Panouri fotovoltaice sau panouri solare? Care sunt asemănările? Dar diferențele?
Cu toate că sistemele fotovoltaice și panourile solare sunt tot mai răspândite în țara noastră, mulți consumatori continuă să le confundă, deși cele două sisteme au principii de operare diferite. Pentru mulți, panourile solare și fotovoltaice sunt unul și același lucru, dar presupunerea este cum nu se poate mai falsă.
Cum funcționează panourile solare cu celule fotovoltaice?
Să începem diferențierea celor două concepte prin evidențierea rolului celulelor fotovoltaice din interiorul sistemelor fotovoltaice. Celulele solare generează electricitate printr-un proces fotovoltaic, în care lumina soarelui generează electricitate în anumite solare prin împrăștierea electronilor în afara corpurilor lor.
Celulele fotovoltaice pot fi compuse din materiale mono-cristaline și poli-cristaline. Acestea includ mai multe straturi și cele mai importante componente sunt semiconductorii aflați în mijloc. Semi-conductorul amplasat cel mai sus are un strat negativ din moment ce atomii materialului au electroni adiționali, care au sarcină negativă. Similar, semiconductorul cel mai de jos este pozitiv, deoarece atomii materialului nu au electroni.
Atunci când lumina soarelui ajunge la semiconductorul de sus, electronii liberi se agită, sunt eliberați și atrași la semiconductorul de jos pozitiv. Se va forma, însă, o barieră între cele două straturi deoarece conductorii de pe ambele straturi vor forța electronii să se miște în jurul celulei, generând sarcina electrică.
Conductorii vor forța acest curent din celule spre o masă electric ce absoarbe energie de la celula fotovoltaică și generează electricitate. Electronii se vor întoarce, în cele din urmă, la celulă iar procesul se va relua.
Care este principiul de operare la panourile solare?
Din moment ce celulele fotovoltaice generează o sursă de energie limitată, mai multe celule sunt conectate pentru a forma un panou solar. Atunci când funcționează împreună, celulele solare vor genera mai mult curent și, implicit, mai multă energie.
În plus, prin securizarea celulelor la un loc, panoul va funcționa ca un strat protector pentru celulele care se află în el. Celulele solare instalate au risc mai mic de deteriorare din cauza influențelor exterioare precum fenomene meteo extreme (grindină, spre exemplu).
Curentul DC generat de panourile solare va fi ulterior direcționat în invertorul central (sau micro-invertorul, în funcție de configurația sistemului). Acolo va fi transformat în electricitate AC pe care cele mai multe aparate electrocasnice o utilizează.
Numărul de celule din panou variază în funcție de modelul specific și brandul ales. Cele mai multe panouri solare au între 60 și 72 celule.
Costuri de instalare
Panourile solare au costuri de instalare mai mici decât cele fotovoltaice. Costul final pentru investiție depinde de mai multe variabile, precum tipul de panou, numărul de celule utilizate, capacitatea totală a sistemului, cantitatea energiei care va fi generată la colector de către energia solară.
Panouri solare fotovoltaice sau panouri solare termice?
Panourile solare fotovoltaice diferă de panourile solare termice, cele două sisteme colectând energia soarelui pentru două scopuri diferite. Panourile fotovoltaice sunt montate pentru convertirea energiei termale în electricitate, în timp ce panourile solare convertesc radiația solară în căldură. De aceea, aceste soluții nu sunt concurente, ci chiar pot să se completeze una pe cealaltă.
Cum funcționează panourile solare termale?
Panourile solare termale absorb radiația solară care ajunge la colector, iar acesta transferă energia la mediu – de obicei apă sau o soluție de glicol. Mediul alimentează schimbătorul cu căldură sub formă de apă fierbinte. Asemeni sistemului fotovoltaic, panourile solare operează cel mai eficient atunci când sistemul este orientat spre sud. Cu toate acestea, spre deosebire de panourile fotovoltaice, colectoarele solare termale au limite importante de funcționare, ele operand doar când este însorit. Astfel, pierderile de căldură în zilele reci și noroase sunt semnificative.
Care este principiul de operare a unui sistem fotovoltaic?
