JAK TO DZIAŁA?
Kolektory słoneczne
Kolektory słoneczne przekształcają energię promieniowania słonecznego w ciepło. Element pochłaniający nazywa się absorberem. W kolektorach płaskich to miedziana lub aluminiowa płyta. Od spodu z płytą stykają się miedziane rurki, przez który przepływa płyn niezamarzający (płyn solarny), odbierający ciepło od absorbera i przekazujący je dalej do zasobnika ciepłej wody. Żeby ograniczyć straty ciepła i zabezpieczyć całość przed uszkodzeniami, kolektor ma izolowaną wełną mineralną obudowę, a od góry szybę o dużej wytrzymałości.
Zalety tej konstrukcji to prostota, trwałość i dość niska cena. Wadą zaś – spore straty ciepła w chłodnych porach roku. W kolektorach próżniowych absorber podzielony jest na pasy umieszczone w rurach próżniowych, które zapewniają bardzo dobrą izolację cieplną. Każda rura próżniowa zawiera rurkę z przepływającym przez nią czynnikiem roboczym albo tzw. ciepłowód (rurka z cieczą o niskiej temperaturze parowania). Poszczególne ciepłowody muszą być na zewnątrz – poza rurami próżniowymi – połączone „szyną zbiorczą”, przez którą przepływa czynnik roboczy. Konstrukcje próżniowe mają nad płaskimi przewagę w chłodnych porach roku (lepsza izolacja), jednak są bardziej skomplikowane i droższe.
Panele fotowoltaiczne
Panele fotowoltaiczne przekształcają promieniowania słonecznego w prąd. Zrozumienie, jakie procesy zachodzą w ogniwach, wymaga znajomości działania półprzewodników. Ogniwa grupuje się w panele, ponieważ pojedyncze ogniwo najpopularniejszego rodzaju czyli zbudowane na bazie krzemu daje napięcie zaledwie ok. 0,5 V. Łącząc je szeregowo uzyskujemy odpowiednio wyższą, użyteczną wartość. Powstały prąd można spożytkować do zasilania domowych urządzeń, gromadzić w akumulatorach albo przekazać do sieci elektroenergetycznej.
Problem tkwi w tym, że panele dają prąd stały, domowa sieć i urządzenia potrzebują zaś prądu przemiennego. Żeby go przekształcić potrzebne jest urządzenie nazywane falownikiem lub inwerterem. Z kolei akumulatory są drogie i niezbyt trwałe. Dlatego najczęściej prąd stały przekształca się na przemienny i zużywa na miejscu w miarę potrzeb, a nadmiar przekazuje do sieci.
Sprawność procesu przemiany energii słonecznej w elektryczną jest, niestety, niska i najczęściej nie sięga 20%. W połączeniu z wysoką ceną paneli, falowników itd. powoduje to wciąż ich niewielką popularność. Jednak wielką zaletą tej formy energetyki słonecznej jest uniwersalność – elektryczność to czysta energia, którą możemy dowolnie wykorzystać.
Jarosław Antkiewicz
fot. Hewalex
