Efekt fotowoltaiczny, to zjawisko zaobserwowane po raz pierwszy w 1839 roku przez Henriego Becquerela. Zauważył on wówczas, że w naświetlanej elektrodzie zanurzonej w elektrolicie występuje potencjał elektryczny. Zjawisko jednak pozostawało niewytłumaczone, aż do roku 1905. Wtedy Albert Einstein wyjaśnił i opisał efekt fotowoltaiczny, co zostało docenione przez Fundację Nobla. Doświadczalnie ta teza została udowodniona w 1916 roku przez Roberta Millikana. Co ciekawe Polska, również ma swój duży wkład w rozwój fotowoltaiki. Jan Czochralski w 1918 roku opracował metodę wytwarzania monokryształów metali. Do dziś jest to jedna z najpopularniejszych metod do produkcji paneli słonecznych z monokryształów krzemu. Przyjrzyjmy się jednak temu, jak działa zjawisko fotowoltaiczne.

Ogniwa fotowoltaiczne – zasada działania

A czym faktycznie jest tzw. efekt fotowoltaiczny? Tłumacząc w najprostszy sposób, zjawisko fotowoltaiczne polega na produkcji energii elektrycznej poprzez padanie promieniowania słonecznego na ciało stałe. Ciało stałe, które aby wziąć udział w wytwarzaniu energii, musi być półprzewodnikiem. Oznacza to, że musi mieć zdolność przewodzenia prądu elektrycznego, pod wpływem na przykład oświetlania. Zjawisko fotowoltaiczne opiera się na wykorzystywaniu półprzewodników o różnym domieszkowaniu. Aby uzyskać efekt fotowoltaiczny jako półprzewodnika używa się krzemu. Jednak ze względu na jego niezbyt dużą przewodność, instalacje fotowoltaiczne wykorzystują krzem modyfikowany.

Efekt fotowoltaiczny, od technicznej strony

Podstawowym elementem instalacji fotowoltaicznej są ogniwa PV. Ogniwa fotowoltaiczne tworzą złącza P-N, czyli połączone dwa półprzewodniki o różnym domieszkowaniu. Krzem domieszkowany pierwiastkami V grupy pozwala stworzenie półprzewodnika typu N. W takim półprzewodniku znajduje się więcej elektronów niż dziur. Drugi półprzewodnik typu P domieszkuje się pierwiastkami III grupy.

Pod wpływem naświetlania złącza następuje dyfuzja dziur i elektronów, a na jego końcach pojawia się różnica potencjałów. Działanie promieni słonecznych powoduje, że znajdujące się w krzemie elektrony zostają wzbudzone i przechodzą na wyższy poziom energetyczny. Zostają wybite, a poprzez zjawisko przemieszczania się pomiędzy elektrodami, powstaje różnica potencjałów. Pod wpływem promieniowania elektronicznego półprzewodniki sprawiają, że elektrony przechodzą pomiędzy poziomami energetycznymi. Po podłączeniu do ogniwa urządzenia pobierającego energię powstaje przepływ prądu elektrycznego. To zjawisko nazywamy konwersją fotowoltaiczną.

Podstawa działania fotowoltaiki

Jak możemy zauważyć, odkryte już w 1839 roku zjawisko fotowoltaiczne jest podstawą działania metody uzyskiwania energii elektrycznej z wykorzystaniem promieniowania słonecznego. W ten właśnie sposób powstaje ogniwo fotowoltaiczne. Zasada działania wbrew pozorom nie jest tak skomplikowana, a dzięki jej poznaniu jesteśmy w stanie lepiej zrozumieć zasadę działania naszej instalacji fotowoltaicznej.

Fotowoltaika staje się coraz bardziej opłacalną inwestycją w Polsce i to niezależnie od regionu, w którym panele będą wykorzystywane. Jednak trzeba sobie zdawać sprawę z tego, że w zależności od umiejscowienia naszej instalacji na mapie Polski, możemy uzyskiwać inne wartości wytworzonej energii, co za tym idzie zyski oraz czas zwrotu inwestycji. Winę za ten fakt ponosi nierównomierne natężenie promieniowania słonecznego powierzchni naszego kraju.

Jak zatem sprawdzić, w którym miejscu w Polsce uzyskamy najlepsze wyniki oraz najwięcej energii z naszej instalacji fotowoltaicznej? W tym celu należy posłużyć się mapą nasłonecznienia w Polsce. Taka mapa pozwala nam w łatwy sposób zorientować się, jak na terenie całego kraju wygląda rozkład tych wartości w rocznej perspektywie.

Fotowoltaika, a nasłonecznienie w Polsce

Zanim przejdziemy do samej mapy, zacznijmy od podstaw. Czym tak naprawdę jest nasłonecznienie? Nasłonecznieniem nazywamy sumę natężenia promieniowania słonecznego w stosunku do określonej powierzchni w danym okresie. Najczęściej stosowaną miarą powierzchni w tym wypadku jest metr kwadratowy. Wartość ta wyrażana jest w jednostkach energii na powierzchnię, najczęściej w W/m2 lub kWh m2. Natężenie promieniowania podawane najczęściej jest w okresach dwunastomiesięcznych.

Przyjmuje się, że średnie roczne nasłonecznienie na jeden metr kwadratowy w Polsce wynosi około 1000 kWh. Faktycznie wartości te zawierają się w przedziale pomiędzy 950 – 1160 kWh m2. Przekłada się to na uzyskanie około 925 kWh energii elektrycznej w ciągu roku przy optymalnych warunkach. Najkorzystniejszymi z punktu widzenia fotowoltaiki miesiącami są czerwiec, lipiec oraz sierpień. To wtedy uzyskujemy ponad 40% całorocznego promieniowania słonecznego. Idąc dalej, letnie półrocze dostarcza ponad 70% całości rocznego promieniowania w Polsce. Zimą natomiast osiągamy jedynie około 23% rocznej wartości promieni słonecznych padających na metr kwadratowy, a miesiącem najmniej nasłonecznionym jest grudzień.

Niemniej jednak, spoglądając na statystyki, to nawet w najmniej nasłonecznionym miesiącu, natężenie promieniowania słonecznego jest zupełnie wystarczające. Jego ilość jest na tyle duża, że instalacja o mocy 5 kWp jest w stanie wtedy wygenerować do 150 kWh. To pozwala pokryć ponad połowę zapotrzebowania na prąd w przeciętnym domu jednorodzinnym, a mówimy przecież o najgorszym miesiącu dla fotowoltaiki w całym roku. Wbrew temu, co może się nam często wydawać, położenie oraz pogoda, która często uznawana jest za dość ponurą sprzyja temu, że fotowoltaika w Polsce jest bardzo dobrym i opłacalnym pomysłem. Nie tylko dla odbiorców indywidualnych, ale również przedsiębiorców i dużych firm.

Jak wygląda mapa nasłonecznienia w Polsce

Już pierwszy rzut oka na mapę wartości nasłonecznienia w Polsce pozwala z łatwością stwierdzić, gdzie uzyskamy najlepsze warunki pod instalacje paneli fotowoltaicznych. To przekłada się bezpośrednio na ilość wytwarzanej energii elektrycznej. Dane prezentowane są w bardzo czytelny sposób i pozwalają zorientować się w niej z łatwością, nawet początkującym w dziedzinie odnawialnych źródeł energii. Zazwyczaj informacje na mapie przedstawiane są w kolorowej skali, gdzie na niebiesko i zielono oznaczone są niższe wartości, a wraz ze wzrostem temperatury koloru rośnie też ilość nasłonecznienia na metr kwadratowy w skali roku.

Na mapie z łatwością dostrzeżemy, że województwa cieszące się największą sumą natężenia promieniowania w Polsce to lubelskie, podkarpackie, opolskie, małopolskie, dolnośląskie, łódzkie oraz w południowe części wielkopolskiego i mazowieckiego. Najbadziej nasłonecznionym miastem jest natomiast Rzeszów. Tam instalacja 1kW może osiągnąć prawie 1100 kWh/m2. Pozostałe miejsca na podium zajmują Lublin oraz Tarnów, gdzie taka sama instalacja wytworzy około 1084 kWh. Najmniej nasłonecznione województwa to pomorskie oraz zachodnio-pomorskie. Lepiej wypadają kujawsko-pomorskie, podlaskie oraz warmińsko-mazurskie.

Musimy również pamiętać, że korzystanie ze stron gdzie znajdują się tego rodzaju dane oraz mapy wymaga wykorzystywania plików cookies. Związane jest to najczęściej z poprawnym działaniem witryny, a zasady gromadzenia danych opisuje zawsze polityka plików cookies na stronie. Jednak w razie niepoprawnego działania konkretnej strony, warto je skasować i spróbować odświeżyć witrynę.

Wbrew temu, co mogłoby się wydawać, kraje południowe jednoznacznie kojarzące się z dużą ilością słońca, wcale nie notują najwyższych wyników w zakresie uzyskiwania energii z paneli fotowoltaicznych. Jak się okazuje, ogromne znaczenie na wydajność instalacji ma temperatura powietrza. Wysokie temperatury przekładają się na spadek sprawności paneli fotowoltaicznych, a ma to bezpośrednie przełożenie na opłacalność inwestycji oraz ilość wytwarzanej energii w instalacji. Nie bez przyczyny liderami, jeśli chodzi o systemy fotowoltaiczne, są Niemcy czy Wielka Brytania, które ze słoneczną pogodą zupełnie się nam nie kojarzą. Co ciekawe są to kraje nawet do 25% mniej nasłonecznione w stosunku do Polski.

Czy warto kierować się mapą nasłonecznienia?

Z punktu widzenia inwestycji prywatnych czy w firmach, to jedynie kwestia, która pozwoli oszacować przewidywane zyski czy czas, w jakim zwróci się instalacja fotowoltaiczna. Różnice w nasłonecznieniu nie są na tyle duże, aby determinowały samą opłacalność instalacji paneli fotowoltaicznych. Takie dane można by brać pod uwagą nosząc się z zamiarem zbudowania małej elektrowni fotowoltaicznej, gdzie wtedy wartość nasłonecznienia może mieć duże znaczenie.

Warto jednak podkreślić, że mapa nasłonecznienia w Polsce nie ma miejsc cechujących się wyjątkowo niską ilością natężenia promieniowania, co przekłada się na opłacalność inwestycji w każdym miejscu w naszym kraju. Poza samą mapą warto jednak również zwrócić uwagę na pozostałe czynniki, które mają wpływ na osiągane wyniki. Jest to na przykład zanieczyszczenie powietrza czy warunki dotyczące zacienienia na konkretnej działce, które mogą mieć większy wpływ niż samo usytuowanie na mapie Polski.

Jedną z podstawowych kwestii przy planowaniu i szacowaniu kosztu instalacji fotowoltaicznej, jest przeanalizowanie naszych potrzeb w stosunku do powierzchni przeznaczonej na montaż paneli słonecznych. Projektując taką instalację, zawsze musimy wziąć pod uwagę rozmiar oraz wagę samych paneli, które docelową będą znajdowały się na dachu naszego domu. Same wymiary dachu oraz to jaki dodatkowy ciężar jest w stanie udźwignąć jest kluczową kwestią, zwłaszcza w przypadku starszych budynków. Na co zatem zwrócić uwagę?

Ile paneli fotowoltaicznych dla domu?

Zanim zaczniemy analizować tabele techniczne oraz wymiary, jakie mają ogniwa fotowoltaiczne, musimy dokładnie określić nasze zapotrzebowanie na energię elektryczną. To właśnie po obliczeniu zapotrzebowania na moc elektryczną, będziemy dobierać odpowiednie panele fotowoltaiczne. Jak zatem to zrobić?

W sieci znajdziemy dużo poradników oraz kalkulatorów pomagających obliczyć takie zapotrzebowanie. Aby mieć jakiś wstępny punkt odniesienia, możemy posłużyć się statystykami zużycia mocy. Wynika z nich, że przeciętne gospodarstwo domowe, w popularnym modelu 2+2 w ciągu roku potrzebuje około 1900 kWh. Na wsiach zapotrzebowanie rośnie do średnio 2100 kWh. Gdy już obliczymy ile mocy chcemy uzyskać z naszej instalacji ogniw fotowoltaicznych, możemy przejść do analizowania konkretnych danych technicznych, wymiarów oraz mocy paneli.

Aby dobrze określić to, jakie mamy możliwości oraz zapotrzebowanie na panele musimy pamiętać jeszcze o dwóch aspektach. Pierwszy to samo miejsce na instalację. Można przyjąć, że dla instalacji o mocy 1 kW potrzebujemy średnio 6-7 metrów kwadratowych wolnej powierzchni na dachu. Dla powierzchni płaskiej będzie to odpowiednio więcej, czyli około 9-10 metrów kwadratowych. Większa ilość powierzchni podyktowana jest koniecznością zamocowania wsporników, które umożliwią odpowiednie nachylenie paneli. Drugi to dostosowanie mocy fotowoltaicznej w kW. Znając roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną, możemy dopasować moc, jaką ma generować instalacja fotowoltaiczna. Dla przykładu zużycie energii na poziomie 3000-3500 kWh wymagać będzie, aby system fotowoltaiczny generował moc 3 kWh. Znając te konkretne wymagania oraz ograniczenia techniczne, z łatwością dobierzemy odpowiednie ogniwo fotowoltaiczne.

Panel fotowoltaiczny — wymiary

Przez długi czas wymiary paneli fotowoltaicznych były dość zróżnicowane. Zależały w zupełności od podejścia producenta i trudno było mówić o standaryzacji w tej dziedzinie. Wraz ze wzrostem popularności ogniw fotowoltaicznych, sytuacja zmieniła się na plus, a wymiary paneli fotowoltaicznych mocno się do siebie zbliżyły.

Aktualnie większość ogniw ułożonych jest w rzędach po 6 sztuk, które łączone są w jeden panel. Kwadratowe ogniwa, tak zwane 6-calowe, mają wymiary 156 × 156 mm. Najpopularniejszym rozwiązaniem dla instalacji na dachu domu są panele składające się z 60 ogniw. Dzięki stosunkowo niedużym rozmiarom oraz wadze łatwo dopasować na niewielkim dachu panel fotowoltaiczny. Wymiary takich paneli fotowoltaicznych to około 100 cm szerokości oraz 165-170 cm długości, przy mocy około 280 W.

Dla instalacji fotowoltaicznej w przemyśle najczęściej używa się tych składających się z 72 ogniw, jednak są one znacząco większe. Przykładowe rozmiary takiego panelu to 1960 mm x 992 mm x 40 mm. Natomiast w przemyśle zazwyczaj mamy do dyspozycji dużo większą powierzchnię, która również będzie w stanie pomieścić i utrzymać większe oraz cięższe panele.

Na rynku są również dostępne panele o 48 ogniwach, które są zdecydowanie mniej popularnym rozwiązaniem, ale sprawdzą się, gdy instalacja fotowoltaiczna musi mieć faktycznie kompaktowe rozmiary. Długość takiego panelu to około 130 centymetrów.

