Fotowoltaika to jedna z najważniejszych dziedzin energetyki odnawialnej. Termin ten odnosi się bezpośrednio do przemysłowej produkcji prądu elektrycznego za pomocą specjalnych paneli, które wykorzystują zjawisko fotoelektryczne. Inaczej mówiąc, fotowoltaika to przetwarzanie energii słonecznej w energię elektryczną. Koncepcja ta jest aktualnie bardzo popularna w Polsce oraz na całym świecie. Fotowoltaika to inwestycja, która może się zwrócić w przeciągu kilku lat, a także wpłynie na zmniejszenie emisji CO2 do atmosfery. Z czego składa się i jak działa instalacja fotowoltaiczna?
Jak działa instalacja fotowoltaiczna?
Instalacja fotowoltaiczna to całość komponentów, które pozwalają na przetwarzanie energii słonecznej w energię elektryczną. System ten składa się z paneli fotowoltaicznych, regulatorów, konwerterów oraz systemu magazynowania energii elektrycznej.
Proces działania polega na zamianie energii słonecznej na energię elektryczną. Moduły fotowoltaiczne zamieniają promieniowanie słoneczne w prąd elektryczny. Ten prąd następnie zamieniany jest na prąd przemienny dzięki konwerterom, co umożliwia skuteczne wykorzystanie energii do odpowiednich celów.
Z jakich elementów składa się instalacja fotowoltaiczna?
Instalacja fotowoltaiczna składa się z wielu elementów, które połączone ze sobą stanowią całość i pozwalają na przetwarzanie energii słonecznej. Oto główne komponenty, które tworzą instalację fotowoltaiczną:
- Panele fotowoltaiczne – najważniejszy element, który wytwarza energię elektryczną z promieniowania słonecznego. To one są umieszczone na dachu budynku lub w innym miejscu, gdzie mogą odbierać promienie słoneczne.
- Inwerter – konwerter prądu stałego na prąd przemienny, który pozwala na skuteczne wykorzystanie energii elektrycznej.
- Magazyn energii elektrycznej – niezbędny w przypadku, gdy nie ma wystarczającej ilości energii słonecznej. Poza tym magazyn energii pozwala na przechowywanie energii elektrycznej pozyskanej z paneli fotowoltaicznych oraz późniejsze wykorzystanie jej w ciągu dnia lub w nocy.
- Czujniki – podczas instalowania paneli fotowoltaicznych, najważniejsze jest ustawienie ich pod odpowiednim kątem względem promieniowania słonecznego. Do tego służą specjalne czujniki, które pozwalają na automatyczne dostosowanie paneli w każdej sytuacji.
Rodzaje ogniw fotowoltaicznych
Ogniwa fotowoltaiczne dzieli się na kilka rodzajów, w zależności od ich konstrukcji i wykorzystywanych materiałów. Najczęściej wykorzystywane w Polsce ogniwa fotowoltaiczne to ogniwa monokrystaliczne oraz polikrystaliczne. Do produkcji paneli z wykorzystaniem tych ogniw wykorzystuje się krzem, najważniejsze materiały półprzewodnikowe w tej dziedzinie. Ilość krzemu w ogniwach monokrystalicznych jest jednak znacznie większa niż w ogniwach polikrystalicznych, co z kolei sprawia, że koszt paneli fotowoltaicznych opartych na ogniwach monokrystalicznych jest wyższy.
Istnieją także ogniw hybrydowych, które są połączeniem ogniw monokrystalicznych i polikrystalicznych. Są one bardziej wydajne niż ogniwa polikrystaliczne a jednocześnie dostępne w niższej cenie niż ogniwa monokrystaliczne. Z kolei ogniwa cienkowarstwowe są bardziej elastyczne i tańsze, jednak zwykle posiadają niższą wydajność niż inne rodzaje ogniw fotowoltaicznych.
Jakie panele fotowoltaiczne wybrać: monokrystaliczne czy polikrystaliczne?
Kiedy decydujemy się na instalację paneli fotowoltaicznych, jednym z najważniejszych wyborów jest wybór właściwych paneli. Obecnie na rynku dostępne są dwa popularne rodzaje paneli fotowoltaicznych – monokrystaliczne i polikrystaliczne. Oba typy mają swoje zalety i wady, które warto rozważyć przed zakupem.
