Panele fotowoltaiczne mają wiele różnych zastosowań. Pozwalają czerpać energię słoneczną, która przetwarzana jest na prąd. Z kolei prąd jest wykorzystywany praktycznie do wszystkiego, od oświetlenia domu poprzez sprzęty AGD i RTV aż po samochody elektryczne. Jedną z ciekawszych możliwości jest grzanie wody użytkowej. Jest to rozwiązanie ekologiczne, a przy tym oszczędne, dzięki czemu cieszy się rosnącą popularnością. Jak w praktyce wygląda ogrzewanie wody słońcem? Co należy w tej kwestii wiedzieć?
Słońce stanowi tak naturalny element naszego życia, że często nie zwracamy na nie uwagi. To jednak nasze niewyczerpane źródło energii, które przynosi wiele korzyści, jeśli tylko po nie sięgniemy. Jedną z możliwości jest wykorzystywanie słońca do generowania ciepła. Do wytworzenia ciepła służą kolektory słoneczne lub panele fotowoltaiczne. W tym drugim przypadku jest to rozwiązanie znacznie bardziej opłacalne, gdyż wytworzoną energię możemy spożytkować na wiele różnych sposobów, a jednym z nich jest podgrzewanie wody słońcem.
Spis treści
Ogrzewanie wody słońcem
Ciepła woda użytkowa (cwu) stanowi podstawę komfortowego życia. Aby zapewnić do niej dostęp wykorzystywane są różne technologie, które zmieniały się i były doskonalone na przestrzeni wieków.
Odbieranie cwu jest możliwe poprzez:
- sieć miejską,
- kotły gazowe,
- podgrzewacze przepływowe,
- energię słoneczną.
Zważając na rosnące ceny prądu oraz cel ekologiczny Polski, coraz częściej grzanie wody odbywa się z użyciem energii dostarczonej przez panele fotowoltaiczne. Rozwiązanie to polega na zasilaniu urządzeń oporowych (grzałki do wody) energią słoneczną. Układ taki może pracować nieprzerwanie przez ok. 25 lat i nie wymaga rejestracji w zakładzie energetycznym.
Panele fotowoltaiczne do grzania wody
Panele fotowoltaiczne to konstrukcja składająca się z połączonych szeregowo modułów. Na każdy moduł przypadają ogniwa fotowoltaiczne wykonane z płytki krzemowej. Instalacja umieszczana jest na dachach domów budynków lub na gruntach rolnych. W przypadku, gdy grzanie wody będzie następowało we współpracy z modułami fotowoltaicznymi, stosuje się montaż na gruncie. Ewentualnie można rozważyć wykorzystanie specjalnego stelażu (tzw. ekierki).
Najczęściej można spotkać się z modułami obejmującymi 4 lub 6 paneli słonecznych, co pozwoli wygenerować zapotrzebowanie energetyczne kilkuosobowej rodziny. Zestaw taki może bezproblemowo zasilić bojler o mocy do 3 kW. Ogrzewanie wody słońcem wymaga odpowiednio dobranych paneli oraz zamontowania przetwornicy służącej do przekształcenia napięcia stałego na zmienne. Wytworzony prąd zasila grzałki lub grzejniki, które nagrzewają wodę. Instalacja funkcjonuje w tzw. systemie off-gird, który polega na tym, że panele nie muszą być podpięte do lokalnej sieci energetycznej. Po uruchomieniu nie wymagają żadnego dodatkowego działania.
Ile kosztuje ogrzewanie wody prądem?
Panele fotowoltaiczne do podgrzewania wody nie różnią się niczym od instalacji zamontowanych w innych celach. Przeznaczenie fotowoltaiki jest bowiem uzależnione wyłącznie od potrzeb osoby, która decyduje się w nią zainwestować. Jedyną różnicą jest sterownik, który musi zostać podłączony do grzałki w bojlerze. Stykając się po raz pierwszy z systemami solarnymi, można zniechęcić się ich cenami. Wbrew pozorom jest to jednak inwestycja bardzo opłacalna, gdyż zwraca się w ciągu kilku lat.
Panele słoneczne do podgrzewania wody nie potrzebują zbyt wiele mocy. Zazwyczaj dzienne zapotrzebowanie wynosi 6 kWh energii. W związku z tym instalacja nie musi być duża. W praktyce wystarczy kilka paneli fotowoltaicznych. Fotowoltaika dla domu nie ma jednoznacznej ceny, gdyż jej koszt uzależniony jest od wielkości i ilości modułów, a także rozmiaru bojlera, który trzeba podgrzać. Rynkowe ceny paneli fotowoltaicznych do cwu oscylują w granicach od 9 000 do 10 000 zł. Koszt ten obejmuje zakup, montaż oraz gwarancję.
