Promieniowanie słoneczne, które dostaje się do atmosfery, jest bezpośrednim źródłem energii słonecznej. Dwa sposoby na wykorzystanie energii słonecznej to energia słoneczna termiczna i fotowoltaiczna. Prowadzi to do pytania o energię słoneczną termiczną i fotowoltaiczną, która jest lepsza? Przeczytaj artykuł, aby dowiedzieć się tego i innych powiązanych faktów.
Energia słoneczna termiczna kontra fotowoltaika – przegląd
Systemy fotowoltaiczne, zwane także systemami solarnymi PV i systemami solarno-termicznymi, to dwie odrębne technologie, które opisano poniżej:
Ogniwo fotowoltaniczne
Zjawisko fotowoltaiczne, w którym foton, elementarny składnik światła, współpracuje z panelem wykonanym z półprzewodników, jest podstawą energii fotowoltaicznej. Podstawowym składnikiem półprzewodników jest krzem. Foton uwalnia elektrony, gdy uderza w półprzewodniki. W wyniku wystawienia na działanie światła reakcja ta wytwarza energię. Półprzewodniki są kształtowane w wąskie warstwy, które generują prąd elektryczny w panelach fotowoltaicznych. Te półprzewodniki są tym, z czego zbudowane są ogniwa słoneczne. Prąd elektryczny jest wychwytywany przez półprzewodniki i zamieniany na energię dla domów i firm.
Solar Thermal
Systemy solarne generować ciepło, podczas gdy panele fotowoltaiczne wytwarzają energię elektryczną. Obie te metody zużywają mało energii, ale fotowoltaika słoneczna może być używana tylko wtedy, gdy świeci słońce. W pochmurne dni nadal jest funkcjonalna, ale jej zdolność do wytwarzania energii jest zmniejszona o 10% do 30%. Woda przygotowana przy użyciu technologii solarnej może być przechowywana do późniejszego wykorzystania, zwiększając efektywność energetyczną. Podgrzana woda jest zazwyczaj przechowywana w zbiornikach na gorącą wodę w systemach solarnych, aż do momentu, gdy będzie potrzebna.
Koncentrowana energia słoneczna a fotowoltaika – jaka jest różnica?
Zacząć, systemy wykorzystujące energię słoneczną (CSP) wytwarzać energię elektryczną poprzez przetwarzanie energii słonecznej na ciepło o wysokiej temperaturze. Sposób działania tej konkretnej technologii polega na tym, że energia słoneczna jest skupiana przez szereg reflektorów, a następnie ta skupiona energia jest wykorzystywana do zasilania generatora elektrycznego i silnika cieplnego. Elektrownie tego systemu są podzielone na dwie sekcje: jedna zbiera energię słoneczną i przekształca ją w ciepło, a druga przekształca energię cieplną w energię elektryczną. Prąd przemienny (AC) jest wytwarzany pośrednio przez CSP, co ułatwia jego rozprzestrzenianie w sieci energetycznej.
Wręcz przeciwnie, ogniwa fotowoltaiczne (PV) są całkowicie różne od CSP. Panele słoneczne PV wykorzystują światło słoneczne, w przeciwieństwie do CSP, które wykorzystują energię słoneczną. Mówiąc inaczej, fotowoltaika to proces polegający na bezpośredniej zamianie światła na energię. Ogniwa fotowoltaiczne pochłaniają światło, co powoduje, że elektrony stają się wolne. Tak to działa. Prąd wytwarzany przez luźne elektrony przepływające tworzy stały prąd elektryczny po jego przechwyceniu i przeniesieniu do przewodów (DC). Po wygenerowaniu prąd stały jest zamieniany na prąd przemienny (AC), zwykle za pomocą inwerterów, dzięki czemu może być rozprowadzany w całej sieci elektroenergetycznej.
Przeczytaj także: Jak działa energia słoneczna?
Energia słoneczna termiczna czy fotowoltaika – która jest bardziej wydajna?
