Panele słoneczne

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.