Grzanie wody fotowoltaiką czy solarem co wybrać do domu?

Grzanie wody fotowoltaiką czy solarem co wybrać do domu?

Kategoria Fotowoltaika
Data publikacji
Autor
MagazynOZE.pl

Grzanie wody fotowoltaiką opłaca się wtedy, gdy poza ciepłą wodą chcesz również zasilać dom w energię elektryczną. Jeśli interesuje Cię wyłącznie przygotowanie CWU, bardziej naturalnym wyborem są solary, czyli kolektory słoneczne, które zamieniają promieniowanie bezpośrednio na ciepło do zasobnika [1][2][3][4]. Oba systemy można też połączyć tak, aby PV dostarczała prąd do domu, a kolektory zapewniały ciepłą wodę [1][2][3].

Czym różni się grzanie wody fotowoltaiką od solarem?

Kolektory słoneczne to urządzenia, które pobierają energię z promieniowania słonecznego i wprost zamieniają ją na ciepło trafiające do zasobnika CWU [1][2][5]. W praktyce absorber w kolektorze nagrzewa czynnik roboczy, najczęściej mieszaninę wody z glikolem, a następnie przez wymiennik oddaje ciepło wodzie użytkowej [6]. Dzięki temu ciepło powstaje bez pośredniego etapu elektrycznego i bez konwersji na prąd [1][2][7].

Fotowoltaika czyli PV przetwarza światło słoneczne na energię elektryczną. Dopiero ta energia zasila grzałkę elektryczną w zasobniku, ewentualnie bojler, pompę ciepła lub inne urządzenie przygotowujące CWU [1][7][3]. Ścieżka jest dwuetapowa energia promieniowania staje się energią elektryczną, która następnie zamienia się w ciepło w wodzie [7][8][6].

W konsekwencji, do samego CWU kolektor jest rozwiązaniem bardziej celowanym, ponieważ produkuje ciepło od razu, bez dodatkowych konwersji [1][2][4]. Z kolei PV wygrywa funkcjonalnością, bo prąd można skierować nie tylko na grzanie wody ale też na inne potrzeby domu [1][3][4].

Ile powierzchni i sprawności potrzeba, aby podgrzać wodę?

Aby podgrzać 200 l wody z 10 do 45°C w czasie 6 godzin, jeden z producentów wskazuje około 4,1 m² kolektorów słonecznych [9]. Dla porównywalnego efektu z wykorzystaniem standardowych paneli PV szacowana powierzchnia to około 16,4 m² [9].

  Energetyczny komu się należy i jak go otrzymać?

Różnica wynika ze sprawności konwersji energii. Zestawienia branżowe podają, że kolektory termiczne osiągają zwykle 60–80 procent przekształcenia promieniowania w ciepło, podczas gdy panele fotowoltaika mają około 12–15 procent sprawności w wytwarzaniu energii elektrycznej [10]. Właśnie dlatego PV potrzebuje większej powierzchni, jeśli celem jest wyłącznie CWU [9][10].

Warto też pamiętać, że instalacja PV sama z siebie nie podgrzewa wody i wymaga dodatkowego osprzętu w postaci grzałki oraz sterowania, co odróżnia ją od kolektorów, gdzie ciepło trafia do wody bezpośrednio [7][8].

Kiedy lepsze są kolektory słoneczne, a kiedy fotowoltaika?

Jeśli priorytetem jest wyłącznie ciepła woda użytkowa, bardziej naturalnym i celowanym wyborem będą solary ze względu na bezpośrednią produkcję ciepła i wysoką skuteczność w tym zastosowaniu [1][2][4]. Gdy równie ważna jest produkcja energii elektrycznej dla całego domu, przewagę funkcjonalną zyskuje PV [1][3][4].

W domach z gotowym zasobnikiem wyposażonym w wężownicę solarną oraz z krótkimi trasami rur montaż kolektorów bywa szczególnie korzystny, ponieważ instalacja jest prosta i dobrze dopasowana do CWU [7]. Z kolei system PV do grzania wody potrzebuje sterowania, zabezpieczeń i układu odbioru nadwyżek energii. Jest więc bardziej uniwersalny w skali całego budynku, ale nie zawsze najprostszy w samym przygotowaniu CWU [7][8][6].

Na wybór wpływa też charakter warunków pracy. Kolektory są silnie związane z bezpośrednim uzyskiem ciepła i sprawnością zamiany promieniowania na ciepło, podczas gdy fotowoltaika jest elastyczna w wykorzystaniu energii, choć droga do podgrzania wody jest pośrednia [1][10][6].

Jak działa instalacja z kolektorami słonecznymi do CWU?