W przeciwieństwie do systemu solarno-termicznego, który wymaga jedynie 3–4 m² powierzchni dachu, system solarno-fotowoltaiczny może wymagać do 10 m². Powodem tego jest jego duża wydajność. Efektywność ogniw słonecznych fotowoltaicznych mieści się w przedziale od 15% do 20%. jednocześnie energia słoneczna może przetworzyć około 90% promieniowania na ciepło. Liczba ta stale rośnie wraz z rozwojem technologii paneli słonecznych. Należy zauważyć, że jeśli system solarny jest używany do podgrzewania wody, będzie wymagał trochę miejsca wewnątrz. Przestrzeń wymagana przez system solarny PV jest niemal w całości zajmowana przez ogniwa słoneczne i niewiele więcej. Ponadto system PV musiałby dodać tylko kilka przewodów i transformator wewnątrz, zajmując bardzo mało miejsca.
System solarno-termiczny ma pewne niedogodności, mimo że może być bardziej skuteczny, zwłaszcza w przypadku gotowania wody. Żywotność, ogólne trudności i wymagania konserwacyjne systemów solarno-termicznych są na ogół wyższe. Zastanów się, o ile bardziej skomplikowany jest System ogrzewania słonecznego jest. Pobiera światło, zamienia je na energię i ogrzewa powietrze lub wodę w Twojej okolicy. W przeciwieństwie do systemu PV, który generuje energię do powszechnego użytku, system solarno-termiczny z większą liczbą komponentów ma więcej ruchomych części, co zwiększa prawdopodobieństwo problemów i kosztów.
Przeczytaj także: Czy można używać paneli słonecznych bez falownika?
Energia słoneczna termiczna czy fotowoltaika – która ma większą pojemność?
Pojemność Największe elektrownie fotowoltaiczne przekraczają 500 megawatów, a 400 megawatów to maksymalna moc największych elektrowni cieplnych. Generalnie elektrownie cieplne generują mniejszą moc wyjściową w porównaniu z tym zakresem.
Energia słoneczna termiczna czy fotowoltaika – która jest droższa?
Koszt systemu fotowoltaicznego
Koszt fotowoltaiki zależy od zapotrzebowania na energię elektryczną. Zazwyczaj system fotowoltaiczny o mocy 3 kW jest wymagany dla gospodarstwa domowego z elektrownią jądrową składającego się z trzech do czterech osób.
Typowo dla systemu o mocy 10 kW stosuje się 12–3 paneli, z których każdy wytwarza 300 watów energii elektrycznej. Koszty wahają się od $ 4,500 do $ 6,500Koszt pojedynczej grupy może wynieść od 500 do 600 dolarów.
Koszt systemu solarnego
Systemy solarne to nieco tańsze niż systemy fotowoltaiczne. System solarny odpowiedni dla Twojego domu może kosztować od 3000 do 6,000 dolarów.
W innych przypadkach cena może jednak wzrosnąć. Systemy cieplne wymagają większej konserwacji niż systemy fotowoltaiczne. Co trzy do pięciu lat będziesz musiał konserwować swoje systemy grzewcze.
Przeczytaj także: Czym jest stacja ładowania pojazdów elektrycznych DIY zasilana energią słoneczną?
Energia słoneczna termiczna czy fotowoltaiczna – która jest lepsza?
Energia może być łatwo przekształcana z jednej formy w drugą, ale zmniejsza to wydajność. Dlatego lepiej jest najpierw wybrać rodzaj witalności, której potrzebujesz.
PV będzie najlepszą opcją, jeśli potrzebujesz energii elektrycznej. Energia słoneczna termiczna powinna być używana, jeśli potrzebujesz energii cieplnej. Powiedzmy, że potrzebujesz zarówno energii cieplnej, jak i elektrycznej. W takiej sytuacji, Fotowoltaika byłaby lepszym wyborem niż energia słoneczna ponieważ przy obecnej technologii, energia elektryczna może być łatwo przekształcona w dowolną inną formę energii. Systemy solarne stają się również z dnia na dzień bardziej efektywne. Koszt modułów PV spadł o 80% od 2009 r. Natomiast postęp technologiczny w branży solarno-termicznej był mniej znaczący.
Energia słoneczna termiczna i fotowoltaika słoneczna są wykorzystywane na różne sposoby; w większości przypadków energia cieplna przechwytuje ciepło, podczas gdy fotowoltaika generuje energię elektryczną. Teraz, gdy znamy niektóre cechy systemów solarno-termicznych i fotowoltaicznych, możemy łatwo dojść do wniosku, że energia słoneczna termiczna jest bardziej wydajna i tańsza, jednak fotowoltaika zapewnia większą moc wyjściową.
Polecamy: 4 wady energooszczędnych urządzeń