Różnice pomiędzy panelami polikrystalicznymi i monokrystalicznymi
Ogniwa monokrystaliczne
Panele monokrystaliczne wytwarzane są z jednego kawałka krzemu, więc struktura ich ogniw jest bardziej jednorodna. Ogniwa monokrystaliczne mają ciemniejszą barwę i są bardziej kosztowne w produkcji. Jednocześnie są one skuteczniejsze w przetwarzaniu energii słonecznej w energię elektryczną i są jednymi z najlepszych ogniw fotowoltaicznych dostępnych na rynku.
Ogniwa polikrystaliczne
Panele polikrystaliczne na ogół są tańsze w produkcji niż panele monokrystaliczne. Ogniwa polikrystaliczne powstają z wielu skrawków krzemu, a ich struktura nie jest tak jednorodna jak w przypadku paneli monokrystalicznych. To powoduje, że panele polikrystaliczne są trochę mniej wydajne w przetwarzaniu energii słonecznej w energię elektryczną niż panele monokrystaliczne.
Czy instalacja fotowoltaiczna działa gdy nie ma prądu?
Instalacja fotowoltaiczna działa na zasadzie pozyskiwania energii z promieniowania słonecznego, a nie z sieci elektroenergetycznej. Dzięki temu, gdy nie ma prądu z sieci, instalacja fotowoltaiczna wciąż działa i produkuje energię elektryczną. W jednakowo zaawansowanych systemach fotowoltaicznych, energetycznych produkcja jest tak stabilna, że zazwyczaj więcej energii jest produkowane niż zużywane.
Zalety i wady fotowoltaiki
Fotowoltaika to inwestycja, która posiada swoje zalety i wady. Jedną z największych zalet jest to, że korzystanie z tej technologii pozwala na zmniejszenie kosztów rachunków za prąd oraz pozyskanie energii odnawialnej. Dzięki temu można nie tylko zaoszczędzić, ale także zyskać niezależność energetyczną. Co więcej, energia słoneczna jest źródłem energii nieograniczonej.
Część negatywnych aspektów wiąże się natomiast z koniecznością wydatków na instalację panele fotowoltaicznych. Wysoka cena związana z zakupem i instalacją paneli może odstraszać wielu ludzi, choć koszty te są zwykle zwracane w przeciągu kilku lat. Inną wadą jest to, że do przetwarzania energii słonecznej potrzebne są specjalne warunki. Gdy nie ma wystarczającej ilości światła słonecznego, energia ta jest niewystarczająca lub w ogóle nie jest wytwarzana.
Przeczytaj też: Czy fotowoltaika się opłaca? Czy warto zainwestować w panele fotowoltaiczne?
Fotowoltaika a pompa ciepła
W dzisiejszych czasach ekologiczne oraz ekonomiczne rozwiązania zdobywają coraz większą popularność. Wśród nich można wyróżnić pompy ciepła oraz instalacje fotowoltaiczne, które są nie tylko proekologiczne, ale również pozwalają na znaczne oszczędności.
Pompy ciepła to urządzenia, które pozwalają na efektywną i niedrogą produkcję ciepła. Technologia ta wykorzystuje energię z otoczenia (powietrza, wody czy ziemi), aby przekształcić ją w ciepło wykorzystywane do ogrzewania budynku lub podgrzewania wody. Ich efektywność jest o wiele większa niż tradycyjnych systemów grzewczych, a koszty eksploatacji są stosunkowo niskie.
Z kolei instalacje fotowoltaiczne to systemy wykorzystujące energię słoneczną do produkcji energii elektrycznej. Dzięki technologii fotowoltaicznej można znacznie obniżyć koszty zużycia energii elektrycznej, a także zredukować emisję dwutlenku węgla do atmosfery.
Połączenie tych dwóch technologii daje nie tylko efekt ekologiczny, ale również ekonomiczny. Pompa ciepła zużywa energię elektryczną do swojego działania. Zastosowanie paneli fotowoltaicznych do produkcji tej energii znacząco obniża koszty eksploatacji pompy ciepła. W sezonie grzewczym, kiedy pompa ciepła najbardziej jest potrzebna, panele fotowoltaiczne są w stanie wyprodukować wystarczającą ilość energii do jej zasilenia.
Zobacz oferty na pompy ciepła w mieście Wrocław.
Ile energii elektrycznej będzie zużywać pompa ciepła?