Co wpływa na wagę oraz wymiary paneli fotowoltaicznych? Poza samą ilością zastosowanych ogniw, wpływ będą miały odległości pomiędzy ogniwami. Zazwyczaj jest to około 4-5 mm, a odległość od ramy to średnio 2 centymetry na krótszym boku, oraz 3-5 cm na dłuższym.

Wymiary paneli fotowoltaicznych, a rozmiar instalacji

Wymiar pojedynczego panelu oczywiście przekłada się również na rozmiar całej instalacji. Mimo iż wymiary paneli o takiej samej ilości ogniw różnią się między sobą nieznacznie, to przy większej ilości możemy już odczuć różnicę. W końcu taka instalacja wymaga często dość sporej ilości paneli fotowoltaicznych. Dla przykładu instalacja o mocy 5 kWp potrzebuje zainstalowania 20 paneli o mocy 250 Wp lub 16 paneli o mocy 325 Wp. Warto jednak zwrócić uwagę na to, że im większa moc pojedynczego panelu, tym mniejszy rozmiar instalacji będzie wymagany do uzyskania takiej samej wydajności. Dlatego decydując się na panel fotowoltaiczny 500W p zaoszczędzimy naprawdę sporo powierzchni naszego dachu, lub po prostu wykorzystamy ją w bardziej ekonomiczny sposób.

Czy zwracać uwagę na wymiary, jakie mają panele fotowoltaiczne?

W pewnym stopniu na pewno tak. Oczywiście jest to ważna cecha, którą powinniśmy przeanalizować, jednak nie w pierwszej kolejności. Zdecydowanie powinniśmy zacząć od przeanalizowania naszych potrzeb i wymagań względem generowanej mocy w instalacji fotowoltaicznej. Same panele fotowoltaiczne między sobą nie różnią znacząco się w kwestii wymiarów. Te niewielkie różnice mogą mieć znaczenie, gdy faktycznie na instalację miejsca mamy niewiele i każdy centymetr będzie na wagę złota. Zdecydowanie większy wpływ na to jak efektywna będzie nasza instalacja fotowoltaiczna, ma rodzaj oraz moc paneli.

Solary oraz panele słoneczne często są wzajemnie mylone. Oba rozwiązania opierają swoje działanie na wykorzystywaniu promieniowania słonecznego i z daleka wyglądają całkiem podobnie. Jednak to dwa zupełnie różne urządzenia. Czy zatem możemy mówić o wyborze między paneli lub kolektorów słonecznych? Zdecydowanie obie instalacje mogą się uzupełniać, jednak nie są dla siebie zdecydowanie konkurencyjne.

Solary wykorzystują energię słoneczną do wytworzenia ciepła, które służy tylko i wyłącznie do podgrzewania wody. Może to być uzyskanie ciepłej wody użytkowej, wspomaganie ogrzewanie czy nawet podgrzewanie wody w basenie. Mimo iż wyglądają bardzo podobnie do paneli, solary nie wytwarzają w przeciwieństwie do nich energii elektrycznej.

Panele fotowoltaiczne zamieniają energię słoneczną w prąd stały. Ten następnie dzięki inwerterowi słonecznemu zamieniany jest w prąd zmienny o napięciu 230 V, który możemy wykorzystać w dowolny sposób. Wytworzona w przez instalacje energia trafia następnie do inwertera solarnego, który zamienia uzyskany prąd stały w prąd zmienny o napięciu 230 V.

Cechy wspólne

Główną cechą wspólną jest to, że oba rozwiązania wykorzystują energię słoneczną. Wizualnie panely oraz kolektory również są do siebie dość podobne i w zdecydowanej większości instalowane są na dachach budynków.

Kolejną cechą wspólną oraz korzyścią płynącą z ich korzystania, jest zmniejszanie negatywnego wpływu na środowisko. Niezależnie czy wykorzystujemy energię słoneczną w celu ogrzewania wody, czy produkcji prądu, nie zanieczyszczamy powietrza, lub przynajmniej możemy zmniejszyć ilość wytwarzanych szkodliwych substancji.

Więcej dzieli niż łączy

Jakie zatem są dokładnie różnice między kolektorami słonecznymi a panelami fotowoltaiczynymi? Poza samym celem, w jakim są instalowane, znaczące są różnice w samym działaniu obu urządzeń. Gdy porównamy zasady działania kolektorów słonecznych i paneli, dostrzeżemy, że inaczej wygląda również kwestia nadprodukcji energii. O ile w przypadku paneli słonecznych może być ona magazynowana czy odsprzedawana do sieci, to kolektory nie mają możliwości magazynowania ciepłą. Co więcej, nadmiar produkcji ciepła może uszkodzić instalację, dlatego tak ważne jest odpowiednie dobranie parametrów instalacji. Jak dokładnie działa panel, a jak kolektor słoneczny?

Solary

Jak działa kolektor?

Jak już wcześniej wspomnieliśmy, kolektor słoneczny działa dzięki wykorzystaniu ciepła promieniowania słońca. Instalacja obiegu solarnego składa się z kolektorów słonecznych, przewodów rurowych, zestawu pompowego oraz urządzeń zabezpieczających. Absorber znajdujący się w kolektorze ma za zadanie pochłanianie padających promieni , które następnie przetwarzane są na energię cieplną nośnika. Absorberem jest płytą pokrytą substancją o dużym współczynniku pochłaniania promieniowania słonecznego. Gdy nagrzewa się, przekazuje ciepło dalej przez czynnik przenoszący przepływający przez kolektor. Może to być woda albo na przykład glikogen, który najczęściej jest stosowany zimą ze względu na to, że nie zamarza. Nośnik oddaje ciepło i w ten sposób ogrzewa zbiornik wody. Końcowym etapem całego procesu jest przepływ schłodzonego czynnika grzewczego z powrotem do absorbera i wtedy cały cykl zatacza koło.

Rodzaje kolektorów słonecznych

Kolektory słoneczne płaskie

Płaskie solary stanowią zdecydowaną większość wśród tych instalowanych na polskich dachach. Według dostępnych danych wynika, że 90% rynku kolektorów słonecznych, to właśnie zestawy solarne płaskie. Swoją popularność kolektory płaskie zawdzięczają prostej budowie oraz przystępnej cenie. Ich największą zaletą poza stosunkiem wydajności do ceny, jest to jak dobrze sobie radzą w warunkach dużego nasłonecznienia. Kolektory płaskie dużo lepiej sprawują się w ciepłych i bardziej słonecznych miesiącach, dlatego przyjmuje się, że największa wydajność osiągają od marca do końca września. Zawdzięczamy to wysokiej sprawności optycznej, przez co więcej energii zamienianej jest na ciepło. Również większa powierzchnia pochłaniająca promieniowanie, niż w kolektorach próżniowych powoduje, że są świetnym rozwiązaniem w porze letniej. Niestety to co jest zaletą, gdy temperatura zacznie spadać, okazuje się być wadą takiej instalacji. Wtedy znacząco spada efektywność instalacji, gdyż podczas podgrzewania wody oddają część uzyskanego ciepła zewnątrz.

Pod względem budowy, kolektory płaskie przypominają grubą taflę szkła. Spowodowane jest to pokryciem zabezpieczającym szkłem hartowanym o ponadprzeciętnej przepuszczalności światła. Przepuszczalność tej warstwy powinna wynosić przynajmniej 90%. Pod warstwą szkła kryje się absorber, czyli blaszana płyta z miedzi lub aluminium.

Kolektory słoneczne próżniowe

Kolektor słoneczny próżniowy w przeciwieństwie do płaskiego, nie składa się z wielkopowierzchniowego absorbera. Solary próżniowe składają się z pojedynczych rur, które są ustawione równolegle względem siebie. Dzięki temu, że w rurach wraz z absorberem znajduje się próżnia, takie solary cechują się bardzo dobrą izolacją termiczną, co minimalizuje utraty ciepła. Dzieje się tak dlatego, że taki kolektor słoneczny nie ma w sobie powietrza, co eliminuje przewodzenie cieplne oraz konwekcję. Kolektory słoneczne próżniowe pochłaniają również promieniowanie rozproszone, a dzięki swojej budowie są bardziej wydajne i sprawne, również w niskich temperaturach.

Kolektory słoneczne próżniowe oferowane przez firmy na naszym rynku to głównie:

• Kolektory próżniowe z bezpośrednim odbiorem ciepła z absorbera — Kolektor słoneczny z bezpośrednim przepływem czynnika grzewczego przez absorber składa się z dwóch rurek ułożonych współosiowo wewnątrz szklanej rury próżniowej. Nieogrzany czynnik grzewczy wpływa wewnętrznym przewodem, po czym wraca zewnętrznym przewodem po jego nagrzaniu. Takie rozwiązanie praktycznie całkowicie eliminuje utratę ciepła z systemu.
• Kolektory próżniowe typu Heat-Pipe — Solary typu Heat-Pipe składa się z rur, w których znajduje się ciepłowód wypełniony cieczą. Dzięki próżni między rurami i dobrej izolacji termicznej, takie rozwiązanie gwarantuje pracę z wysoką efektywnością przez cały rok, niezależnie od temperatury powietrza. Dzięki swojej konstrukcji możliwa jest również naprawa pojedynczej rury bez demontażu całego systemy kolektorów słonecznych.
• Koncentryczne (wysokorefleksyjne zwierciadła paraboliczne CPC) — To kolektor wyposażony w wysokorefleksyjne zwierciadła paraboliczne CPC. Metodę działania takiego systemu można porównać do soczewki. W ten sposób urządzenie lepiej skupia promieniowanie bezpośrednie oraz rozproszone. Promieniowanie skupiane jest wewnątrz kolektorów i kierowane na czynnik roboczy. Dzięki takiemu rozwiązaniu zwiększa się predyspozycja do absorpcji promieniowania przez solary pod niekorzystnym kątem padania.

Panele słoneczne

Jak działają panele fotowoltaiczne

Zasada działania paneli słonecznych opiera się na efekcie fotowoltaicznym. Efektem zachodzenia tego zjawiska, jest produkcja energii elektrycznej, która wytwarzana jest z promieni słonecznych padających na ciało stałe. Aby to ciało stałe mogło wziąć udział w produkcji energii musi być półprzewodnikiem. Do produkcji ogniw najczęściej wykorzystywany jest krzem. Ich zadaniem jest zamienianie energii słonecznej w prąd stały. Wytworzona w ten sposób energia trafia następnie do inwertera solarnego, który zamienia uzyskany prąd stały w prąd zmienny o napięciu 230 V. Wytworzony przez instalacje prąd możemy wykorzystywać w dowolny sposób, możemy również go magazynować lub odsprzedawać do sieci energetycznej.

Rodzaje paneli fotowoltaicznych

Moduły monokrystaliczne

Ogniwa monokrystaliczne powstają z krzemu. Krzem na początku etapu produkcyjnego jest stapiany, a dzięki temu powstaje jednolita masa o temperaturze 1500 stopni Celsjusza. Następnie poprzez wprowadzenie krystalicznego zarodka i późniejsze obracanie masy wokół własnej osi otrzymywany jest cylindryczny monokryształ. W ten sposób powstaje ogniwo, będące solidnym kryształem. Dzięki swojej budowie takie ogniwa osiągają większą sprawność niż polikrystaliczne odpowiedniki.

Coraz popularniejsze stają się natomiast monokrystaliczne panele Full Black. Wyróżniają się od pozostałych rynkowych propozycji tym, że mają głęboki czarny kolor. Dzięki czarnej powłoce, ramce oraz podbitce takie panele słoneczne sprawiają wrażenie gładkiej ciemnej powierzchni. Przyczynia się również do tego brak widocznych komórek. Dzięki temu mniej rzucają się w oczy i łatwiej je wtopić wizualnie w powierzchnię dachu naszego domu.

Moduły polikrystaliczne

To zdecydowanie najpopularniejsze ogniwa na rynku. Nie ma się czemu dziwić, ponieważ ich stosunek wydajności do ceny jest dużo lepszy niż w przypadku modułów monokrystalicznych. Często dopłacanie do monokrystalicznych ogniw nie jest ekonomicznie uzasadnione. Natomiast należy pamiętać o tym, że taka sama powierzchnia ogniw polikrystalicznych będzie mniej wydajna niż te monokrystaliczne. Może to mieć spore znaczenie przy ograniczonej powierzchni dachu domu.

Takie moduły w przeciwieństwie do monokrystalicznych powstają przez połączenie ze sobą wielu bloków krzemu. Dzięki ich skrystalizowaniu dopiero powstaje bryła, która odpowiednio docięta w cienkie plastry przybiera formę ogniw, które później tworzą instalacje fotowoltaiczne.

Gdzie zamontować kolektory i ogniwa?

Zarówno kolektor słoneczny, jak i panel fotowoltaiczny, nie wytworzą energii same z siebie. Do działania potrzebują odpowiedniej ilości promieni słonecznych. Właśnie dlatego tak ważne jest odpowiedni montaż, który musi uwzględniać odpowiedni kierunek oraz ustawienie pod dobrym kątem względem padających promieni. Oczywiście ze względu na wędrówkę słońca promienie będą padały w różny sposób, należy też brać ustawienie dachu naszego domu. To wcale nie znaczy, że drobne odchylenia od najbardziej optymalnych warunków, będą uniemożliwiały montaż takiej instalacji.

Należy jednak pamiętać, że odchylenia od południowej strony, czy to wschód czy zachód, będą wpływały na efektywność systemu, co finalnie przełoży się na ilość wytworzonej energii czy ogrzanej wody. Może okazać się, że przez ustawienie dachu naszego domu, będzie wymagało instalacji większej ilości kolektorów słonecznych czy paneli. Natomiast zmiany nachylenia względem padających promieni są już bardziej tolerancyjne i można przyjąć, że zakres 30 do 50 stopni nie będzie miał większego wpływu na instalacje. Dla paneli słonecznych przyjmuje się, że najefektywniejsze będzie nachylenie ich pod kątem 35 stopni. To gwarantuje największy uzysk energii w skali całego roku. Kolektory są w tej kwestii bardziej wymagające i duże znaczenie ma to, w jakim okresie roku chcemy uzyskiwać ciepła, a w efekcie ciepłej wody.

Przy nachyleniu do 30 stopni największą efektywność uzyskamy latem. Wtedy też najlepiej sprawdzą się kolektory słoneczne płaskie. Przy nachyleniu około 50 stopni zwiększymy efektywność w okresach przejściowych – wiosną oraz jesienią. Tu również ze względu na stosunek wydajności do ceny najlepiej sprawdzą się solary próżniowe. Nachylenie rzędu 80-90 stopni będzie natomiast najbardziej efektywne zimą oraz w okresach przejściowych, gdy wciąż trwa sezon grzewczy, a wytwarzanie ciepłej wody będzie miało na celu dogrzewanie pomieszczeń i wspieranie C.O. Tutaj lepiej sprawdzić mogą się już kolektory słoneczne próżniowe, ze względu na właściwości izolacji termicznej.