Fotowoltaika do cwu – opłacalność
Ogromną zaletą ogrzewania wody słońcem jest fakt, że panele fotowoltaiczne nie posiadają zbyt wielu elementów, a każdy z nich jest dokładnie zabezpieczony przez promieniowaniem UV, wiatrem i śniegiem. Oznacza to, że szansa awarii jest znikoma i nieprzerwanie możemy cieszyć się ciepłą wodą. Warto mieć jednak na względzie, że wykorzystanie energii słonecznej wyłącznie w tym celu jest nieopłacalne. Ilość promieniowania słonecznego w Polsce jest wystarczająca, aby pokryć zapotrzebowanie na prąd przeciętnego domu. W słoneczne dni panele do cwu bardzo szybko zdobędą energię wymaganą do ogrzania wody. Po osiągnięciu wymaganego poziomu grzałka wyłączy się, a wytworzony przez panele fotowoltaiczne prąd zwyczajnie się zmarnuje. Nie wykorzystujemy w ten sposób potencjału energetycznego naszej instalacji.
Najkorzystniejszym rozwiązaniem jest zastosowanie fotowoltaiki nie tylko do ogrzewania wody, ale także do napędzania innych urządzeń. Energię słoneczną można wykorzystać do oświetlenia domu i ogrodu, a także działania sprzętów elektrycznych (pralek, lodówek, odkurzaczy, komputerów itp.). Aby zgromadzona energia się nie zmarnowała, powinniśmy przemyśleć opłacalność fotowoltaiki względem całego systemu energetycznego. Zazwyczaj lepiej jest zdecydować się na większą liczbę paneli, aby pokryć całe swoje zapotrzebowanie na energię. W ten sposób możemy znacznie obniżyć rachunki za prąd.
Grzanie wody za pomocą paneli fotowoltaicznych
Za inwestycją w odnawialne źródła energii przemawia również sytuacja energetyczna Polski. Stale rosnące podwyżki prądu oraz wprowadzenie opłaty mocowej sprawiło, że rachunki za prąd stały się poważnym obciążeniem zarówno domowego, jak i firmowego budżetu. Coraz częściej poszukuje się alternatywnych rozwiązań, które gwarantują zminimalizowanie kosztów. Najbardziej opłacalne okazują się panele fotowoltaiczne, gdyż zapewniają niezależność energetyczną. Osoba posiadające instalację wytwarza własną energią i tym samym jest niezależna od cen prądu dostarczanego przez lokalne zakłady energetyczne. Z rachunków znika opłata za energię czynną i pozostaje jedynie opłata stała (kilkanaście złotych miesięcznie w przypadku domów jednorodzinnych).
Fotowoltaika do cwu jest jednym z pomysłów, jak odciążyć domowy budżet, a przy tym wpisuje się w politykę ekologiczną kraju. W związku z tym można liczyć na krajowe i regionalne systemy dofinansowania, dzięki którym koszt inwestycji jest znacznie mniejszy. Co więcej wszelkie nadwyżki wyprodukowanej energii można magazynować, po czym odebrać z powrotem w okresy, gdy wydajność paneli jest mniejsza (np. zimą). Można również rozważyć całkowite przejście na odnawialne źródła energii i zainwestowanie w pompę ciepła. Po połączeniu jej z panelami fotowoltaicznymi budynek jest ogrzewany praktycznie za darmo.
Grzanie wody a kolektory słoneczne
Poszukując sposobu na tańsze ogrzanie wody, można spotkać się z dylematem dotyczącym wyboru paneli fotowoltaicznych lub kolektorów słonecznych. Obie możliwości umożliwiają wytworzenie ciepła potrzebnego do podgrzania wody, jednak posiadają znaczące różnice w wydajności. Panele fotowoltaiczne do cwu to lepsze rozwiązanie od kolektorów słonecznych. Do prawidłowego działania solarów potrzebna jest temperatura wynosząca więcej niż 0°C. Osiągają największą wydajność, gdy jest gorąco. Oznacza to, że z kolektorami słonecznymi może być problem w okresie jesienno-zimowym.
Fotowoltaika do grzania wody spokojnie poradzi sobie z ujemnymi temperaturami. Wiele osób nie zdaje sobie sprawy, że zarówno słoneczna, bezchmurna pogoda, jak i mróz to idealne warunki do produkcji własnej energii elektrycznej. W takich warunkach panele fotowoltaiczne działają najlepiej i najefektywniej, gdyż nie nagrzewają się w takim stopniu jak w przypadku upałów. Wysoka temperatura sprzyja działaniu kolektorów słonecznych, jednak mogą ogrzewać wodę za bardzo. Skutkiem tego jest nadmiar mocy, który prowadzi do zagotowania znajdującego się w nich glikolu. Kolektory solarne posiadają większą awaryjność. Często zdarzają się zaniki napięcia sieciowego oraz uszkodzenia, których naprawa zajmuje wiele czasu i powoduje dodatkowe koszty.
Co więcej konstrukcja solarów składa się z wielu elementów, które wymagają dodatkowego zasilania, za które trzeba płacić (np. sterownik, pompa cyrkulacyjna). Jednocześnie elementy te trzeba często serwisować i konserwować. Takich problemów nie mają panele do ogrzewania wody, które składają się tylko z dwóch elementów (paneli fotowoltaicznych i przetwornicy). Wyróżniają się bezawaryjnością i nie generują żadnych dodatkowych kosztów. W takim ujęciu rozsądniejsza jest inwestycja w fotowoltaikę do grzania wody.