Konkretna liczba zależy od wielu czynników, takich jak: model pompy ciepła, wielkość budynku, ilość energii potrzebnej do ogrzewania i inne. Aby obliczyć zużycie energii przez pompę ciepła, najprościej jest skorzystać z tzw. współczynnika COP (Coefficient of Performance), który określa, ile jednostek ciepła pompa ciepła jest w stanie wyprodukować z jednej jednostki energii elektrycznej. Standardowo, wartość ta wynosi od 3 do 5.
Zakładając, że nasza pompa ciepła ma COP równy 4 i zużyje 1000 jednostek energii do ogrzewania domu, to do jej działania będzie potrzebować 250 jednostek energii elektrycznej. Oczywiście, te wartości są tylko przybliżeniem i mogą różnić się w zależności od konkretnego modelu pompy ciepła i warunków eksploatacji.
Dla pełnej jasności: pompa ciepła zużywa energię elektryczną, ale duży procent tej energii pochodzi z odnawialnych źródeł (powietrza, wody, ziemi), dzięki czemu eksploatacja tej technologii jest o wiele mniej kosztowna i szkodliwa dla środowiska niż tradycyjne systemy grzewcze.
Podsumowując, pompy ciepła zużywają energię elektryczną, ale w znacznym stopniu korzystają z odnawialnych źródeł energii, co skutkuje znacznie mniejszymi kosztami eksploatacji i wpływem na środowisko. W połączeniu z instalacjami fotowoltaicznymi, które potrafią wyprodukować energię elektryczną z odnawialnego źródła jakim jest słońce, tworzą niezwykle efektywne i przyjazne dla środowiska systemy ogrzewania, które mogą przynieść znaczące oszczędności.
Jaka instalacja fotowoltaiczna będzie odpowiednia dla pompy ciepła?
Aby dobrze dobrać wielkość instalacji fotowoltaicznej do pompy ciepła, najpierw należy oszacować roczne zapotrzebowanie pompy na energię elektryczną. Jak wspomniałem wcześniej, można to zrobić, znając współczynnik COP pompy ciepła i planowanej do ogrzewania energii. Przykładowo, dla pompy ciepła o COP=4, która ma ogrzać dom potrzebujący 15 000 kWh rocznie, potrzebne będzie około 3750 kWh energii elektrycznej.
Z całą pewnością warto uwzględnić dodatkowe czynniki, takie jak straty w przesyłaniu i konwersji energii, jak i zużycie energii elektrycznej na inne potrzeby (oświetlenie, sprzęty AGD i RTV, itd.). W praktyce oznacza to, że idealną mocą instalacji fotowoltaicznej może być wartość o około 20-30% większa. Mając to na uwadze, powinniśmy zdecydować się na instalację o mocy ok. 5 kWp. Jest to jednak wartość optymalna, nie maksymalna. Zakup większej instalacji pozwoli na produkcję większej ilości prądu, który można albo skierować do innych celów, albo odsprzedać do sieci.
Kolejnym krokiem jest wybór konkretnych paneli solarnych. Tutaj można wybierać między różnymi technologiami (kryształowe, cienkowarstwowe, monokrystaliczne, polikrystaliczne), różnymi producentami, a także różnymi modelami. Dobrym punktem wyjścia może być zestawienie najpopularniejszych modeli i ich parametrów, takich jak moc, sprawność, gwarancja, itp. Wybór konkretnego modelu zależy przede wszystkim od budżetu oraz dostępnej powierzchni na dachu. Warto jednak zwrócić uwagę na sprawność paneli – im jest ona większa, tym mniej miejsca potrzebujemy na dachu.
Z czego składa się i jak działa instalacja fotowoltaiczna? Podsumowanie
Fotowoltaika to jedna z najważniejszych dziedzin energetyki odnawialnej, która pozwala na przetwarzanie energii słonecznej w energię elektryczną. Instalacja fotowoltaiczna składa się z paneli fotowoltaicznych, regulatorów, konwerterów oraz systemu magazynowania.
Warto dokładnie przemyśleć wybór paneli fotowoltaicznych, ponieważ od niego zależy wydajność i efektywność instalacji. Bez względu na rodzaj wybranego panelu, instalacja fotowoltaiczna działa nawet wtedy, gdy nie ma prądu i pomaga zaoszczędzić na rachunkach. Mimo początkowych kosztów inwestycja ta zwróci się w dłuższej perspektywie, przyczyniając się do obniżenia rachunków za prąd. Mieszkasz w okolicy miasta Wrocław? Więcej informacji znajdziesz na stronie: https://sanerga.pl/fotowoltaika/