Kolektory słoneczne oraz panele w zimie

Ze względu na wysokie temperatury oraz ilość padających promieni słonecznych, kolektory najskuteczniej będą działały w okresie letnim, pokrywając nawet do 100% zapotrzebowania ciepłej wody. Jak wygląda sytuacja w okresach przejściowych oraz w zimie? Niskie temperatury i częsty brak słońca wcale nie oznaczają, że nasza instalacja będzie w tym okresie zupełnie nieprzydatna. Niezależnie od tego, czy wybierzemy kolektory słoneczne próżniowe czy płaskie, oba rozwiązania pozwolą nam częściowo podgrzewać wodę, co obniża koszty podgrzewania wody do oczekiwanej temperatury. To oczywiście pozwala generować comiesięczne oszczędności. Różnice między samymi rodzajami kolektorów zimą dość widocznie się uwydatniają. Z jednej strony płaskie kolektory wykazują lepsze działanie, gdyż krócej zalega na nich śnieg. Minusem jest za to gorsza izolacja termiczna, która dzięki zastosowanej próżni w rurowych kolektorach pozwala lepiej utrzymywać uzyskaną temperaturę.

Również panele słoneczne w zimie wykazują mniejszą wydajność systemu. Oczywiście ma to związek z mniejszą ilością nasłonecznienia, która przekłada się na uzysk energii elektrycznej. W Polsce półrocze letnie dostarcza nam ponad 70% rocznej energii z promieniowania słonecznego! Wbrew jednak często powielanym mitom, niskie temperatury wcale nie przekładają się tak na wydajność instalacji. Co więcej, w słoneczny dzień może ona działać na korzyść. Co więcej, z dostępnych danych wynika, że instalacje fotowoltaiczne są bardziej efektywne w Polsce, Niemczech czy Wielkiej Brytanii, niż te działające w południowej części Europy. Jak wygląda kwestia zalegającego śniegu? Biorąc pod uwagę, że większość instalacji jest nachylona pod kątem około 40 stopni, śnieg zsuwa się z paneli samoczynnie. Jak wynika z badań przeprowadzonych w Niemczech, wydajność systemy ze względu na pojawiający się na panelach śnieg zmniejsza się nie więcej niż o 3%.

Solary i panele słoneczne — koszty i oszczędności

Jeśli brać pod uwagę koszty początkowe, to zdecydowanie kolektory są tańszą inwestycją. Średni koszt inwestycji w domu jednorodzinnym dla osoby składającej się z 4 osób to około 10-12 tys. złotych, gdzie przy panelach odpowiednio będzie to około 18-25 tys. złotych. Jednak mimo wyższego kosztu początkowego, to panele słoneczne zwracają się w krótszym czasie. Oczywiście wpływ na to będzie miało również to, czy i z jakich form dofinansowania skorzystamy. Warto jednak pamiętać, że obie inwestycje przynoszą wymierne korzyści, każdego miesiąca podczas płacenia rachunków. To również wpływ na powietrze jakim oddychamy, co w pewien sposób jest nie do przecenienia.

Aby dokładnie oszacować nasze wymagania oraz wycenić takie instalacje, możemy skorzystać z dostępnych w Internecie kalkulatorów. Należy pamiętać o tym, że strony oferujące takie rozwiązania korzystają z plików cookies w celu poprawienia jakości działania strony. W przypadku niepoprawnego działania witryny warto skorzystać z opcji wymazania plików cookies z poziomu ustawień przeglądarki. Jeśli zależy nam na dokładnych wyliczeniach najlepiej skorzystać z pomocy profesjonalnej firmy, która pomoże dobrać nam odpowiednie solary czy panele. Często ogranicza się to jedynie pozostawienia Twoich danych osobowych w formularzu kontaktowym. Należy też wyrazić zgodę na przetwarzanie Twoich danych osobowych. Gdy pozostawimy taką prośbę o kontakt, specjalista już sam się z nami skontaktuje. Tu też warto pamiętać o tym, że takie strony korzystają z plików cookies.

Kolektory słoneczne — koszt zakupu oraz oszczędności

Koszt inwestycji w kolektory oczywiście będzie uzależniony od wielu zmiennych. Ilość potrzebnych do zainstalowania kolektorów oraz wybór ich rodzaju (próżniowe czy płaskie), w znaczny sposób determinuje to, ile całość będzie nas kosztowała. Sam wybór kolektorów płaskich może znacząco obniżyć koszty, gdyż mogą być nawet dwa razy tańsze, niż te próżniowe. Zakres cen jest naprawdę spory, a koszt instalacji może sięgać od około tysiąca, aż do kilkunastu tysięcy złotych. Dla przykładu kompletny zestaw z zasobnikiem o pojemności 300 litrów, wraz z montażem oraz całością niezbędnego osprzętu będzie nas kosztował od 8000 złotych. Przyjrzyjmy się zatem, jak szybko taka inwestycja się zwróci.

To ile zaoszczędzimy w skali roku, oczywiście zależy od wielu czynników. Ilość członków rodziny ma duże znaczenie, ale można założyć, że do ogrzania wody w domu zamieszkanym przez cztery osoby zużywających około 250 litrów ciepłej wody dziennie, będziemy potrzebować około 5 metrów kwadratowych kolektorów płaskich. Próżniowych jeszcze mniej, ze względu na ich lepszą wydajność. W tym wypadku wystarczy około 3,5 metra kwadratowego powierzchni. Duży wpływ ma również to, w jaki sposób aktualnie ogrzewamy wodę w domu. Jeśli mamy dostęp do sieci ciepłowniczej może to być oszczędność rzędu 1000 złotych. Jednak gdy do uzyskania ciepłej wody użytkowej korzystamy z węgla, może to być już nawet 3000 złotych. Zwrot kosztów instalacji kolektorów słonecznych oczywiście będzie uzależniony od wielu czynników i może trwać od kilku do kilkunastu lat.

Oszczędności będą w dużej mierze zależały od wykorzystywanego przez nas nośnika energii. Jeśli będzie to gaz ziemny to w gospodarstwie domowym składających się z 4 osób, możemy założyć, oszczędność około 450 złotych rocznie. Gdyby były to grzałki elektryczne, to oszczędność wzrasta już do 1200 złotych w skali roku.

Panele — koszt zakupu oraz oszczędności

Koszt inwestycji w panele słoneczne uzależniony jest od wielu czynników. Już sama ilość paneli oraz ich rodzaj (monokrystaliczne czy polikrystaliczne) będą miały ogromny wpływ na ostateczną cenę. Bazując na danych Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej możemy przyjąć, że średni koszt instalacji fotowoltaicznej to około 26 tys. złotych. Gdy odejmiemy od tego dotacje w średniej kwocie 5000 złotych oraz odliczenia od podatków, całość będzie nas kosztowała poniżej 20 tys. złotych.

Ile kosztują same panele? Popularne na rynku panele o szczytowej mocy 320 Wp to koszt około 600 złotych. Jeśli nasza inwestycja będzie wymagała zakupu 15 sztuk takich paneli, to zapłacimy za nie około 9000 złotych.

W domach jednorodzinnych moc paneli słonecznych jest zazwyczaj niewielka i wynosi do 5 kWp. Jako punkt wyjściowy może zakładać, że z 1 kWp zainstalowanej mocy wytworzymy w ciągu roku około 1000 kWh energii. Przy wykorzystywaniu na bieżąco do 40%, a oddawaniu reszty do sieci i uwzględnieniu potrącenia rzędu 20%, każdy 1 kWp przyniesie nam troszkę ponad 500 złotych oszczędności rocznie.

Możliwości dofinansowania kolektorów słonecznych

Zarówno panele słoneczne, jak i kolektory, są dofinansowywane poprzez programy Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Aktualnie na kolektory możemy uzyskać dotację do 40% wartości inwestycji. Na dofinansowanie mogą liczyć osoby prywatne posiadające zdolność prawną do dysponowania nieruchomością i może ono objąć zakup kolektorów, montaż, zakup dodatkowego osprzętu i pokrycie podatku VAT. Również osoby prowadzące gospodarstwa rolne mogą ubiegać się o dofinansowania oraz niskooprocentowane pożyczki w ramach programu Agroenergia. Dofinansowanie w ramach tego programu może pokryć do 40% kosztów kwalifikowanych przy kwocie do 800 tys. złotych, a pożyczka do 100% w zakresie od 100 tys. złotych do 2 milionów złotych.

Solary czy fotowoltaika?

Na to pytanie nie da się jednoznacznie odpowiedzieć. To, które rozwiązanie wybierzemy, zawsze będzie sprowadza się do tego, jakie potrzeby nasz system ma zaspokoić. Panele słoneczne oraz kolektory, mimo podobieństw w wyglądzie i metodzie pozyskiwania energii, to dwa zupełnie inne systemy o różnym przeznaczeniu. Fotowoltaika w pewien sposób jest bardziej uniwersalna. Energia elektryczna uzyskana z paneli słonecznych może być wykorzystana w dowolnym celu, nawet aby podgrzać wodę. Jednak zdecydowanie najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem jest zasilanie domowych urządzeń elektrycznych. Dzięki temu zmniejszamy zużycie prądu z sieci, którego ceny wciąż rosną. Natomiast wykorzystywanie energii elektrycznej w celu przygotowania C.W.U. lub C.O. do ogrzewania domu jest po prostu nieopłacalne i tutaj zdecydowanie wygrywają kolektory. Kolektor słoneczny pozwala pokryć całe zapotrzebowanie ciepłej wody użytkowej w okresie letnim. W zimie wykorzystamy go do wstępnego podgrzewania wody, co również przekłada się na comiesięczne oszczędności generowane przez takie instalacje.

Równorzędne traktowanie obu systemów działa jak zastanawianie się nad wyższością roweru nad motocyklem. To po prostu dwa zupełnie inne rozwiązania, mające punkty wspólne. To czy wybierzemy kolektory słoneczne czy panele słoneczne zależy już od naszych konkretnych wymagań.

Odnawialne źródła energii, to zdecydowanie popularny oraz modny temat w ostatnim czasie. Nie tylko pod kątem oszczędności, które możemy zaobserwować na comiesięcznych rachunkach, ale też ze względu na rosnącą świadomość ekologiczną i chęć poprawy powietrza, którym oddychamy. Panele słoneczne na stałe zagościły w naszym krajobrazie i z każdym dniem przybywa takich instalacji. A jak to jest z kolektorami słonecznymi? Czy mogą zaspokoić całe zapotrzebowanie na ciepłą wodę? Może muszą współpracować z dodatkowym źródłem ciepła? Czy opłaca się wykorzystywać energię słoneczną do ogrzewania wody w naszym domu? Oczywiście, że tak! Jednak zacznijmy od początku.

Czym są kolektory słoneczne?

Kolektory słoneczne, tak samo jak panele fotowoltaiczne, do swojego działania potrzebują promieniowania słonecznego. Z daleka wyglądają podobnie i w zasadzie podobieństwa się tutaj kończą. Energia pozyskiwana z paneli słonecznych zamieniana jest w prąd stały, a następnie dzięki inwerterowi w prąd zmienny o napięciu 230 V. Tak uzyskaną energię elektryczną możemy, możemy wykorzystać w dowolnym celu – oczywiście również do ogrzania wody. Kolektory słoneczne natomiast absorbują promieniowanie słoneczne, a zawartą w nim energię wykorzystują do produkowania ciepła. Wytworzone w ten sposób ciepło wykorzystywane jest następnie do dostarczania nam C.W.U., wspomagania ogrzewania C.O. czy nawet ogrzewania wody w basenie.

Jak działają kolektory słoneczne?

Kolektor słoneczny wykorzystuje ciepło promieniowania słonecznego. Obieg solarny ma doprowadzać ciepło z kolektora do zasobnika, gdzie zostaje ono magazynowane. W skład instalacji obiegu solarnego wchodzą kolektory, przewody rurowe, zestaw pompowy oraz urządzenia zabezpieczające. Gdy na solary słoneczne pada promieniowanie, umieszczony w nich absorber pochłania je i przekształca w ciepło. Absorber to nic innego jak płyta pokryta substancją o dużym współczynniku pochłaniania promieniowania. Przy tym musi wykazywać się małym współczynnikiem emisji promieniowania cieplnego. Absorber nagrzewa się i przekazuje ciepło poprzez czynnik przenoszący, który przepływa przez kolektor. Czynnikiem takim może być woda lub płyn niezamarzający jak na przykład glikol. Nośnik zbiera ciepło wytworzone w instalacji i oddaje je, ogrzewając zbiornik wody.

Kolektory słoneczne — zastosowanie

Kolektory słoneczne najczęściej znajdują zastosowanie w domach jednorodzinnych oraz budynkach, gdzie ciepło niskotemperaturowe wykorzystywane jest do ogrzewania wody. W przeważającej większości jest to ciepła woda użytkowa, ale kolektor może również służyć na przykład do podgrzewania wody w basenie. Instalacja wyposażona w kolektory słoneczne potrafi zaspokoić do 70% rocznego zapotrzebowania ciepła potrzebne do ogrzewania wody użytkowej. Warto pamiętać o tym, że kolektor nie jest w stanie samodzielnie zapewnić nam odpowiedniej ilości ciepłej wody w ciągu roku. O ile w okresie letnim może to być 100%, tak w okresie jesienno-zimowym ten ekologiczny system ogrzewania wody musi być wspierany dodatkowo w inny sposób. Oczywiście kolektory mogą również być wykorzystywane w celu wspomagania ogrzewania (c.o.). Natomiast wymaga to odpowiedniego dostosowania instalacji, a wykorzystywane jest najczęściej do zasilenia ogrzewania podłogowego.

Kolektory słoneczne — rodzaje

Zasada działania wszystkich kolektorów słonecznych jest taka sama. W instalacji absorber gromadzi ciepło energii słonecznej w celu wykorzystania jej do ogrzania zbiornika wody. Jednak należy mieć na uwadze, że kolektory sloneczne różnią się względem siebie budową, która ma wpływ na sposób ich działania oraz wydajność. Dlatego warto poznać te różnice i dobrać urządzenie odpowiadające naszym wymaganiom stawianym instalacji solarnej. Słoneczne kolektory dzielimy na dwa rodzaje:

• kolektory płaskie
• kolektory próżniowe

Kolektory słoneczne płaskie cechują się lepszą wydajnością w ciepłych i bardziej słonecznych miesiącach. Można przyjąć, że najlepiej sprawdzą się w okresie od marca do końca września. Spowodowane jest to tym, że ze względu na wysoką sprawność optyczną, więcej energii słonecznej zamienianej jest na ciepło. Kolektory płaskie mają również większą powierzchnię pochłaniającą promieniowanie niż kolektory próżniowe. Wadą takiego rozwiązania jest natomiast to, jak działają kolektory płaskie, gdy temperatura powietrza zacznie spadać. Wtedy znacząco spada ich efektywność i oddają uzyskane ciepło.

