Незважаючи на те, що фотоелектричні системи та сонячні колектори широко використовуються в Польщі вже досить давно, багато потенційних інвесторів продовжують плутати ці дві системи, які базуються на різних принципах роботи. Для багатьох людей популярні сонячні батареї та фотовольтаїка – одне й те саме – ми пояснимо, чому це припущення хибне.

У цій статті ми зосередимося на подібності та, перш за все, на відмінностях між фотоелектричною технологією та сонячними колекторами. Дізнайтеся, як працюють ці дві системи, дізнайтеся секрети їх конструкції та роботи, а також дізнайтеся, яка система краще: сонячні панелі чи фотоелектричні?
Фотоелектричні та сонячні панелі – відмінності та подібності
Спочатку ми розглянемо подібність між фотоелектричними панелями та сонячними колекторами. Багато людей плутають їх, оскільки обидва рішення встановлюються на дахах будівель і на рівні землі, використовуючи конструкції, призначені для цієї конкретної мети. Інша схожість між двома рішеннями полягає в тому, що вони використовують сонячну енергію .
Яка різниця між фотоелектричними та сонячними панелями ?
На цьому, однак, подібність закінчується, оскільки сонячна теплова енергія поглинається двома системами для абсолютно різних цілей. Фотоелектричні панелі встановлюються для перетворення теплової енергії в електричну, а сонячні панелі перетворюють сонячне випромінювання в тепло. Ось чому ці рішення не конкурують між собою. Навпаки, вони можуть доповнювати один одного.
Як працюють сонячні колектори?
Ви вже знаєте, чим фотоелектричні панелі відрізняються від сонячних панелей. Тепер настав час поглянути на дизайн двох систем. Сонячні колектори поглинають сонячне випромінювання, яке досягає поглинача, який передає енергію середовищу, як правило, розчину води та гліколю. Середовище постачає теплообмінник у вигляді гарячої води. Як і фотоелектричні системи, популярні сонячні батареї працюють найбільш ефективно, коли система спрямована на південь. Однак, на відміну від фотоелектричних панелей, сонячні колектори мають значні обмеження, оскільки вони працюють лише в сонячну погоду, а це призводить до значних втрат тепла в холодні та похмурі дні.
Типи колекторів
В даний час існує два основних типи сонячних колекторів: плоский і вакуумний. Завдяки кліматичним умовам Польщі обидва типи працюють найефективніше з квітня до кінця жовтня, коли рівень інсоляції найінтенсивніший.
Плоскі сонячні колектори
Плоскі фотоелектричні колектори зовні дещо схожі на фотоелектричні панелі, оскільки поглинач сонячної енергії має форму плоскої металевої пластини. Знизу він з’єднаний з системою труб, в якій циркулює середовище, що нагріває гарячу воду, що зберігається в баку. Основою ефективної роботи всієї системи є якісна теплоізоляція з мінеральної вати.
Вакуумні сонячні колектори
У свою чергу, у вакуумних колекторах абсорбер не є єдиним цілим, а розділений на компоненти, розміщені в окремих вакуумних трубах. Кожна труба з’єднана з шиною, в якій циркулює теплоносій, який передає тепло від сонця до води, що зберігається в теплообміннику. Що таке застій в колекторах? Коли сонячні батареї тривалий час не повертають тепло воді, інтенсивна інсоляція може викликати застій або витік. Цей тип дефекту не виникає у фотоелектричних панелях, оскільки це абсолютно різні системи.
Сонячні панелі проти фотоелектричних панелей : який принцип роботи фотоелектричних панелей?
Щоб зрозуміти різницю між сонячними батареями та фотоелектричними панелями, також необхідно знати принцип роботи фотоелектричної системи. Сонячні панелі виготовлені з кремнію , поглинають сонячну енергію та перетворюють її в електрику. Отриману таким чином енергію можна використовувати для живлення всіх видів побутових, офісних, промислових чи сільськогосподарських систем і обладнання. Як бачимо, сфера застосування фотовольтаїки набагато ширша, ніж у сонячних колекторів, які використовуються переважно для виробництва гарячої води. Параметри електроенергії, що виробляється панелями, регулюються інвертором, який є ще одним обов’язковим компонентом кожної системи. Інвертор перетворює постійний струм в змінний, тобто струм в розетках побутових систем. Що дуже важливо, фотоелектрична система працює не тільки в сонячні дні, але протягом року, навіть коли інсоляція менша. Надлишок енергії, вироблений влітку, передається споживачем енергетичній компанії, щоб «відновити» частину збережених запасів в осінні та зимові місяці, коли фотоелектрична система менш продуктивна. Це значно зменшує рахунки за електроенергію.
Види фотоелектричних панелей
Ставлячи питання: сонячні батареї чи фотовольтаїка , варто зосередитися — як і у випадку з сонячними колекторами — на доступних на ринку типах фотоелектричних модулів. Вони поділяються на монокристалічні та полікристалічні.
Монокристалічні панелі
Як видно з назви, вони виготовлені з монокристалічного кремнію, а їх колір може варіюватися від темно-синього до чорного. Вони виготовляються шляхом різання кристалів кремнію та мають характерні скошені кути. Вони відрізняються хорошою стійкістю до механічних пошкоджень і екстремальних температур, а також високою ефективністю.
