy potrzeby energetyczne budynku. Bazując na danych, możemy określić wymaganą moc instalacji fotowoltaicznej lub solarnej. W przypadku nowych budynków, instalacja fotowoltaiczna cieszy się większym zainteresowaniem – z uwagi na fakt, że wyprodukowaną energię elektryczną możemy wykorzystać w szerokim zakresie. W przypadku instalacji solarnej, zyskujemy tylko możliwość przygotowania ciepłej wody użytkowej, rzadziej do wspomagania ogrzewania domu z uwagi na niską wydajność kolektorów. Przed każdą tego typu analizą weźmy pod uwagę powierzchnię dachu, jego nachylenie względem słońca i azymut. Jeśli warunki nasłonecznienia połaci dachowej są korzystne oraz gdy w budynku przewidujemy duże zużycie energii elektrycznej – rozważmy wykonanie instalacji fotowoltaicznej. Natomiast gdy kształt dachu jest niekorzystny lub mamy duże problemy z zacienieniem, ogranicza nas powierzchnia czynna dachu – rozważmy instalację złożoną z kolektorów słonecznych.

Na instalację solarną warto się zdecydować, gdy w budynkach przewidujemy bardzo duże zużycie cieplej wody – np. w przypadku dużej liczby łazienek bądź jeśli dogrzewamy zewnętrzny basen. Jest to zdecydowanie ważny argument dla posiadaczy domów z kotłami na paliwo stałe. Dzięki instalacji solarnej, ograniczamy konieczność używania kotła grzewczego poza sezonem. Działa to z korzyścią dla środowiska, nie emitujemy szkodliwych zanieczyszczeń na zewnątrz.

Schemat instalacyjny, czyli dokumentacja projektowa

Pamiętajmy, bez względu na to czy decydujemy się na wykonanie instalacji fotowoltaicznej lub solarnej – zlećmy opracowanie projektu lub schematu instalacyjnego. Nawet modele z najwyższej półki nie będą działać dobrze, jeśli instalacja nie zostanie rozplanowana lub skonfigurowana we właściwy sposób. Niewielu inwestorów zdaje sobie sprawę, jak bardzo komplikuje sytuację np. ulokowanie kolektorów lub paneli na odmiennie zorientowanych połaciach dachu. Gdy jedna część instalacji jest wystawiona na słońce, a duga nadal pozostaje w cieniu – choć powinna pracować. W przypadku kolektorów, należy w takiej sytuacji zastosować odrębne obiegi obiegowe lub rozdzielić kolektory osobne moduły solarne. W przypadku instalacji fotowoltaicznej, w takim układzie warto wybrać falownik z dwoma punkami śledzenia maksymalnej mocy MPPT, który rozwiązuje sprawę rozproszonych paneli fotowoltaicznych, np. na stronie wschodniej i zachodniej.