Płaski kolektor wyglądem przypomina grubą taflę szkła. To dlatego, że absorber będący blaszaną płytą z aluminium lub miedzi, zabezpieczony jest szkłem hartowanym. Oczywiście takie szkło musi cechować się ponadprzeciętną przepuszczalnością światła. Mimo grubości około 3-4 mm, przepuszczalność światła do wewnątrz powinna wynosić 90% lub więcej. W tym celu korzysta się z surowców o zmniejszonej zawartości krzemionki oraz żelaza. W Polsce nachylenie takich kolektorów słonecznych to zazwyczaj ok. 45° w południową stronę. Co ciekawe, szacuje się, że w Polsce 90% sprzedawanych kolektorów, to właśnie te płaskie.

Kolektory słoneczne próżniowe cechują się natomiast dużo mniejszą utratą ciepła. Dzięki lepszej izolacji termicznej, gdy różnica temperatury na zewnątrz będą niższe, taka instalacje będzie dużo wydajniejsza. Izolatorem w takiej instalacji jest właśnie próżnia, która pełni taką samą funkcję, jak wełna mineralna w kolektorach płaskich. Ponieważ w rurach nie ma powietrza, wyeliminowane zostało przewodzenie cieplne oraz konwekcja. Kolektory próżniowe nie składają się z wielkopowierzchniowego absorbera w postaci płyty. To konstrukcja składająca się z małych segmentów, każdy z nich ma powierzchnię absorbującą zamkniętą w próżniowej rurze. Należy jednak pamiętać, że próżnia, która w zimnych miesiącach daje wymierne korzyści, może sprawiać problemy w najcieplejszych dniach roku. Ponieważ kolektory próżniowe nie oddają ciepła, może zdarzyć się, że dojdzie do przegrzania instalacji.

Bardzo ważne jest odpowiednie dopasowanie powierzchni pochłaniającej. Oczywiście w internecie znajdziemy wiele treści pomagających nam w obliczeniu odpowiedniego zapotrzebowania czy w wyborze najlepszego dla nas produktu. Jednak w celu obliczenia naszego zapotrzebowania najlepiej skontaktować się z jedną z dostępnych firm zajmujących się montażem instalacji solarnej. Najczęściej wymaga to jedynie pozostawienia twoich danych w formularzu i poczekać na kontakt specjalisty, który rozwieje wszelkie wątpliwości. Z treści zawartej w formularzu najczęściej dowiemy się, w jakim czasie możemy spodziewać się kontaktu.

Wydajność kolektorów solarnych

Na efektywność działania kolektorów mają wpływ dwie grupy czynników. Pierwsze to te typowo związane z samym kolektorem. Wpływ na sprawność kolektorów ma sam rodzaj konstrukcji, jakość wykonania czy wykorzystane w produkcji materiały. Należy pamiętać o zaletach i wadach obu typów kolektorów. Jedne będą cechowały się lepszą wydajnością w okresach przejściowych, a inne w najcieplejszych miesiącach w roku. Duży wpływ może mieć również to, jak instalacja została zaprojektowana oraz zamontowana. Instalacja powinna cechować się jak największą prostotą, aby wyeliminować wszelkie możliwe straty ciepła. Równie ważna jest odpowiednia izolacja przewodów. Druga grupa czynników to te atmosferyczne oraz związane z ilością padających promieni słonecznych, które naturalnie trzeba brać pod uwagę przy wszelkich wyliczeniach skuteczności.

Nie można również zapominać o tym, co w instalacjach solarnych najważniejsze, czyli padanie samych promieni słonecznych. Odpowiednie ustawienie instalacji ma ogromne znaczenie, co przekłada się na jej wydajność. Wszystkie odchylenia od kierunku południowego będą przekładały się na obniżenie efektywności działania naszego systemu. Należy pamiętać, że kąt nachylenia względem padających promieni słonecznych w optymalnym scenariuszy powinien zawsze wynosić 90 stopni. Oczywiście jest to niemożliwe, ponieważ słońce zmienia swoją wysokość w ciągu roku na skutek wędrówki punktu górowania. Dlatego za optymalne nachylenie przyjmuje się to w przedziale 45-50 stopni i to pozwala osiągnąć najlepszą skuteczność w skali roku.

Ile kosztują solary?

Oczywiście koszt inwestycji w kolektory słoneczne uzależniony jest od wielu czynników. Już sama decyzja o wyborze rodzaju kolektorów słonecznych próżniowych lub płaskich w zdecydowany sposób determinuję ostateczny koszt instalacji. Kolektory płaskie mogą być nawet dwa razy tańsze od próżniowych odpowiedników. Biorąc pod uwagę współczynnik wydajności do ceny kolektora, można powiedzieć, że wygrają tu kolektory płaskie. Przy cenie prawie dwukrotnie niższej, oferują wydajność w uzyskiwaniu ogrzanej wody użytkowej mniejszą o około 30%. Przy czym kolektory próżniowe swoje zalety będą pokazywały jedynie w okresach przejściowych lub w zimie, gdy będziemy chcieli częściowo ogrzać zbiornik wody w domu. Zakres cen jest naprawdę spory, a koszt instalacji może sięgać od około tysiąca, aż do kilkunastu tysięcy złotych. Dla przykładu kompletny zestaw z zasobnikiem o pojemności 300 litrów, wraz z montażem oraz całością niezbędnego osprzętu będzie nas kosztował od 8000 złotych. Przyjrzyjmy się zatem, jak szybko taka inwestycja się zwróci.

Kolektory słoneczne — opłacalność

Już teraz obserwujemy wzrost zainteresowania na rynku kolektorów słonecznych. Nie ma się czemu dziwić. Koszty instalacji solarnej wciąż maleją i są coraz bardziej przystępne, a gdy dołożymy do tego rosnące opłaty dla elektrociepłowni, łatwo dojść do wniosku, że to opłacalna inwestycja. To ile zaoszczędzimy w skali roku, oczywiście zależy od wielu czynników. Ilość członków rodziny ma duże znaczenie, ale można założyć, że do ogrzania wody w domu zamieszkanym przez cztery osoby zużywających około 250 litrów ciepłej wody dziennie, będziemy potrzebować około 5 metrów kwadratowych kolektorów płaskich. Próżniowych jeszcze mniej, ze względu na ich lepszą wydajność. W tym wypadku wystarczy około 3,5 metra kwadratowego powierzchni. Duży wpływ ma również to, w jaki sposób aktualnie ogrzewamy wodę w domu. Jeśli mamy dostęp do sieci ciepłowniczej może to być oszczędność rzędu 1000 złotych. Jednak gdy do uzyskania ciepłej wody użytkowej korzystamy z węgla, może to być już nawet 3000 złotych. Zwrot kosztów instalacji kolektorów słonecznych oczywiście będzie uzależniony od wielu czynników i może trwać od kilku do kilkunastu lat.

Jak wybrać odpowiednie kolektory?

Z całą pewnością inwestycja w kolektory słoneczne musi być nie tylko dobrze przemyślana, ale również skalkulowana. Z założenia to inwestycja na wiele lat, która potrzebuje swojego czasu, aby się zwróciła. Stąd tak ważne jest to, aby projekt instalacji, montaż, ale też konkretne podzespoły spełniały nasze wymagania i zapewniały wysoką wydajność i wygodę obsługi. Na co zwrócić uwagę? Przede wszystkim należy określić, jak uzyskane energia będzie wykorzystywana, jaką część zapotrzebowania na ciepłą wodę ma zaspokoić i z jakim źródłem ciepła będzie współpracować. Całość musi zostać dokładnie przeliczona, pod kątem wymaganej powierzchni absorbera, co również może motywować jaki rodzaj kolektorów będzie dla nas odpowiedni.

Oczywiście cena zawsze ma spore znaczenie, zwłaszcza że przekłada się na czas zwrotu takiej inwestycji. Jednak powinna być brana pod uwagę dopiero w drugiej kolejności. W momencie, gdy już będziemy mieli dobrane odpowiednie rozwiązania techniczne, gdy będziemy wiedzieli jaki rodzaj produktu jest dla nas odpowiedni, możemy zacząć analizować odpowiednie oferty rynkowe.

Kolektory — słoneczne dla kogo

Zdecydowanie najbardziej opłacalna będzie taka inwestycja w domu gdzie faktycznie zużycie ciepłej wody użytkowej jest spore. Ilość potrzebnej energii oraz oszczędności dla dwuosobowego gospodarstwa domowego będą rzecz jasna proporcjonalnie mniejsze. Osoby korzystające z węgla do ogrzewania wody mogą zyskać najwięcej i najszybciej odczuć realne korzyści. Kolektor to również rozwiązanie dla wszystkich z nas którzy mają na uwadze dbanie o środowisko oraz jakość wdychanego powietrza. Nie dość, że stosując kolektory słoneczne oszczędzamy, to zmniejszamy nasz negatywny wpływ na środowisko. W okresie, gdy baterie słoneczne z naszej instalacji zapewniają pokrycie całego zapotrzebowania ogrzewanej wody, wpływ ten maleje do zera. Kolektory słoneczne to nie tylko ekonomiczne, ale również ekologiczne rozwiązanie!

Wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii oraz wspólna walka o czyste powietrze z miesiąca na miesiąc nabierają rozpędu. Wskazuje na to nie tylko rosnące zainteresowanie wśród osób prywatnych, jak i firm, ale też rządowe programy wsparcia oraz dotacji inwestycji w odnawialne źródła energii. Najpopularniejszą metodą na ekologiczne pozyskiwanie energii elektrycznej jest zastosowanie paneli fotowoltaicznych w naszych domach oraz miejscach pracy. To nie tylko walka o świeże powietrze, ale również realne oszczędności każdego miesiąca, dzięki zmniejszeniu ilości kupowanej z sieci energii elektrycznej. Przyjrzyjmy się bliżej temu, czym faktycznie jest fotowoltaika oraz jak działają i ile kosztują panele słoneczne.

Fotowoltaika — co to jest.

Fotowoltaika jest dziedziną nauki, która zajmuje się procesem przetwarzania promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Zjawisko efektu fotowoltaicznego zostało pierwszy raz zaobserwowane w 1839 roku, a opisane oraz wytłumaczone w 1905 roku przez Alberta Einsteina. W 1916 roku polski naukowiec Jan Czochralski opracował metodę wytwarzania monokryształów metali, która do dziś jest najpopularniejszą metodą wykorzystywaną w produkcji paneli słonecznych z monokryształów krzemu. Jak przebiega sam proces wytwarzania energii?

Promienie słoneczne, które wykorzystujemy do wytwarzania energii elektrycznej, muszą padać na ciało stałe, które jest półprzewodnikiem. Tym ciałem tworzącym panel fotowoltaiczny jest modyfikowany krzem. Ogniwa fotowoltaiczne tworzą złącza P-N, w których poprzez działanie promieni słonecznych elektrony zostają wzbudzone i przechodzą na wyższy poziom energetyczny. Po podłączeniu do ogniwa urządzenia pobierającego energię powstaje przepływ prądu elektrycznego. To zjawisko nazywamy konwersją fotowoltaiczną. Tyle teorii, przejdźmy do samych paneli, których montaż ma zaspokoić nasze zapotrzebowanie na energię elektryczną.

Instalacje oraz panele fotowoltaiczne

Instalacje fotowoltaiczne składają się z dwóch głównych elementów. Tym pierwszym i jednoznacznie kojarzącym się z odnawialnymi źródłami energii, są oczywiście panele słoneczne. Ich zadaniem jest zamienianie energii słonecznej w prąd stały. Wytworzona w ten sposób energia trafia następnie do inwertera solarnego, który zamienia uzyskany prąd stały w prąd zmienny o napięciu 230 V. Panele słoneczne nie wymagają konserwacji i są całkowicie bezobsługowe. Dodatkowo takie instalacje nie wytwarzają żadnych szkodliwych substancji i generują energię całkowicie bezgłośnie. Panele słoneczne oczywiście różnią się między sobą nie tylko cenami, ale również tym jaką oferują wydajność i sprawność. Główny podział na rodzaje paneli fotowoltaicznych wynika z procesu ich produkcji. Na rynku najbardziej popularne są dwa rodzaje: moduły monokrystaliczne oraz polikrystaliczne.

Moduły monokrystaliczne

Do produkcji modułów fotowoltaicznych wykorzystywany jest krzem, który jest stapiany. W tym procesie powstaje jednolita masa o temperaturze 1500 stopni Celsjusza. Wprowadzając krystaliczny zarodek oraz poprzez późniejsze wyciąganie i obracanie wokół własnej osi, wytwarzany jest cylindryczny monokryształ. Efektem końcowym produkcji, jest jak sama nazwa wskazuje, jest pojedyncza struktura krystaliczna. W ten sposób otrzymujemy ogniwo, które jest solidnym kryształem. Monokrystaliczne panele fotowoltaiczne gwarantują największą sprawność spośród wszystkich oferowanych na rynku modułów.

Na rynku dostępne są również ogniwa monokrystaliczne Full Black. Jest to rozwiązanie dla osób, które szukają rozwiązania nie tylko efektywnego, ale również estetycznie wyglądającego. Cechują się tym, że mają głęboki czarny kolor i sprawiają wrażenie gładkiej czarnej powierzchni. Czarna powłoka, czarna ramka i podbitka oraz brak widocznych komórek sprawia, że łatwiej je ukryć i wtopić w strukturę otoczenia. Więcej o nich przeczytasz w artykule Panele full black na naszej stronie.

Moduły polikrystaliczne

Polikrystaliczne panele fotowoltaiczne to najpopularniejsze z ogniw oferowanych na rynku. Swoją popularność zawdzięczają dobremu stosunkowi jakości oraz sprawności do swojej ceny. Warto jednak zauważyć, że taka sama powierzchnia paneli fotowoltaicznych polikrystalicznych wytworzy dla nas mniej energii niż instalacje z wykorzystaniem ogniw monokrystalicznych.

Moduły polikrystaliczne powstają na skutek połączenia ze sobą kilku bloków krzemu. Po ich skrystalizowaniu tworzona jest jedna bryła. Powstała w ten sposób bryła następnie jest cięta na odpowiednio cienkie plastry. Ostatnim krokiem jest przetworzenie ich w taki sposób, przybrały formę ogniw fotowoltaicznych.

