fot. pexels.com
Kolektory słoneczne i panele fotowoltaiczne służą do pobierania i przetwarzania energii słonecznej, jednak zasada ich działania jest zupełnie inna. Mimo to są często mylone.
To, co łączy te urządzenia, to ich przeznaczenie. Są instalowane w celu pobierania energii słonecznej, a następnie przerabiania jej na energię elektryczną. Mogą stanowić samodzielne źródło ogrzewania, albo być połączone ze źródłem tradycyjnym. Z uwagi na specyfikę naszego klimatu, w Polsce instalacje takie montowane są raczej w tym drugim wariancie. Dużą ilość pochmurnych dni, a w ciągu zimy i jesieni szybko zapadające noce, a także ilość dostarczanych promieni słonecznych mogłaby być niewystarczająca do samodzielnego ogrzania domu.
Kolektory słoneczne działają w ten sposób, że po pobraniu energii słonecznej dochodzi do podgrzania wody. Jednak dzieje się to w kilku etapach. W pierwszym promieniowanie słoneczne zamieniane jest w ciepło. Następnie ciepło odbiera czynnik roboczy, będący płynem odpornym na niskie temperatury. Płyn roboczy przepływa dalej rurami do wężownicy znajdującej się w zasobniku i wody i przekazuje jej ciepło. Największą efektywność uzyskują kolektory, gdy nie tracą wiele z pozyskanego ciepła. Jest on więc pokryty specjalną powłoką, która bardzo dobrze absorbuje energię słoneczną, oddając przy tym niewiele ciepła. Aby straty były jeszcze mniejsze, obudowę kolektorów pokrywa się dodatkowo wełną mineralną. Innym rodzajem kolektorów są kolektory próżniowe, w których to właśnie próżnia służy za izolację. Ciepło z kolektora przekazywane jest dalej do instalacji przez rurkę z czynnikiem roboczym (ciepłowód).
Panele fotowoltaiczne natomiast są półprzewodnikiem, w którym następuje przemiana energii słonecznej na energię elektryczną. W systemie tym wykorzystuje się półprzewodnikowe złącze, w którym na skutek przesunięć elektronów wytwarza się napięcie elektryczne. Aby doszło do ruchu tych cząsteczek, panele muszą być wystawione na działanie światła słonecznego (fotonów). Jeden panel zbudowany jest z pojedynczych ogniw lub baterii, co pozwala uzyskać większą wydajność.
Ilość wytworzonej energii również i w tym przypadku zależna jest od czasu działania na panele światła słonecznego. Za pomocą takich instalacji uzyskuje się prąd stały, najczęściej trzeba więc go przetworzyć na prąd przemienny, do czego niezbędne jest kolejne urządzenie (falownik). Uzyskaną energię trzeba magazynować w akumulatorach, co generuje dodatkowe koszty. Z tego powodu pozyskiwana w ten sposób energia może być odsprzedawana do sieci energetycznej.
Zasadnicza różnica między energią pozyskaną z kolektorów a tą z paneli polega na tym, że w pierwszym przypadku można jej użyć wyłącznie do ogrzewania wody, w drugim natomiast zarówno do tego celu, jak i zasilania urządzeń elektrycznych. Jest to więc energia bardziej uniwersalna.
Kolektory słoneczne używane są najczęściej w domach jednorodzinnych, natomiast panele fotowoltaiczne mają przeznaczenie głównie przemysłowe, choć coraz częściej są też wykorzystywane dla potrzeb gospodarstw domowych. Barierą w ich powszechnym wykorzystaniu jest jak na razie wysoka cena instalacji.