Panourile solare sunt realizate din silicon, care absoarbe energia solară și o transformă în electricitate. Energia obținută în acest mod poate fi utilizată pentru a alimenta echipamente rezidențiale, industriale, de birou, agricole. Astfel, aplicarea sistemelor fotovoltaice este mult mai vastă decât cea a panourilor solare (colectoarelor solare termale), care sunt folosite primordial pentru a produce apă fierbinte pentru uzul casnic.
Parametrii electricității generate de panouri sunt ajustați prin invertor, care este o altă componentă majoră a sistemului. Invertorul convertește curentul DC în curent AC, folosit pentru cele mai multe aparate electrocasnice. Important de menționat este că un sistem fotovoltaic nu operează doar în zilele însorite, ci pe tot parcursul anului, când expunerea la soare este mai redusă. Surplusul de energie generat pe timpul verii va fi transferat de prosumator (consumatorul care comercializează excesul de energie produs de sistemul fotovoltaic instalat) și îl trimite în rețeaua de energie. Astfel, va putea consuma din energia stocată în lunile de toamnă și iarnă, când sistemul fotovoltaic produce mai puțină energie. Acest demers va diminua semnificativ facturile la energie electrică.
Panouri fotovoltaice vs. colectoare solare termale – calități și defecte
Atunci când comparăm tehnologii precum panourile solare și cele fotovoltaice, este important să analizăm atât punctele lor tari, cât și punctele slabe. Este deja evident că panourile solare nu sunt la fel de versatile precum sistemele fotovoltaice, care nu sunt folosite doar pentru încălzirea apei, ci și pentru alimentarea echipamentelor electrice diverse.
Calități și defecte pentru sisteme fotovoltaice:
Calitățile cele mai semnificative sunt
- Operează pe toată perioada anului
- Facilitează independența de rețeaua comună de electricitate
- Lucrările de întreținere sunt simple
- Sunt prietenoase cu mediul și folosesc energie regenerabilă
- Pot diminua facturile la energie electrică.
Iată care sunt și minusurile sistemului fotovoltaic:
- Performanța sistemului depinde de expunerea la soare
- Investiția inițială este semnificativă
- Generează electricitate doar ziua
- Impune o zonă dedicată pentru instalare
- Profitabilitatea depinde de rambursările de la stat.
Plusuri și minusuri pentru colectoarele solare termale
Cele mai importante calități ale panourilor solare sunt:
- Se poate produce apă caldă fără a porni sistemul de încălzire
- Susțin sistemul central de încălzire
- Sunt eficiente energetic
- Operarea est simplă iar mentenanța destul de facilă.
Punctele mai slabe ale colectoarelor solare ar fi:
- Sunt adecvate în primul rând încălzirii apei pentru uz casnic
- Pot genera căldură doar în zilele însorite
- Investiția inițială este substanțială
- Există riscul stagnării sau scurgerii panourilor solare în cazul folosirii inadecvate a căldurii pentru apa de uz casnic.
Care sunt costurile de achiziție și de operare
Costurile inițiale trebuie considerate pentru ambele sisteme, dar panourile solare tind să aibă costuri mai mici decât sistemele fotovoltaice. Costul final al investiției depinde de mai mulți factori, precum tipul și numărul celulelor folosite, capacitatea totală a sistemului fotovoltaic, cantitatea de căldură pe care o va genera colectorul solar. Colectoarele plate sunt mai ieftine decât cele vacuum, iar panourile poli-cristaline sunt mai ieftine decât cele mono-cristaline.
Ambele sisteme presupun lucrări ieftine și simple de întreținere, dar costurile de operare trebuie să includă și inspecția anuală a sistemului, întreținerea și înlocuirea celulelor sau a bateriilor uzate.
Când să alegeți panouri solare și când sisteme fotovoltaice?
Iată câteva sugestii de final atunci când trebuie să alegeți unul dintre cele două sisteme.
Alegeți un sistem de colectare dacă
- Prioritatea dvs. este să încălziți apă pentru uz casnic
- Vă doriți o soluție de susținere a operării sistemului de încălzire
- Vreți să combinați un sistem solar cu un boiler prin condensare
Achiziționați un sistem fotovoltaic în cazul în care
- Prioritatea dvs. Este să deveniți independenți de rețeaua comună de electricitate
- Doriți să diminuați facturile la curent
- Sunteți interesat de o sursă de energie regenerabilă și prietenoasă cu mediul