Sprawność paneli fotowoltaicznych

To, jaką sprawnością cechują się dane panele fotowoltaiczne, ma bezpośrednie przełożenie na to, ile wytworzymy dzięki nim energii elektrycznej. Na sprawność paneli wpływają dwie grupy czynników. Pierwsza to typowo techniczna, gdzie na sprawność ma wpływ technologia, w jakiej wykonane są panele fotowoltaiczne, struktura krystaliczna materiału, właściwości optyczne zastosowanych powłok antyrefleksyjnych czy jakość połączeń pomiędzy poszczególnymi ogniwami. Drugą grupą czynników są te związane już samym miejscem oraz sposobem montażu. Ze względu na warunki pogodowe, kąt nachylenia instalacji czy samą lokalizację, ogniwa fotowoltaiczne o takiej samej sprawności nominalnej mogą wykazywać inną sprawność oraz wydajność, co przełoży się na efekty uzyskiwane z instalacji fotowoltaicznych. Dlatego sprawność obliczana jest jako stosunek generowanej mocy do mocy promieni słonecznych padających na panele fotowoltaiczne.

Moduły monokrystaliczne cechują się sprawnością na poziomie 18-22%, a polikrystaliczne rzędu 14-18%. Kiedy należy zwracać uwagę na sprawność, jaką oferują panele fotowoltaiczne? Przede wszystkim w sytuacjach, gdzie mamy ograniczoną powierzchnię umożliwiającą montaż instalacji PV. Moduł oferujący większą sprawność, na takiej samej powierzchni wygeneruje dla nas więcej mocy.

Montaż paneli PV

Panele słoneczne najczęściej montowane są na dachach budynków, zarówno nachylonych, jak i płaskich. Zdarza się również, że instalacja montowana jest na elewacji budynku lub po prostu na gruncie. Najczęstszym oraz najbardziej efektywnym sposobem instalacji jest jednak nachylona pod kątem 30-35 stopni południowa strona dachu. Taki sposób montażu pozwala uzyskać najlepsze wyniki generowanej energii elektrycznej przez ogniwo fotowoltaiczne.

Ile kosztują panele słoneczne?

Faktem jest, że coraz bardziej opłacalna staje się inwestycja w panele fotowoltaiczne. Cena paneli czy kolektorów staje się coraz bardziej przystępna. Tak samo montaż ogniw czy koszty innych podzespołów potrzebnych w instalacji. Cieszy również ilość dostępnych na rynku ofert oraz produktów, przez co rynek staje się coraz bardziej konkurencyjny. Również programy rządowe przekładają się na to, że coraz więcej osób może pozwolić sobie na instalację paneli fotowoltaicznych. Spadek cen również oznacza, że inwestycja w ogniwa fotowoltaiczne szybciej będzie się zwracać w kolejnych latach.

Według danych Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w czasie pierwszych 100 dni trwania programu „Mój prąd” średni koszt instalacji w panele fotowoltaiczne wyniósł niecałe 26 tys. złotych. Gdy odejmiemy od tej kwoty wypłacane dotacje sięgających średnio 5000 złotych, okaże się, że koszt zamontowania paneli wyniósł średnio niewiele ponad 20 tys. złotych. Warto również wziąć możliwość odliczenia tej kwoty od podatku dochodowego, co pozwoli jeszcze bardziej obniżyć finalny koszt takiej inwestycji.

Jakie są ceny samych paneli? Koszt cieszących się aktualnie dużą popularnością paneli fotowoltaicznych o szczytowej mocy 320 Wp to około 600 złotych. Zakładając, że decydujemy się na instalacje składającą się z 15 sztuk takich paneli fotowoltaicznych, zapłacimy za nie około 9000 złotych. Oczywiście patrząc na koszty nie należy sugerować się jedyne ceną za pojedynczy panel. W tym celu najlepiej sugerować się mocą znamionową paneli wyrażoną w jednostce Wp (Watt Peak) i w ten sposób obliczyć cenę 1Wp. Tym sposobem określimy ile złotych będzie kosztował każdy Wp mocy.

Aby wstępnie wyliczyć nasze zapotrzebowanie na panele fotowoltaiczne oraz wyliczyć ich koszt, możemy posłużyć się dostępnymi w sieci kalkulatorami. Pewniejszym rozwiązaniem będzie skorzystanie z pomocy jednej z firm montażowych. Wystarczy, że na stronie zostawimy swoje dane, a instalator się z nami skontaktuje i pozwoli rozwiać wszelkie wątpliwości. Należy jednak pamiętać, że takie strony korzystają z plików cookies. Cookies to pliki, które w ramach naszego przeglądania stron gromadzą dane, aby poprawić jakość działania i obsługi witryny. Zupełnie nie należy się ich obawiać, jednak w przypadku problemów z działaniem strony warto pliki cookies skasować z poziomu ustawień przeglądarki internetowej.

Panele, a kolektory słoneczne

Warto pamiętać o tym, że panele słoneczne, a kolektory to dwie zupełnie różne kwestie. Co prawda oba produkty można wykorzystać, aby podgrzewać wodę, oba do swojego działania potrzebują promieniowania słonecznego, jednak z zasady są instalowane w innym celu.

Kolektory słoneczne w przeciwieństwie do paneli fotowoltaicznych wytwarzają ciepło. Wytworzone w ten sposób ciepło wykorzystujemy najczęściej do podgrzania wody, czyli uzyskania tak zwanej ciepłej wody użytkowej (C.W.U.). Jak to działa? Kolektory słoneczne pochłaniają promieniowanie słoneczne i zamieniają je w ciepło. Następie wytworzone ciepło odbierane jest przez czynnik roboczy, który przepływając rurami do wężownicy przekazuje ciepło dalej. Panele słoneczne pozwalają nam wytworzyć energię elektryczną, którą możemy wykorzystać w dowolnym celu. Oczywiście wytworzona energia może posłużyć nam również do ogrzania wody.

Kolektory słoneczne są zatem dedykowane tym wszystkim, którym zależy na uzyskaniu C.W.U. w ekologiczny sposób. Montaż kolektorów jest w stanie zapewnić nam pokrycie większości zapotrzebowania na ciepłą wodę w ciepłych i słonecznych porach roku — od wiosny do jesieni. W pozostałych miesiącach potrzebować będziemy kotła, który wodę dogrzeje, co i tak jest realną korzyścią, gdyż wodę będziemy podgrzewać z poziomu 20 stopni Celsjusza. Kolektory słoneczne mogą również służyć do dogrzewania domu w okresach przejściowych.

Oczywiście kolektory słoneczne różnią się funkcjonalnością, na co największy wpływ ma ich budowa. Warto wybrać odpowiednie produkty do naszych wymagań, aby spełniały nasze oczekiwania w kolejnych latach. Kolektory dzielimy na dwa rodzaje:

• kolektor płaski
• kolektor próżniowy

Kolektory płaskie przy takiej samej powierzchni zabudowy mają większą powierzchnię pochłaniającą promieniowanie niż kolektory próżniowe. Kolektory próżniowe natomiast cechują się lepszą izolacją termiczną. Skutkuje to tym, że kolektory płaskie uzyskają więcej ciepła w miesiącach, gdy nasłonecznienie jest intensywne i nie musimy przejmować się stratą ciepła. Natomiast jesienią i zimą przewagę będą miały kolektory próżniowe, nie wytracając aż tak ciepła.

Panele słoneczne, to przyszłość!

Patrząc na statystyki, ale również gołym okiem po dachach budynków, z łatwością stwierdzimy, że fotowoltaika nabiera dużego rozpędu, a ilość inwestycji stale rośnie. Nie ma się co dziwić. Darmowe promienie słoneczne są trzecim co do wielkości źródłem energii odnawialnej na świecie, co przekłada się na coraz częściej pojawiające się panele oraz kolektory słoneczne! Pozwalają nie tylko obniżyć comiesięczne rachunki czy koszty w działalności gospodarczej. Nie tylko przez wytworzenie energii elektrycznej dla siebie, ale również przez ewentualne odsprzedawanie nadwyżek do sieci energetycznej. To również przyczynienie się do poprawy jakości powietrza w naszej najbliższej okolicy. Nie mamy tu żadnych wątpliwości, instalacje fotowoltaiczne w kolejnych latach będą lawinowo zyskiwały na popularności, a tematem warto zainteresować się już dziś.

Fotowoltaika jest bez wątpienia dziedziną stosunkowo nową, ale bardzo obiecującą. Czerpanie energii elektrycznej z promieni światła słonecznego to szansa na odnowę Ziemi, a także dobra wiadomość dla naszego portfela, ponieważ słońce nie wysyła rachunków za energię. Niestety, zanim zaczniemy czerpać korzyści z posiadanej instalacji fotowoltaicznej, musimy ją odpowiednio zaplanować, kupić najlepsze materiały, a na końcu zapewnić dobry montaż. Czym jest uziemienie systemu fotowoltaicznego i dlaczego musisz o tym pamiętać?

Fotowoltaika, czyli pozyskiwanie energii elektrycznej ze słońca

Zanim przejdziemy do kwestii montażowych, w tym uziemienia instalacji fotowoltaicznej, przypomnijmy sobie w skrócie, jak działa fotowoltaika. W jaki sposób możliwe jest pozyskiwanie energii elektrycznej ze słońca?

• Specjalne ogniwa fotowoltaiczne, które mają możliwość pochłaniania energii słonecznej i przeistaczania jej w prąd, montowane są najczęściej na dachach budynków w postaci modułów fotowoltaicznych.
• Ogniwa zamieniają energię słoneczną w prąd stały. Dlatego instalacja musi być wyposażona w inwerter fotowoltaiczny, inaczej falownik, który prąd stały zamieni w prąd zmienny, dzięki temu urządzenia w domu nie zostaną uszkodzone z powodu stałego napięcia.
• Oprócz paneli fotowoltaicznych, inaczej modułów i inwertera, konieczne jest także wyposażenie instalacji w szereg elementów zabezpieczających, takich jak regulator ładowania i bezpiecznik.

Zarówno materiały konieczne do stworzenia konstrukcji, jak i zasady, które należy zastosować, montując system fotowoltaiczny do budynku, stanowią o ostatecznym efekcie całej instalacji PV. Możesz korzystać z dowolnych materiałów i ekipy montażowej, którą uznasz za stosowną, jednak pamiętaj, że w przypadku słabej jakości materiałów, lub błędów montażowych, wyłącznie Ty będziesz osobą poszkodowaną. Zastosowanie instalacji fotowoltaicznych jest naprawdę polecane, jednak wymaga to odpowiedniego planu i podstaw wiedzy, które pozwolą nam nie zostać oszukanymi. Pozwolą także uniknąć błędów, najczęściej podczas dobierania materiałów, za które sami odpowiadamy. O wszystkim, co warto wiedzieć, powiemy sobie w dalszej części artykułu.

Uziemienie systemów fotowoltaicznych, co to jest?

Kiedy czytamy o fotowoltaice, rzadko mamy okazję dostać się do informacji, które zwracają uwagę na szczegóły każdej konstrukcji. Przeciętnie wiemy, że fotowoltaika składa się z paneli fotowoltaicznych i że na instalacji PV nie można oszczędzać. Wiemy też, że dobry system fotowoltaiczny pozwoli nam czerpać 100% energii elektrycznej dla domu ze słońca. W związku z tym rachunki za prąd przestają należeć do naszych obowiązków. Żeby jednak dowiedzieć się więcej na ten temat, musimy od razu skorzystać z usług dobrego fachowca, lub rozłożyć w głowie fotowoltaikę na części i maksymalnie uzupełnić swoją wiedzę na temat każdego z tych elementów. Oczywiście nie musisz mieć profesjonalnej wiedzy na temat fotowoltaiki w małym palcu, ale dobra znajomość konstrukcji pozwoli Ci zniwelować ryzyko ewentualnych pomyłek i tym podobnych zdarzeń. Nasz upór w tej kwestii można łatwo wytłumaczyć. Wyobraź sobie, że kompletnie nie znasz się na płytkach do łazienek. Wybierasz te, które Ci się podobają i zatrudniasz fachowca, który skusił Cię dobrą ceną. Nie jesteś w stanie sprawdzić jego narzędzi ani monitorować jego pracy, ponieważ nie wiesz, jak prawidłowo ciąć ceramikę i nie znasz się na kładzeniu fug. Dlatego nie możesz mieć później żalu do świata, że kiepski fachowiec, bardzo ładne płytki, położył byle jak. W dodatku po krótkim czasie korzystania zaczynają tracić swoje korzystne właściwości. Z budową instalacji fotowoltaicznych jest tak samo, tylko na znacznie większą skalę.

Uziemienie fotowoltaiki, co to jest i dlaczego należy o tym bezwzględnie pamiętać? Wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z elektrycznością, konieczny jest szereg zabezpieczeń. Tak samo jest w instalacji fotowoltaicznej, gdzie dba się o odpowiednie zabezpieczenie poszczególnych elementów, o czym powiemy sobie trochę niżej. Uziemienie ma taką samą funkcję, co inne rodzaje zabezpieczeń: Chroni nie tylko naszą instalację, ale również nasz dom i nas samych. Uszkodzenia instalacji mogą doprowadzić do przeładowania, a następnie do wybuchu instalacji lub zwarcia, które skończy się pożarem. A jeśli nie wiesz, jak szybko rozprzestrzenia się ogień, porozmawiaj z osobami, które w wyniku pożaru straciły cały majątek. W kilka minut. Mamy nadzieję, że ten argument przekonuje Was, by dopełnić wszelkich wymogów bezpieczeństwa. Co daje nam uziemienie instalacji PV?

• Uziemieniu podlegają ramki modułów i konstrukcje wsporcze, czyli wszelkie metalowe elementy konstrukcji. Kiedy nie zostaje to zrobione (a montażyści bardzo często uziemienie kompletnie ignorują), to pojawiają się tak zwane prądy pasożytnicze oraz wysokie napięcie elektrostatyczne.
• Uziemiona instalacja chroni nas i naszą posiadłość przed pożarem.
• Dzięki uziemieniu nie musimy się martwić także zmiennymi zjawiskami pogodowymi, takimi jak intensywne opady i burze.
• W uziemionej instalacji PV nie dochodzi do zjawisk przepięcia, a w razie uszkodzenia modułów nie musimy martwić się wpływem uszkodzeń na cały system fotowoltaiczny.

Ochrony nigdy za wiele, jednak samo zdecydowanie się na uziemienie to nie wszystko. O ile budowa modułów fotowoltaicznych zwykle nie budzi żadnych zastrzeżeń, o tyle montaż może okazać się bardzo wadliwy. W Polsce wciąż brakuje fachowców, którzy mają 100% doświadczenia i wymaganych umiejętności, ponieważ kwestia instalacji fotowoltaicznych jest wciąż dość świeżym rodzajem inwestycji w naszym kraju. W końcu nie każdy może sobie pozwolić na montaż modułów fotowoltaicznych w swoim domu, bo wciąż jest to zbyt duża inwestycja. Możesz natomiast samemu zwrócić uwagę na istotne kwestie. Pamiętaj, że każda metalowa część oraz ramki modułów muszą zostać uziemione. Wystarczą podstawy wiedzy o elektryczności, by zauważyć, kiedy doszło do błędu. Natychmiast będzie można go zweryfikować z fachowcem i naprawić, bez ponoszenia dodatkowych kosztów.

