Jak działają kolektory słoneczne?

Kiedy widzimy baterie słoneczne zawieszone na dachach budynków czy też zainstalowane w różnego rodzaju urządzeniach (od kalkulatorów po satelity), niekoniecznie zastanawiamy się nad tym, w jaki sposób energia słoneczna zostaje w nich "ujarzmiona".

Energia słoneczna - podstawowe fakty

Zanim przyjrzymy schematowi działania kolektorów słonecznych, powiedzmy parę słów o samej energii Słońca. Energia słoneczna, która dociera do zewnętrznych warstw atmosfery, dostarcza prawie 1400W mocy z jednego metra kwadratowego. Atmosfera ziemi pochłania i odbija część promieniowania, dlatego też realna moc, którą można uzyskać na powierzchni ziemi oscyluje około 1000W z metra kwadratowego.

Dlaczego warto interesować się energią słoneczną? Z prostego powodu. Z perspektywy trwania naszego życia Słońce jest stałym i niezagrożonym dostawcą niemalże darmowego ciepła. Nic nie wskazuje na to, żeby zatrucie środowiska powodowało w naszym kraju ograniczenie możliwości wykorzystania kolektorów słonecznych. Nie musimy się także przejmować tym, że Słońce zgaśnie - medycyna nie gwarantuje nam póki co tak długiego życia.

Do niewątliwych zalet energii słonecznej zalicza się jej ekologiczny charakter. To energia czysta. Nie zatruwa środowiska, nie powoduje powstawania nadmiernego hałasu (jak elektrownie wiatrowe), nie wpływa na systemy biologiczne wód (jak elektrownie wodne). Niestety, do niedawna główną wadą instalacji solarnych był brak opłacalności - zbyt wysokie koszty instalacji podważały ekonimoczne uzasadnienie większości inwestycji.

Na szczęście, w ostatnim czasie stan ten ulega zmianie - z jednej strony z powodu coraz tańszych kolektorów dostępnych na rynku, a z drugiej strony, z powodu wsparcia Unii Europejskiej oraz niektórych gmin w realizacji tego typu ekologicznych przedsięwzięć.

Zasady działania instalacji solarnych

Wróćmy jednak do meritum, czyli zasad działania baterii słonecznych oraz całych instalacji solarnych. Mamy tutaj do czynienia z dwoma możliwymi sposobami wykorzystania energii słonecznej.

Pierwszy to kolektory słoneczne - służące najczęściej do ogrzewania wody na potrzeby gospodarstw domowych lub innych obiektów. Kolektory mogą również wspomagać ogrzewanie budynków lub basenów. Zasada działania kolektorów słonecznych jest prosta - promienie słoneczne nagrzewają nośnik energii cieplnej (np. glikol), który następnie podgrzewa wodę zebraną w specjalnym zbiorniku. Tego typu układ można zintegrować z tradycyjnym systemem nagrzewania wody, dzięki czemu ewentualne niedobory energii słonecznej będą rekompensowane przez tradycyjne nagrzewanie energią elektryczną.

Drugim sposobem są ogniwa fotowoltaiczne - zamieniające promienie słoneczne bezpośrednio w energię elektryczną. Tego rodzaju fotoogniwa znamy właśnie z kalkulatorów czy promów kosmicznych. O ile proste bateryjki słoneczne znane z zegarków czy kalkulatorów to technologia tania i prosta, o tyle trudniejsze jest zastosowanie jej na potrzeby mieszkalnictwa i działalności gospodarczej.

Wysoki koszt tego typu instalacji powodowana jest nie tylko koniecznością konwersji energii słonecznej na elektryczną. Problematyczne jest także zmagazynowanie tej energiiw celu późniejszego jej wykorzystania. Kolejnym problemem pozostaje sprawność ogniw fotowoltaicznych. Najczęściej sięga ona co najwyżej kilkunastu procent.

Opłacalność instalacji solarnych

Po powyższym wstępie do tematu możemy zająć się konkretami. Kiedy opłaca się inwestować w kolektory słoneczne i ogniwa fotowoltaiczne? Odpowiedź wymaga analizy kilku czynników, głównie ekonomicznych, ale także ekologicznych oraz tych powiązanych z wygodą i bezpieczeństwem eksploatacji.

>>> Przejdź do analizy opłacalności instalacji solarnych <<<