Полікристалічні фотоелектричні панелі
Цей тип панелі виготовлений з полікристалічного кремнію, виготовленого з численних монокристалів. Він характеризується світло-блакитним кольором і характерними кришталевими краями. Однак клітини мають квадратну форму. Полікристалічні фотоелектричні панелі вважаються менш ефективними та більш вразливими до високих температур. Незважаючи на це, вони користуються популярністю завдяки меншій вартості, ніж монокристалічні модулі. Розглядаючи структуру фотоелектричних панелей, варто відзначити використання кремнію. Попередником чистого синтезу кремнію є тетрахлорид кремнію , і з цієї причини він вважається таким, що використовується у фотоелектричній промисловості. Асортимент продукції PCC Group включає тетрахлорид кремнію та надчистий тетрахлорид кремнію. Особливою популярністю користується надчистий тетрахлорид, у якого заявлена чистота продукту становить 99,9999%. Гарантована чистота дозволяє отримати ще більш високу якість синтезованого кремнію. Робота фотоелектричної системи складна лише в теорії. Фотоелектрична панель складається з фотоелемента, каркаса, спеціального скла і плівки. Отже, конструкція фотоелектричних панелей відносно проста.
Фотоелектричні панелі проти сонячних колекторів – сильні та слабкі сторони
Порівнюючи такі технології, як сонячні батареї та фотовольтаїка, варто враховувати сильні та слабкі сторони обох рішень. Як ви вже знаєте, сонячні теплові колектори не настільки універсальні, як фотоелектричні системи, які використовуються не тільки для нагріву води, але й для забезпечення різного електричного обладнання безкоштовною електроенергією від Сонця. Сильні сторони фотоелектричних систем:
- робота протягом року,
- забезпечення енергетичної незалежності,
- не вимагає складного обслуговування,
- мають право на субсидії,
- екологічно чисте, відновлюване джерело енергії,
- потенціал для зменшення рахунків за електроенергію.
Слабкі сторони фотовольтаїки:
- продуктивність системи залежить від інсоляції,
- висока початкова вартість інвестицій,
- виробництво електроенергії тільки вдень,
- необхідність визначення спеціальної зони встановлення,
- прибутковість залежить від правових норм.
Сильні сторони сонячних колекторів:
- можливість приготування гарячої води без запуску системи опалення,
- підтримка системи центрального опалення,
- енергоефективність,
- необслуговувана і комфортна експлуатація.
Слабкі сторони сонячних колекторів:
- в першу чергу підходить для нагріву гарячої води,
- виробництво тепла тільки в сонячні дні,
- висока початкова вартість інвестицій,
- ризик застою або витоку сонячних панелей у разі недостатнього використання тепла для гарячої води.
Сонячні панелі проти фотоелектричних панелей – витрати на придбання та експлуатацію
Іншим аспектом порівняння фотоелектричних панелей і сонячних колекторів є питання експлуатаційних витрат двох систем. В обох випадках необхідно враховувати початкову вартість; проте сонячні панелі, як правило, мають нижчу вартість, ніж фотоелектричні. Кінцева вартість інвестицій залежить від кількох факторів, у тому числі: типу та кількості використовуваних елементів, загальної потужності фотоелектричної системи або кількості тепла, яке постачатиме сонячний колектор. Також варто пам’ятати, що плоскі колектори дешевше вакуумних, а полікристалічні панелі дешевше монокристалічних осередків. Хоча обидві системи практично не потребують обслуговування, експлуатаційні витрати повинні включати вартість щорічної перевірки системи, обслуговування та заміну використаних елементів або батарей . З економічної точки зору термін окупності є вирішальним. Залежно від типу системи та від того, чи була покупка підтримана зовнішньою субсидією, інвестиції в сонячні батареї та фотоелектричні пристрої можуть окупитися протягом кількох або десятків років.
Кому варто обрати сонячні батареї, а кому – фотоелектричні?
Ви вже знаєте різницю між фотоелектричними та сонячними панелями, а також сильні та слабкі сторони обох рішень. Настав час подумати, коли краще вибрати сонячні колектори, а коли фотоелектрична система. Якщо:
- Ваш пріоритет – нагрівання гарячої води,
- ви бажаєте рішення для підтримки роботи системи опалення,
- ви хочете поєднати сонячну систему з тепловим насосом або конденсаційним котлом,
інвестиція у фотоелектричні колектори є хорошою ідеєю. Однак, якщо ваш пріоритет полягає в тому, щоб стати незалежним від електромережі, знизити рахунки за електроенергію та знайти екологічно чисте відновлюване джерело енергії, яке можна використовувати для різних цілей, подумайте про інвестування в житлову фотоелектричну систему.
Висновок: фотоелектричні панелі чи сонячні панелі ?
Як бачимо, відповідь на питання: що краще – сонячні батареї чи фотоелектричні панелі, значною мірою залежить від індивідуальних потреб кожного інвестора. Вирішальним аспектом процесу прийняття рішення є детальна специфікація використання сонячної системи, а також аналіз витрат і вигод. Встановлення сонячних колекторів дозволяє отримувати гарячу воду влітку без використання опалювального обладнання. У свою чергу, житлова фотоелектрична система дозволяє використовувати електроенергію протягом року та зберігати надлишок виробленої електроенергії в мережі. Незалежно від вашого остаточного вибору, його слід ретельно продумати.