Jak można zabezpieczyć instalację fotowoltaiczną? Dobór materiałów do instalacji PV

Nie tylko uziemienie jest sposobem na zabezpieczenie urządzeń i całego budynku w przypadku uszkodzenia instalacji, czy innych zdarzeń losowych. Instalację tworzy się z myślą o tym, by działała nieprzerwanie przez okres około 30 lat. Nie jest to jednak rzeźba, by odpowiednie czyszczenie było w stanie zapewnić jej świetność na długie lata, a złożony system, o który trzeba nie tylko dbać, ale również dobrze dopasować ze sobą wszystkie elementy. Zupełnie jak w zegarku, który zamiast wskazywać godzinę, doprowadza energię elektryczną do wszystkich urządzeń w domu.

Zanim zaczniesz rozważać, jak zabezpieczyć swoją przyszłą instalację fotowoltaiczną, rozpocznij od doboru odpowiednich materiałów do instalacji PV. Pokrótce omówimy sobie po kolei każde z nich.

1. Wybór modułów fotowoltaicznych. To właśnie ogniwa sprawiają, że instalacja jest w stanie pobierać energię słoneczną, która jest, za ich pośrednictwem, przemieniana w energię elektryczną stałą. W produkcji paneli zastosowanie ma krzem, który jest materiałem bardzo drogim, stąd wysoka cena modułów fotowoltaicznych, które tworzą duży procent wszystkich kosztów. Nie pozostaje nic innego, jak po prostu się z tym pogodzić i znaleźć przede wszystkim nowe, wydajne i dopasowane do zapotrzebowania naszego budynku i urządzeń na energię moduły.
2. Falownik, zwany inwerterem fotowoltaicznym, to narzędzie, które odpowiada za podłączenie energii instalacji PV do urządzeń w budynku. To właśnie falownik zmienia energię stałą w energię zmienną, dopasowaną do poszczególnych sprzętów w domu. Dzięki temu mamy pewność, że nadmiar mocy nie uszkodzi nam cennych urządzeń.
3. Akumulator, który tworzy najważniejszy element w przypadku instalacji PV Off-Grid, a więc takich, które nie korzystają z przyłącza do sieci elektroenergetycznej. Akumulator musi mieć odpowiednią pojemność, by zbyt szybko nie dochodziło do jego wyładowania. Pełne naładowania i wyładowania akumulatora tworzą tak zwane cykle, a przeciętnie akumulator ma ich 400 na cały swój okres przydatności. Przy posiadaniu kiepskiego akumulatora może się okazać, że mimo uziemienia, doskonałych modułów, falownika oraz innych materiałów, nasza instalacja nie spełnia teoretycznych założeń, a akumulator kończy swój żywot po około 1,5 roku. Wydawać około 2 tys. zł co 2 lata przez 30 lat? Mało kusząca perspektywa.
4. Jeśli masz w swoim domu instalację elektryczną, dane Ci jest posiadanie także bezpieczników. W przypadku instalacji fotowoltaicznej również musisz zaopatrzyć się w bezpieczniki, które pozwolą Ci mieć pod kontrolą wszelkie wyładowania i ewentualne uszkodzenia instalacji PV.
5. Do każdej instalacji przyda się także kontroler ładowania inaczej nazywany regulatorem ładowania. To urządzenie ma bezpośredni związek z działaniem akumulatorów, ponieważ dzięki regulatorom dane jest dłuższe życie akumulatorów. Zamontowane na dachu panele słoneczne mogą ulec uszkodzeniu lub dojdzie do nierównomiernego oświetlania modułów. Jako że działają one zależnie od siebie, jeżeli jeden panel będzie mniej wydajny, pozostałe także. Regulator ma za zadanie śledzić punkt mocy maksymalnej. Znajduje się on po tej stronie paneli, gdzie znajduje się punkt mocy, dzięki temu nieustannie podąża za maksymalną wydajnością całego systemu. Zatem niezależnie od pogody, czy zacienienia, dane nam będzie swobodne korzystanie z ekologicznego zasilenia sprzętów w domu.

Na co trzeba uważać w przypadku instalacji fotowoltaicznych?

W teorii oraz na zdjęciach wszystko wygląda pięknie. Wybierasz panele słoneczne, specjalista montuje je na dachu, łączy ze sobą kilkanaście kabelków, które masz podsumowane w bezpiecznikach do instalacji, wykonuje uziemienie i gotowe! Po dniu pracy (nie naszej) dane jest nam cieszyć się ekologicznym dostępem do prądu. Niestety budowa systemów fotowoltaicznych niesie ze sobą znacznie więcej złożonych plików, a odpowiedzialność za wiele istotnych kwestii leży po naszej stronie. To prawda, że najważniejszą pracę wykonuje fachowa firma, ale z fotowoltaiką jest podobnie, jak z jedzeniem w restauracji: przygotowuje je szef kuchni, ale to Ty decydujesz, co wybrać z menu. Na co trzeba zatem uważać w przypadku instalacji fotowoltaicznych?

• Na początek warto określić szanse budynku, który masz zamiar zaopatrzyć w panele słoneczne. Jak mieszkasz w otoczeniu wieżowców, a drzewa kładą cień na większą część dachu, wróć do rozważań o fotowoltaice po ewentualnej przeprowadzce.
• Jedną z pierwszych rzeczy, jakie bierze się pod uwagę przy opracowywaniu planu fotowoltaiki, jest kąt nachylenia dachu. To on decyduje o ekspozycji paneli na światło słoneczne i pozwala zdecydować o najlepszym miejscu dla modułów fotowoltaicznych.
• Jeśli oglądasz panele słoneczne na dowolnej stronie sklepu internetowego, zobaczysz, że w większości są one bardzo drogie. Na tyle drogie, że niskie ceny wzbudzają niepokój. Często z tego powodu decydujemy się na panele używane, co jest złym pomysłem. Mówiliśmy już o tym nie raz, teraz znowu podkreślamy, że panele fotowoltaiczne to jeden z najważniejszych składników systemu. Muszą być nowe, a wszelkie, nawet najdrobniejsze uszkodzenia, zarówno ramy modułu, jak i środka sprawiają, że natychmiast należy oddać je na reklamację.
• Podobnie rzecz ma się z akumulatorem, falownikiem i zabezpieczeniami fotowoltaiki. Powinny być to sprzęty nowe i idealnie dopasowane do indywidualnych potrzeb, jakie generuje akurat Twoja instalacja.
• Zainstalowane na Twoim dachu panele muszą spełniać wymagania domu, jeśli chodzi o energię elektryczną. W związku z tym trzeba dobrać odpowiednią ilość oraz moc paneli słonecznych, by były w stanie zaopatrzyć nasz dom w energię. Należy także zadać, by urządzenia kontrolujące pracę paneli nie wpływały negatywnie na pozyskiwaną produkowaną energię. Na przykład słabszy akumulator może obniżyć wydajność paneli solarnych.
• Dla dopełnienia wszystkich potrzeb i wymagań koniecznych do tego, by nasz system działał bez zarzutu, jest zatrudnienie dobrej ekipy montażowej, czyli zespołu fachowców, którym można zaufać i którzy nie zignorują żadnego ważnego szczegółu montażu modułów solarnych.

Zagrożenia dla instalacji fotowoltaicznej, jak się przed nimi ustrzec?

Fotowoltaika to system przemyślany i składający się z tak wielu elementów, które ze sobą współdziała, nie dlatego, że musi wytrzymać około 30 lat, ale dlatego, że na działanie instalacji czyha wiele zagrożeń. Może nie aż tak wiele, ale istotnych zagrożeń.

• Zacienienie paneli, czyli moment, kiedy nie na wszystkie panele i nie w całkowitym stopniu pada światło słoneczne. Zamontowane na dachu panele nawet przy doskonałych obliczeniach mogą nie ustrzec się przed cieniem, co ma katastrofalne skutki dla naszych oszczędności. Panele stają się mało wydajne. Nie mamy możliwości zapewnić instalacji stałego dostępu do słońca. Stąd wymyślono diody bocznikujące. W naszych warunkach często są one w działaniu. Przejmują kontrolę nad modułami w przypadku, gdy zacienione zostaje ponad 20% instalacji. Wtedy miejsca, na które pada cień, zostają wyłączone z działania, a energia przepływa dalej przez diody. Wtedy zamiast 100% spadku pozyskiwania energii, mamy 30% spadek.
• Nieprawidłowe wykonanie uziemienia instalacji, czyli najczęściej pominięcie niektórych elementów, na przykład ramy modułu. Źle wykonane uziemienie ma znaczenie dla jakości ochronny naszej instalacji, która w efekcie nie jest dobrze zabezpieczona.
• Przyczyna słabszej wydajności instalacji może leżeć po stronie akumulatora, który często pozbawiony jest odpowiedniej troski i dbałości. Nie uważamy, by była to wina użytkowników, ale sposobu przedstawienia fotowoltaicznego menu. Bardzo rzadko słyszy się o tym, że mimo długotrwałej świetności paneli oraz innych elementów instalacji, akumulator jest tą częścią, która ma zdecydowania krótszy termin przydatności. Jeżeli decydujesz się na zupełnie niezależną instalację fotowoltaiczną, musisz liczyć się z koniecznością częstych przeglądów i wymieniania akumulatora, by w żaden sposób nie wpływał on na mniejszą wydajność systemu fotowoltaicznego.
• Źle dobrane materiały do instalacji także są zagrożeniem dla pracy całego systemu. Kupno używanych paneli, tanie elementy zabezpieczające o podejrzanej jakości: wszystko to przyczynia się do krótszego okresu świetności fotowoltaiki, a także zaopatruje nas w mniejsze ilości energii elektrycznej w stosunku do wykonanych wcześniej obliczeń.

W przypadku dokonywania obliczeń, materiałów tworzących system, warunkach uziemienia nie można zapomnieć także o ekipie montażowej. Zatrudnienie kompetentnego fachowca to wisienka na torcie naszego systemu. Instalatorzy bardzo często ignorują konieczność uziemienia instalacji lub popełniają klasyczne błędy, na które przeciętny klient nie zwraca uwagi, bo nie ma do tego odpowiedniej wiedzy. To wiadome, że wszystkim nam zależy na jak najszybszym zakończeniu wszelkich prac remontowych, ale montaż fotowoltaiki to maksymalnie 2 dni. Warto ten czas poświęcić na dokładność i czujność.

Czy fotowoltaika jest bezpieczna?

Wyżej mówiliśmy sobie o zagrożeniach, na które narażona jest fotowoltaika w procesie budowy i eksploatacji. Tym razem powiemy kilka słów o tym, jakie i czy w ogóle niesie zagrożenia dla człowieka. W końcu nowoczesne panele nie służą jedynie dla ozdoby, a stanowią skupisko bardzo wysokiego napięcia elektrycznego, które stanowi bezpośrednie zagrożenie dla ekipy montażowej oraz konserwatorów, którzy regularnie dokonują przeglądu instalacji. Napięcia nie da się zredukować, nawet odłączając falowniki łańcuchowe. Z tego względu zbliżanie się do modułów wymaga najwyższej ostrożności i najlepiej nie decydować się na samodzielne naprawy, bez odpowiedniego sprzętu i wiedzy.

Chociaż fotowoltaika jest uznawana za bardzo bezpieczny rodzaj pozyskiwania prądu, to dane wskazują na obecność pożarów w domach jednorodzinnych, gdzie winna jest energia elektryczna. Wina nie stoi po stronie fotowoltaiki, chociaż nagromadzona energia z pewnością przyspiesza proces zniszczenia. Najczęstszą przyczyną pożarów jest posiadanie starej i wadliwej instalacji elektrycznej w domu. Dlatego, jeśli decydujesz się na unowocześnienie domu i wyposażenie go w fotowoltaikę, nie zapomnij także o przewodach elektrycznych w domu. Często przy remontach domów i mieszkań, przewody umieszczone w ścianach nie wchodzą w ramy naszych remontowych zainteresowań, co może skończyć się różnie. Natomiast, jeśli chcesz, by Twój dom był dla Twojej rodziny ostoją przez długie lata, również dla przyszłych pokoleń, nie wykonuj renowacji tylko powierzchownie. Jak już brać kredyt na fotowoltaikę, można także uwzględnić wydatki związane z wymianą instalacji elektrycznej w domu. Nie będziesz tego żałować!

A skoro rozmawiamy o pożarach i zwarciach instalacji elektrycznej, to właśnie regulator ładowania oraz uziemienie instalacji pozwala na skuteczne zabezpieczenie naszego domu. Skłaniamy się nawet ku temu, że uziemienie jest kluczowe, ponieważ zwarcie poprowadzone do ziemi wywoła uszkodzenie izolacji. To z kolei spowoduje, że system wyłączy się i do pożaru nie dojdzie. Chociaż nie dane nam będzie ocalenie przepalonych przewodów, to ocalimy przynajmniej swój majątek.

Jak obliczyć zapotrzebowanie na energię elektryczną dla domu?

W tym momencie warto przypomnieć, że fotowoltaika dostępna jest w 2 charakterystycznych wielkościach. Otóż wyróżniamy tak zwane mikroinstalacje, które nie przekraczają 10 kW prądu. Jako że przeciętny dom jednorodzinny potrzebuje zwykle od 10 kW do 15 kW, to trzeba liczyć się z tym, że część energii będzie pobierana z sieci elektroenergetycznej. Taki mniejszy system jest tańszy w budowie, a w dodatku łatwo uzyskać na nią dofinansowanie ze strony państwa. Dzięki temu przy niewielkim nakładzie kosztów mamy szansę na znaczne obniżenie rachunków za energię elektryczną i unowocześnienie swojego domu. Mikroinstalacja z przyłączeniem do sieci nosi miano On-Grid.

Drugim rodzajem jest już standardowy system fotowoltaiczny, który również może zostać przyłączony do sieci, ale już w momencie planowania zakładamy jego niezależność. Sieć elektroenergetyczna służyć ma bardziej magazynowaniu nadwyżek energetycznych niż faktycznej pomocy w razie niedostatku prądu. Niektórzy stawiają również wyłącznie na moc akumulatora i pozostawiają system niezależnym, czyli mają instalację Off-Grid. Tutaj konieczne jest wykonanie obliczeń dotyczących zapotrzebowania na energię w domu, by nie wykonać instalacji za dużej bądź za małej w stosunku do wymagań. Wszystko to związane jest z kosztami początkowymi, a także tymi, które nadejdą w trakcie korzystania z fotowoltaiki.

Bez względu na to, na który rodzaj instalacji się zdecydujesz, nadszedł czas na wykonanie plików z odpowiednimi obliczeniami. Tak, są one równie ważne dla mikroinstalacji, szczególnie przy wykonywaniu przyłącza do sieci elektroenergetycznej. Ostateczna liczba zużycia, które podasz we wniosku, decyduje o opłatach, jakie będą od Ciebie pobrane w momencie wykonania przyłącza i dalej, kiedy panele na dachu zaczną częściowo obniżać rachunki za energię elektryczną. Oto podstawowe obliczenia, które trzeba wykonać.