W kolektorze absorber pochłania promieniowanie i nagrzewa czynnik roboczy. Czynnik transportuje energię do wymiennika w zasobniku, oddaje ciepło wodzie użytkowej i wraca do kolektora. Układ tworzą kolektory, absorber, czynnik roboczy, rury, pompa obiegowa, zasobnik z wężownicą oraz automatyka sterująca [6]. To rozwiązanie od razu wytwarza ciepło niezbędne do CWU [1][2][7][6].

Jak działa instalacja PV do grzania wody?

Ścieżka energii w PV wygląda następująco promieniowanie słoneczne jest zamieniane na prąd elektryczny, który zasila grzałkę w zasobniku, dzięki czemu powstaje ciepła woda [7][8][6]. W skład systemu wchodzą panele fotowoltaiczne, falownik lub odpowiedni układ DC AC zależnie od konfiguracji, grzałka elektryczna w zbiorniku CWU, sterownik nadwyżek oraz zabezpieczenia elektryczne [7][8][6].

  Jak zrobić schemat instalacji fotowoltaicznej krok po kroku?

Kluczowe jest to, że fotowoltaika nie grzeje wody bezpośrednio, dlatego wymaga dodatkowych elementów odpowiedzialnych za właściwe wykorzystanie energii i jej bezpieczne wprowadzenie do grzałki [7][8].

Dlaczego znów rośnie zainteresowanie solarem do CWU?

Na rynku obserwuje się ponowny wzrost zainteresowania kolektorami w zastosowaniach stricte do CWU. Powodem jest prostota układu, wysoka efektywność zamiany promieniowania na ciepło oraz dobre dopasowanie do zadań związanych z ciepłą wodą [1][10]. W obszarze tylko CWU kolektory często okazują się bardziej bezpośrednim rozwiązaniem niż PV [1][2][4][10].

Na czym polega współpraca obu systemów?

Obie technologie mogą się uzupełniać. Fotowoltaika obsługuje potrzeby elektryczne domu, a kolektory słoneczne koncentrują się na CWU. Taka konfiguracja pozwala wykorzystać zalety obu rozwiązań w jednym budynku i zoptymalizować strumienie energii [1][2][3].

Co wybrać do domu?

Jeśli Twoim celem jest wyłącznie grzanie wody w sposób możliwie prosty i bezpośredni wybierz solary, które przekazują ciepło bezpośrednio do zasobnika i są naturalnie dopasowane do CWU [1][2][4]. Gdy chcesz jednocześnie wytwarzać prąd dla domu i kierować nadwyżki na wodę użytkową postaw na fotowoltaikę pamiętając o konieczności zastosowania grzałki, sterownika i właściwego układu elektrycznego [1][7][8][3][6]. W wielu budynkach sens ma połączenie obu rozwiązań co wzmacnia funkcjonalność całego systemu [1][2][3].

Dodatkowo, jeżeli masz już zasobnik z wężownicą solarną oraz dogodny układ rur, montaż kolektorów będzie szczególnie uzasadniony. Jeśli natomiast planujesz szerszą elektryfikację domu, PV zapewni elastyczność wykorzystania energii w wielu obszarach [7][3]. W praktyce tam, gdzie instalacja ma służyć głównie do CWU, częściej sprawdzają się kolektory, a przy potrzebie zasilania całego domu prądem przewagę zyskuje PV [7][4].

Bibliografia

  1. https://www.dlahandlu.pl/raporty-i-analizy/fotowoltaika-ma-mocnego-rywala-moze-byc-tanszy-i-skuteczniejszy,175245.html
  2. https://www.portalsamorzadowy.pl/gospodarka-komunalna/fotowoltaika-ma-konkurencje-starsza-technologia-moze-byc-tansza-i-wydajniejsza,675124.html
  3. https://energio.pl/blog/kolektory-sloneczne-a-fotowoltaika
  4. https://kb.pl/aktualnosci/ogrzewanie/fotowoltaika-kontra-solary-porownanie/
  5. https://www.techsterowniki.pl/blog/czym-roznia-sie-kolektory-sloneczne-paneli-fotowoltaicznych
  6. https://elektryk.io/fotowoltaika-i-oze/solarne-systemy-grzewcze-wody-uzytkowej-kolektory-sloneczne-vs-fotowoltaika-z-grzalka
  7. https://wikanabioenergia.pl/kolektory-czy-fotowoltaika
  8. https://greenbe.pl/kolektory-sloneczne-czy-fotowoltaika-roznice/
  9. https://kb.pl/aktualnosci/fotowoltaika/kolektory-sloneczne-czy-fotowoltaika-z-bojlerem/
  10. https://kb.pl/aktualnosci/fotowoltaika/kolektory-sloneczne-czy-sa-oplacalne/

Dodaj komentarz