Сонячні акумулятори йдуть у минуле: яке старе рішення може виявитися вигіднішим для будинку

В Україні під час відключень світла українці зазвичай шукають способи забезпечити будинок електроенергією та встановлюють сонячні панелі, однак для нагрівання води сонячні колектори можуть виявитися вигіднішим рішенням. На відміну від фотопанелей, які виробляють електроенергію, колектори безпосередньо перетворюють сонячне тепло на гарячу воду – тому для цієї конкретної потреби система може бути простішою та економнішою, а для повної енергонезалежності їх можна поєднати з фотопанелями.

Про це розповіло видання KB.pl. При цьому колектори не є прямою заміною фотоелектричним панелям. Вони перетворюють сонячну енергію не на електрику, а безпосередньо на тепло.

У чому різниця

Зовні ці системи справді можуть бути схожими. І фотоелектричні панелі, і сонячні колектори часто встановлюють на дахах будинків, щоб максимально використовувати доступне сонячне випромінювання. Проте принцип їхньої роботи принципово відрізняється.

Фотоелектричні панелі виробляють електроенергію. Сонячне світло потрапляє на фотоелектричні елементи, у яких виникає постійний електричний струм. Далі інвертор перетворює його на змінний струм, придатний для використання у звичайній домашній електромережі. Таку електроенергію можна спрямувати на роботу холодильника, пральної машини, освітлення, кондиціонера, електричного бойлера, теплового насоса та інших приладів.

Сонячний колектор працює інакше. Він поглинає сонячне випромінювання та перетворює його на тепло. Це тепло передається рідині, яка циркулює в системі, а потім використовується для нагрівання води в спеціальному накопичувальному баку. Тому говорити, що одна технологія повністю "перемагає" іншу, некоректно. Все залежить від того, що саме потрібно отримати від сонця – електрику чи тепло.

Старе рішення знову стає актуальним

Сонячні колектори існують уже багато років і вважаються однією з найбільш зрозумілих технологій використання сонячного тепла. Їхнє основне завдання – нагрівати воду. Нагріта рідина циркулює між колекторами та накопичувальним баком, де передає тепло воді. Після цього охолоджена рідина повертається до колектора і цикл повторюється.

У системах можуть використовувати спеціальну рідину на основі води та гліколю, яка захищає контур від замерзання. Головна перевага такого підходу полягає в тому, що сонячне тепло використовується безпосередньо.

Не потрібно спочатку виробити електроенергію, потім передати її через інвертор і лише після цього використати для нагрівання води. Саме тому сонячні колектори можуть бути особливо цікавими для будинків, де гаряча вода є одним із найбільших енергетичних споживачів.

Скільки гарячої води може забезпечити сонце

За сприятливих умов сонячна теплова система здатна покривати значну частину річної потреби домогосподарства в гарячій воді. Орієнтовно для побутової системи можна розраховувати на 1-1,5 квадратного метра колекторів на одну людину. Водночас для накопичення тепла потрібен бак достатнього об'єму – у наведених рекомендаціях йдеться щонайменше про 300 літрів.

За правильно підібраної системи сонячна енергія може забезпечувати близько 60% річної потреби в гарячій воді. Найбільшу користь така установка дає у теплий сезон, коли сонячного випромінювання багато.

Водночас не варто сприймати цю цифру як гарантований результат для кожного будинку. Реальна ефективність залежить від клімату, орієнтації даху, кута нахилу, площі колекторів, об'єму бака та кількості гарячої води, яку споживає сім'я.

Коли колектори можуть бути вигіднішими за фотоелектрику

Якщо людина хоче отримати електроенергію для всього будинку, сонячні колектори не зможуть виконати це завдання. Вони не виробляють електричний струм, а отже, від них не запрацюють холодильник, телевізор чи освітлення.

Але якщо основна проблема – витрати на нагрівання води, ситуація інша. У такому випадку встановлення теплових колекторів може бути раціональнішим рішенням, ніж придбання великої фотоелектричної системи лише для того, щоб потім перетворювати вироблену електроенергію на тепло.

Колектори також можуть використовуватися для підігріву води в басейні. Причому саме влітку, коли басейн потребує найбільше тепла, сонячна система працює в найбільш сприятливих умовах.

Які бувають сонячні колектори

На ринку найбільш поширені два основні типи таких систем – плоскі та вакуумно-трубчасті колектори. Плоскі моделі мають простішу конструкцію та зазвичай коштують дешевше. Вакуумно-трубчасті системи дорожчі, однак можуть демонструвати вищу ефективність за певних умов.

Тому при виборі не варто орієнтуватися лише на ціну одного квадратного метра. Потрібно враховувати, скільки тепла реально потрібно будинку, скільки людей користуватимуться гарячою водою та який обсяг накопичувального бака буде оптимальним.

Важливо також правильно розташувати систему. Для сонячних установок найбільш сприятливими вважаються південна, східна та західна орієнтації, хоча конкретний результат залежить від особливостей будинку та місцевих умов.

Фотоелектричні панелі залишаються більш універсальними

Попри переваги колекторів, списувати фотоелектрику з рахунків точно не варто. Її головна перевага – універсальність. Сонячні панелі виробляють електроенергію, яку можна використовувати практично для будь-яких домашніх потреб.

Вдень електроенергія може одразу споживатися побутовими приладами. Надлишок можна накопичувати в акумуляторній системі або, залежно від умов підключення та чинних правил, передавати в мережу.

Фотоелектрична система також може опосередковано забезпечувати будинок теплом. Наприклад, вироблена панелями електроенергія може живити тепловий насос або електричний бойлер. Саме тому для будинку з великим споживанням електроенергії фотоелектрика залишається значно ширшим за можливостями рішенням.

Акумулятори не вирішують усіх проблем

Окреме питання – накопичення енергії. Фотоелектричні панелі виробляють електроенергію тоді, коли є сонячне випромінювання. Проте найбільше електроенергії домогосподарство може потребувати саме ввечері, коли сонця вже немає.

Тут на допомогу приходять акумуляторні системи. Вони дозволяють накопичити частину виробленої вдень енергії та використати її пізніше. Однак батареї збільшують загальну вартість системи. Крім того, вони мають обмежений ресурс і потребують заміни в перспективі.

Насправді власнику будинку зовсім не обов'язково вибирати щось одне. Фотоелектричні панелі та сонячні колектори можуть працювати разом, виконуючи різні функції.

Наприклад, колектори в теплий сезон забезпечуватимуть будинок гарячою водою, тоді як фотоелектричні модулі вироблятимуть електроенергію для побутових потреб. У періоди меншої сонячної активності електроенергія від фотоелектричної системи може використовуватися для роботи теплового насоса, який забезпечуватиме будинок теплом і гарячою водою.