• Najpierw sumujemy moc wszystkich urządzeń w domu, zupełnie tak, jakby działały wszystkie na raz. Wynik będzie przyprawiał o zawał serca, ale nie tę liczbę przedstawiasz w dokumentach. Pomocne będzie utworzenie kilku plików, gdzie zestawisz ze sobą te sprzęty, które zużywają najwięcej prądu, a które często działają jednocześnie. Chodzi o to, by podać to maksymalne zapotrzebowanie na energię, jakie może wystąpić w danym momencie. Wyjaśnimy to sobie na prostym przykładzie. Jak wiemy, dużo prądu zużywa lodówka, pralka oraz urządzenia grzewcze, na przykład czajnik. To przykład uproszczony, dlatego nie wymieniamy pozostałych urządzeń, które mieszczą się w ramy elektrycznych. Właściciel domu, chcąc zaoszczędzić, podał maksymalne zużycie prądu, biorąc pod uwagę jedynie lodówkę i żelazko. Zadowolony, bo zapłacił mniej za przyłącze, nie wie, że sam sobie zorganizował szkodę. Po pierwsze w wyniku większej eksploatacji prądu, niż deklarował, będzie płacił wyższe rachunki, a po drugie niedostosowane przewody instalacji mogą nie wytrzymać natężenia prądu, co może doprowadzić do przepalenia się przewodów, a nawet pożaru. Właściciel powinien zatem przedstawić wszystkie z powyższych urządzeń, ponieważ korzysta z nich często jednocześnie.

• Wszelkie obliczenia oczywiście konsultujesz ze specjalistą, ale jak już zaznaczyliśmy, musisz to nadzorować. To Ty wiesz, z jakich urządzeń korzystasz i co powinno stanowić największą wartość plików z obliczeniami. Warto zwracać uwagę, by wykonane przyłącze było trójfazowe. Można się spotkać z zaleceniami, że dla małych domów dobre będzie przyłącze jednofazowe, jednak jest ono zbyt słabe, jak na dzisiejsze standardy. Od razu zatem decyduj się na przyłącze trójfazowe, a kiedy masz stare, przy odpowiedniej okazji wymień je na nowe, właśnie tego typu.

• Obliczenia pomogą Ci dobrać odpowiednie panele, o czym powiemy niżej. Pomogą także określić moc przyłączeniową, czyli tę liczbę, która stanowi sumę energii zużywanej przez urządzenia w Twoim domu, które mogą działać jednocześnie. Spośród plików z obliczeniami wybierasz ten, który podaje największą liczbę z możliwych zestawień, ponieważ to właśnie ona stanowi maksymalne umowne zużycie prądu.

Ile paneli fotowoltaicznych potrzebuję?

Kolejnym etapem w wykonywaniu obliczeń jest ustalenie liczby paneli, które ozdobią nasz dach. Do tego potrzebne są dwie zmienne: wielkość dachu oraz zapotrzebowanie na energię elektryczną domu. No dobrze, tak naprawdę potrzeba nam więcej danych, ale po kolei.

• Na początek określasz, jak duży jest Twój dach i ile paneli się na nim zmieści. Pomocne w tym będzie przeglądanie takiej oferty w sieci, gdzie widać od razu w menu panele fotowoltaiczne w różnych cenach, o różnej wielkości i wydajności. Im wydajniejsze moduły, tym cena może być wyższa, dlatego ostateczny wybór trzeba rozsądnie wypośrodkować. Zupełnie jak na randce, nie wypada wybrać tych dań z menu, które są najtańsze, ani tych, które mają najwyższą cenę. Również w fotowoltaice nie o to w tym chodzi, żeby było najdrożej, czy najtaniej. Tu liczy się indywidualne podejście.
• Załóżmy, że masz dach liczący 25 m², a przeciętny panel mierzy 1,69 m². W tym wypadku łatwo policzymy, ile paneli zmieści się na naszym dachu. Wynik dzielenia wymiaru dachu przez wymiar panelu słonecznego dał nam wynik 14,79. Oznacza to, że na dach o tych wymiarach wejdzie 14 paneli. Mimo że do 15 panela brakuje nam niewiele, to w tym przypadku zawsze zaokrągla się w dół. Wiszący w powietrzu moduł solarny nie wchodzi w grę.
• Skoro mamy do dyspozycji 14 paneli, musimy dobrać taką ich wydajność, by ostateczna moc instalacji wystarczyła do pokrycia zapotrzebowania na energię elektryczną dla domu. Moc nie powinna być oczywiście za mała, ale nie może być też zbyt duża, ponieważ niewykorzystana energia nie będzie mogła zostać zmagazynowana w dużych ilościach. Jeśli masz przyłącze do sieci elektroenergetycznej, jesteś w lepszej sytuacji, ale zbyt duże różnice w żadnym z tych kierunków nie działają nam na korzyść.
• Panele przeciętnie mają wydajność od 0,235 do 0,275 kW. Weźmiemy sobie coś pomiędzy i zobaczymy, jak silny system solarny zostanie utworzony z 14 paneli o wydajności 0,255 kW. Tym razem wykonujemy prosty wynik mnożenia, który dał nam 3,57 kW. Taką moc będzie miał potencjalny system. A co, jeśli to za mało? Musimy poszukać czegoś o większej wydajności. Jeśli panel jest w staie wytworzyć 0,265 kW, wynik będzie przedstawiał się od razu inaczej, dając nam 3,71 kW.

System fotowoltaiczny można dodatkowo wzmocnić przez umieszczanie luster na dachu i innych trików, z których korzystają ludzie posiadające panele fotowoltaiczne na swojej posesji od dawna. Kilka lat temu technologia związana z fotowoltaiką nie była jeszcze tak wydajna, a mimo to ludzie odczuwali wyraźną różnicę, oczywiście na korzyść. Tymczasem obecnie fotowoltaika ma się naprawdę dobrze, a z pomocą wykwalifikowanych fachowców jesteśmy w stanie mieć w posiadaniu kawał dobrego systemu, który zabezpieczy nas na lata.

Jakie korzyści daje fotowoltaika?

Jeżeli zastanawiasz się, co naprawdę jest w stanie zaoferować Ci fotowoltaika, spieszymy z pomocą. Najczęściej mówi się po prostu o oszczędnościach, ale system sporo przecież kosztuje. Jak więc jest z tymi oszczędnościami i po ilu latach zwracają się poniesione koszty? Przypominamy, że na OZE, czyli Odnawialne Źródła Energii, przeznaczone są wysokie dofinansowania, które pozwolą Ci zmniejszyć liczbę kosztów własnych. Do tego dodaj rachunki za energię elektryczną, które przestaną przychodzić lub będą naprawdę niskie. To regularne opłaty, które znikną z listy Twoich obowiązków.

Co więcej, dzięki fotowoltaice, podnosisz wartość swojego domu i stajesz się oficjalnie człowiekiem przyjaznym środowisku. Mała zmiana i stopniowe, ale wielkie efekty. Wraz ze wzrostem wykorzystania odnawialnych źródeł energii, zmniejszymy degradację środowiska i stopień zanieczyszczeń, które są wyłącznie niechlubnym dziełem człowieka. Fotowoltaika nie emituje szkodliwych substancji do środowiska, jest bezpieczna również dla właścicieli domu wyposażonego w panele, a rozwój technologii wciąż przyczynia się do obniżania kosztów materiałów i całej instalacji. Z czasem coraz więcej ludzi będzie mogło czerpać korzyści z tej inwestycji.

Czy komuś można zatem odradzać budowę instalacji fotowoltaicznej? Tylko w przypadku, kiedy zużywa naprawdę mało energii elektrycznej. Fotowoltaika jest najbardziej opłacalna dla tych, którzy zużywają duże ilości prądu i dużo płacą za energię z sieci.

Jak możesz zauważyć, jest wiele czynników, o których trzeba pamiętać w przypadku instalacji fotowoltaicznych. Nie oznacza to jednak, że inwestycji trzeba się bać, ponieważ montowane na dachu instalacje są naprawdę bezpieczne i zwykle nie wymagają żadnej ingerencji i kontroli z naszej strony w trakcie swojej pracy. Odpowiednio poprowadzony system fotowoltaiczny stanie się dla nas źródłem oszczędności i niezależności. Dodatkowo musisz pamiętać, że wszelkie nurtujące pytania przestaną Cię dręczyć, kiedy zdasz je osobom kompetentnym, chociaż mamy nadzieję, że rozwialiśmy większość Twoich wątpliwości.

Instalacja fotowoltaiczna jest odnawialnym źródłem energii, które stanowi naszą szansę na powolne odchodzenie od wyczerpywania zasobów ziemskich. Na pracę instalacji fotowoltaicznej ma wpływ wiele czynników, dlatego wciąż nie jest ona tak powszechna, jak można by oczekiwać, dokładając do tego wysoką cenę budowy. Jaki wpływ na panele fotowoltaiczne, a więc i cały system, ma zacienienie paneli?

Zacienienie paneli fotowoltaicznych, co to jest?

Zacienienie słusznie kojarzy się z wpływem cienia na pracę paneli. W końcu ciężko znaleźć teren, gdzie słońce cały czas pada jednakowo, zwłaszcza jeśli mówimy o wybranym osiedlu domków jednorodzinnych w Polsce, gdzie miejsc zacienionych może być sporo. Nigdy tak naprawdę się nad tym nie zastanawiamy, jak dużo cienia znajduje się nad naszym domem w poszczególne dni. Kiedy zainteresujemy się umieszczeniem modułu na dachu prywatnego budynku, okazuje się, że cienia, którego nigdy nie zauważaliśmy, jest stanowczo za dużo. Cień ma natomiast ogromny wpływ na pracę wszystkich ogniw fotowoltaicznych. Od stopnia zacienienia zależy wydajność nie tylko poszczególnego modułu, ale wszystkich składowych instalacji.

W tym momencie fotowoltaikę należy porównać do swoistego domina, gdzie jeden element ma znaczący wpływ na drugi. Nawet jeśli tylko ułamek z wszystkich ogniw będzie w strefie zacienienia, cały system automatycznie będzie mniej wydajny, zupełnie jakby ktoś pchnął klocek domina i cała konstrukcja przewróciła się w mgnieniu oka. Wpływ zacienienia na wszystkie ogniwa instalacji należy rozpatrywać z uwagą jeszcze przed budową instalacji. Jeżeli dodasz tę informację do innych wymagań fotowoltaiki, z pewnością się zniechęcisz. Nie martw się jednak, to dlatego w budowę modułów fotowoltaicznych planują specjaliści, a do Ciebie należy tylko ogólne rozeznanie. Twoja wiedza musi sięgać tak głęboko, byś był w stanie podjąć dobrą decyzję, jeśli chodzi o materiały i ewentualne zauważenie, że w obliczeniach może się coś nie zgadzać. To prawda, że instalacja jest dość trudna do zaplanowania, ale fachowcy wiedzą, co robią. Skoro wiemy, że montaż paneli fotowoltaicznych jest wart rozważenia, wróćmy do naszego zacienienia. Czy da się jakoś zaradzić temu niepodlegającemu kontroli zjawisku?

Jak zniwelować skutki zacienienia modułów fotowoltaicznych?

Inżynierowie opracowali sposób, który jest wykorzystywany w fotowoltaice po to, by zniwelować skutki zacienienia każdego modułu, w jaki wyposażona jest dana instalacja. Odpowiedzialne za to są tak zwane diody bocznikujące. Diody zamontowane są na powierzchni każdego modułu. Kiedy jest on równomiernie oświetlony przez promienie słoneczne, diody pozostają w stanie spoczynku. Kiedy zacienienie utrzymuje się na poziomie 20%, diody bocznikujące biorą się do pracy. Jak działają?

Kiedy diody przystępują do pracy, moc pozyskiwana przez panel, czyli energia, przepływa właśnie przez diody, zupełnie pomijając te części ogniw, które są w stanie zacienienia i zostają tymczasowo wyłączone z obiegu. Dzięki temu moc instalacji nie ulega aż tak znacznemu obniżeniu. Diody są zamontowane równolegle z łańcuchami ogniw fotowoltaicznych, klasycznie z tyłu modułu w puszce przyłączeniowej.

Nie wszystkie ogniwa na panelu fotowoltaicznym są wyposażone w diody. Występujące zacienienie mogłoby wtedy doprowadzić do wyłączenia z pracy całych paneli fotowoltaicznych, na których pojawiło się zacienienie. Wtedy instalacja mogłaby stracić 100% wytwarzanej energii, co byłoby katastrofą dla właściciela, zwłaszcza w okresie od października do grudnia, gdzie promieni słonecznych jest jak na lekarstwo. Z tego względu na jeden moduł przypadają 3 diody. Taka konstrukcja powoduje wyłączenie części panelu w stanie zacienienia. Ogniwa produkują wtedy jedynie o 33% energii mniej, z czym jesteśmy jeszcze w stanie się pogodzić.

Zacienienie ma katastrofalne skutki dla paneli połączonych ze sobą szeregowo, co działa jak dawne lampki na choinkę. Kiedy jedna się przepaliła, inne natychmiast również przestawały świecić. Dla zachowania maksymalnej wydajności instalacji fotowoltaicznej zaleca się takie planowanie budowy, by do zacienienia paneli w ogóle nie dochodziło. Wydaje nam się jednak, że nie da się tego uniknąć w 100%. Oczywiście kąt nachylenia dachu, układ paneli od odpowiedniej strony ma duże znaczenie dla wydajności modułów, jednak cień może pojawić się wszędzie. Pogoda jest zmienna. Na to inżynierowie również znaleźli sposób. Zwróć uwagę na pojęcie maksymalnego punktu mocy. To takie miejsce na powierzchni modułu fotowoltaicznego, gdzie w danym momencie mieści się największy poziom mocy dla całej instalacji. Nowoczesne inwertery solarne wyposażone są w specjalny algorytm i mają zdolność wychwytywania tego punktu. Co więcej, podążają za nim nieustannie, dlatego nie ma obaw, że w którymś przypadku będziemy korzystać z mniejszej wydajności paneli. To bez wątpienia kolejny dobry sposób, by z posiadanej instalacji czerpać maksimum.

Wszyscy, którzy interesują się fotowoltaiką zapewne wiedzą, że to wciąż nie koniec prac i ulepszeń w tej dziedzinie. Z roku na rok spadają ceny instalacji, a wzrasta wydajność poszczególnych jej elementów, co wpływa na efekt pracy całego systemu. Od niedawna wiadomo, że trwają prace nad wprowadzeniem do produkcji perowskitów, które zastąpią w budowie modułu drogi krzem. Wpłynie to nie tylko na cenę paneli, ale również na ich wielkość i elastyczność. Podobno przyszłość modułów jest taka, że będziemy mogli mieć mini system solarny wszędzie, gdzie chcemy: na telefonie, dachach aut, powierzchni płaszczy etc. Fotowoltaika jest jednym z niewielu rozwiązań, jakie mamy w alternatywie do ziemskich zasobów. Niektórzy mogą czuć się zniechęceni kosztem instalacji tego typu, a także mnogością warunków do spełnienia, by energia słońca, jaką mamy do dyspozycji, mogła zostać wykorzystana w pełni. W takim wypadku warto też rozważyć budowę mikroinstalacji, gdzie część prądu czerpie się z sieci elektroenergetycznej, a część z własnego systemu. Nadwyżki energii możemy magazynować w sieci i z niewielkim opustem odbierać ją w dowolnym terminie. To rozwiązanie również przyczynia się do obniżenia rachunków.

Nie tylko mocny cień nie wpływa korzystnie na pracę paneli solarnych. Zbyt duża ilość promieni słonecznych długotrwale padających na powierzchnię także zmniejsza wydajność systemu, ponieważ dochodzi do przegrzania paneli i nie są one w stanie pracować tak wydajnie, jak w warunkach optymalnych. Najlepiej ocenia się zatem nie cień i nie ostre słońce, a lekko zachmurzone niebo, co daje optymalne warunki do pracy systemu. Trzeba przyznać, że systemom fotowoltaicznym ciężko jest dogodzić, nie tylko od września do grudnia, ale przez cały rok. Mimo to budowa paneli jest tak dopracowana, że ani cień, ani inne czynniki nie są w stanie pozbawić nas możliwości czerpania w ten sposób energii wystarczającej dla naszych potrzeb.

Panele słoneczne mogą znaleźć się nie tylko na dachach domów jednorodzinnych, chociaż głównie z tym je kojarzymy. Rozwój technologii w przyszłości pozwoli nam na wykorzystywanie energii słonecznej w jeszcze większym stopniu, tymczasem warto wiedzieć, że panel fotowoltaiczny może być także umocowany do kampera, co pozwoli na tańsze podróżowanie. Rzecz warta rozważenia, prawda? Dowiedz się wszystkiego na ten temat!

System solarny do kampera, jak to działa?

Jak wiadomo, energię w kamperze zapewnia nam naładowany akumulator, który ma ograniczoną pojemność. Osoby, które kochają podróże, na pewno docenią eksploracje nowych miejsc bez konieczności martwienia się o prąd w swoim domku na kółkach. System solarny do kampera przychodzi z pomocą! Jak to działa?

Na szczęście z mini elektrownią na dachu kampera nie ma tyle pracy, co przy systemach fotowoltaicznych, dlatego na obecność paneli słonecznych w takim wydaniu może pozwolić sobie wiele osób. Pod warunkiem, że mają kamper. Wystarczy jeden panel na dachu, by zapewnić sobie niezależnego dostawcę prądu i spełniać marzenia o jeździe w nieznane w pełni komfortu. Do paneli słonecznych konieczne jest posiadanie dobrego akumulatora (zwykle nie trzeba kupować nowego, a do tego, który się ma, dopasowujemy odpowiedni moduł solarny), oraz regulatora, by napięcie było odpowiednio kontrolowane, a akumulator nie był ani przeładowany, ani zbyt rozładowany. Mniej więcej wszystko odbywa się tak, jak w klasycznej fotowoltaice, tylko na mniejszą skalę.

Jaki system fotowoltaiczny do kampera wybrać?

W systemach fotowoltaicznych kluczowe informacje skupiają się wokół paneli słonecznych. W przypadku systemu do kampera ważne jest nie tylko dobre dopasowanie panelu do akumulatora, ale równie duże znaczenie ma regulator, który będzie nadzorował pracę instalacji na dachu Twojego pojazdu. Zaczniemy jednak od podstawowych informacji na temat paneli do systemu. Zanim zdecydujesz, jaka moc panelu jest Ci potrzebna, rozważ, jaki model panelu wybrać.

• Panel sztywny, czyli monokrystaliczne ogniwa zabezpieczone aluminiową ramą i szklaną obudową. To stosunkowo duże, ciężkie i oczywiście sztywne panele, które sprawdzają się w dużych systemach fotowoltaicznych. Panel sztywny jest często spotykanym rozwiązaniem także na dachu kampera, ze względu na niską cenę. Za 1 W mocy płacimy około 5 zł, co oznacza całkowity koszt panelu sięgający około 1200 zł. Ostateczna cena zależy oczywiście od tego, jaką moc potrzebujemy i ile miejsca na dachu samochodu mamy. Tak czy inaczej, panel sztywny jest tym tańszym rozwiązaniem.
• Nieco wygodniejszym sposobem jest panel elastyczny. Panele elastyczne to wersja lekka i w miarę giętka, co przekłada się na wygodny montaż do wyznaczonego miejsca. Taką baterię możesz montować na nierównych powierzchniach, no i trudniej jest ją uszkodzić w przypadku nieprzewidzianych zdarzeń losowych i wypadków mechanicznych. Panel elastyczny w najnowszym wydaniu może generować napięcie nawet wtedy, gdy promienie słoneczne nie docierają do całej powierzchni panelu. Za tymi cudownymi właściwościami idzie oczywiście wyższa cena.

Koszt panelu słonecznego i montażu do kampera

Panele elastyczne, czy sztywne można mocować do pojazdu samodzielnie. W przeciwieństwie do klasycznej fotowoltaiki nie potrzebujemy tutaj specjalnej firmy budowlanej, acz skorzystać z usług profesjonalisty nie zaszkodzi. Koszta montażu będą oczywiście stosownie mniejsze.

Każda sklepowa strona korzysta z gotowych zestawów paneli, w których skład wchodzi regulator ładowania, akumulator i panel, elastyczny lub sztywny. Za gotowy zestaw, którego moc wynosi około 0,200 kW, zapłacisz nieco ponad 1000 zł. Zwykle panel wyposażony jest w komplet specjalnych złączy, które ułatwią Ci montaż. Wszelkie niezbędne informacje są również dostępne w sklepie. Warto sięgnąć po pomoc szczególnie w wyborze odpowiedniego panelu. Ludzi z panelami fotowoltaicznymi na dachach pojazdów jest wiele, a każda strona korzysta z innych parametrów. Wszystko zależy od tego, czy zasilasz prądem tylko lodówkę, czy korzystasz z większej ilości sprzętów elektronicznych w kamperze.

To właśnie poziom zużycia energii elektrycznej w pojeździe jest wyznacznikiem tego, jakie panele słoneczne kupić. Podobnie, jak w instalacji fotowoltaicznej w domu jednorodzinnym, również tutaj musimy znać swoje zapotrzebowanie na energię, żeby nie dobrać panelu o zbyt dużej mocy. W końcu z pojazdu tego typu nie korzysta się non stop, a zużycie energii jest znacznie mniejsze, niż ma to miejsce w domach. Naturalnie nawet tutaj może się zdarzyć, że panel nie sprosta zapotrzebowaniu. To właśnie dlatego dobrze jest przemyśleć swoją decyzję i wybrać mądrze z uwzględnieniem porad pochodzących od fachowca.

Panel słoneczny do kampera, jaka moc?

Prąd z miesiąca na miesiąc niesie ze sobą ryzyko większych rachunków. Jako że w Polsce sroga zima średnio pozwala, by wygodnie żyć sobie w kamperze, zakładamy, że posiadacze korzystają ze swoich maszyn w sezonie urlopowym. Mały generator energii elektrycznej z kamperowego dachu można wykorzystać również w przydomowym podwórku. Możliwości jest naprawdę sporo. Jakie jednak korzyści daje nam panel słoneczny i jaki panel wybrać, by energii faktycznie wystarczało na nasze zapotrzebowanie, a przy tym by kamper wewnątrz się nie nagrzewał? Na początek zalety:

Mając baterię słoneczną na kamperze, możesz pozwolić sobie na naprawdę dobry akumulator, a w dodatku nie będziesz go zanadto eksploatować.

Panel słoneczny to możliwość korzystania z energii elektrycznej zawsze i wszędzie. W trudne dni, kiedy mała instalacja nie będzie miała wystarczającego zasilenia ze strony słońca, skorzystasz z akumulatora.

Chociaż za zagospodarowanie miejsca na swoim kamperze pod baterię słoneczną musisz zapłacić, ponieważ panel trochę kosztuje, to czerpana później energia elektryczna będzie całkowicie darmowa.

Ładowanie akumulatora w najmniej oczekiwanych momentach stanie się przeszłością.

Wydajność baterii słonecznej na kamperze umożliwia zasilanie takich sprzętów jak telewizor, radio i wiele innych przedmiotów, które uważasz za niezbędne w czasie wyjazdów.

Bateria słoneczna to 100% wygody i komfortu, gdziekolwiek jesteś.

Z praktycznego punktu widzenia, im mniejszy panel, tym lepiej. Duża powierzchnia będzie przyciągała energię słoneczną, a ta wiąże się z nagrzewaniem powierzchni. Całe ciepło będzie miało ujście we wnętrzu auta, co latem może nie być zbyt komfortowe, a w końcu na komforcie nam zależy najbardziej. Dlatego polecane są te panele, które wyróżniają się stosunkowo małym rozmiarem i konkretną mocą. Dzięki mocy panelu nie będzie konieczne pobieranie prądu na dużej powierzchni.

Jeżeli zastanawiasz się, czy inwestowanie w baterię słoneczną na kamperze ma sens, rozważ powyższe zalety. Sprawny kamper to brak konieczności płacenia za hotel, a więc możliwość wyjątkowego zbierania wspomnień dzięki podróżom, bez konieczności liczenia pieniędzy. Mamy nadzieję, że fotowoltaika w przyszłości rozwinie się na tyle, że panele słoneczne będą się znajdować na powierzchni przedmiotów codziennego użytku, by zawsze mieć przy sobie energię elektryczną bez szkody dla środowiska.

W wyniku zanieczyszczeń będących niechlubnym dziełem człowieka jakość powietrza na świecie w wielu miejscach jest dramatyczna. Zanieczyszczenia te nie są odczuwalne przez nas na co dzień, jednak zły stan zdrowia, alarmująca kondycja płuc to tylko przykłady zagrożeń dla życia ludzkiego, jakie niesie ze sobą pył zawieszony. Dowiedz się, ile wynosi norma pyłu w Polsce i gdzie obserwuje się jego największe stężenia!

Pył zawieszony, co to jest?

Pył zawieszony to aerozole atmosferyczne, które mają postać drobniutkiego pyłu. Mogą przenikać bezpośrednio do płuc osób narażonych na wdychanie pyłów z powietrza. Pył ten jest bardziej znany pod postacią smogu, który w bardzo zanieczyszczonych krajach i miastach tworzy brzydką, szarą powłokę. W skład tych maleńkich pyłów wchodzą najgorsze zanieczyszczenia będące skutkiem ubocznym działalności człowieka, na przykład metale ciężkie. Obecność radioaktywnego pyłu w powietrzu skutkuje niewydolnością płuc, chorobami układu oddechowego, układu krążenia, a także sprzyja zachorowaniom na raka.

Na zanieczyszczenie środowiska zaczęto zwracać uwagę dopiero niedawno, przy czym proces niszczenia trwa od pokoleń. Na początku kapitalizmu i w czasie bumu cywilizacyjnego nikt nie przejmował się, że akceptowalne normy zanieczyszczeń dawno zostały w tyle. Zarówno to, co na Ziemi, jak i zawarte w powietrzu, powoduje, że ludzie żyją krócej, a przed śmiercią większość trawią bardzo nieprzyjemne choroby.

Pm norma w Polsce i na świecie

W niektórych miastach w Polsce stężenia pyłu znacznie przekraczają poziom alarmowy, który wynosi 10 μg/m3. Naszym rekordzistą jest podobno Żywiec z osiągnięciem 44 μg/m3. Polska w Europie jest uważana za jednego z największych trucicieli powietrza, ponieważ przekraczamy dopuszczalne normy w aż 33 miastach, przy czym na całą Europę jest ich podobno 50. To niezbyt miła statystyka, chociaż ciężko uwierzyć nam w taką „niewinność” reszty Europy, a zwłaszcza państw UE, w których na pewno nie Polska stanowi przodownika rozwoju przemysłu, fabryk i elektrowni jądrowych, które swój wkład w powietrze również mają. Statystyki należy zatem traktować z dystansem, jednak nie oznacza to, że problem smogu należy zignorować!

Na świecie metale ciężkie królują w powietrzu w Chinach, gdzie smog można zauważyć gołym okiem. Mieszkańcy najbardziej zanieczyszczonych miast, gdzie dopuszczalne stężenie zostaje często przekroczone kilkadziesiąt razy, noszą na co dzień charakterystyczne maseczki. Swego czasu śmialiśmy się z nich w Polsce, jednak w obecnej sytuacji na świecie nie wydaje się to już takie zabawne.

Co nam zatem pozostaje? Odkładać na leczenie, zaopatrzyć się w maseczki, czy nie wychodzić z domu? Cóż, za błędy trzeba płacić. Niestety płacą za nie najczęściej zwykli ludzie, którzy może i segregują śmieci, rzadko używają auta i starają się dbać o otoczenie, w którym żyją. Jednak dla właścicieli fabryk i przedsiębiorstw, gdzie utylizacja odpadów powoduje, że zarabiają ułamek milionowych zysków mniej, dbanie o środowisko nie miało i nie ma znaczenia. Niektórzy ludzie zrozumieją swoje blędy, dopiero kiedy z walizką pełną pieniędzy nie będą w stanie się wyżywić ani ubrać. My możemy tylko zacząć od podstaw. Uczyć dzieci, że natura jest ważna, że powietrze, którym oddychamy to warunek naszego życia. Ograniczmy trochę ślepą pogoń za jednorazowością wszystkiego, spróbujmy działać mniej bezmyślnie, a z pewnością uda nam się powstrzymać nieco proces zniszczenia.

Wielu ludzi zdaje sobie sprawę, że działania jednostki mają większy wpływ, niż to się wydaje. Zgłaszaj miejsca, gdzie odpady z produkcji nielegalnie dostają się do powietrza. Starajmy się tak kierunkować postęp cywilizacyjny, byśmy faktycznie budowali, zamiast niszczyć. Tymczasem mieszkańcy dużych miast muszą liczyć się z tym, że statystycznie będą żyli krócej…

Pm10, co to jest?

Co to jest PM10? Wikipedia powołując się na źródła, podaje, że Pm 10 również wchodzi w skład smogu, jednak są to związki o odczynie obojętnym. Pm tego typu są również większe od tego najgroźniejszego dla naszego zdrowia i życia, stąd nie mogą wyrządzić człowiekowi tak wielu szkód. Stężenia pyłu tego typu mogą być większe i nie mają tak dużego znaczenia dla jakości powietrza. Dopuszczalne normy to 60 μg/m3.