Tato tiskovina slouží pro zvýšení informovanosti široké veřejnosti. Fotovoltaika a solární tepelné kolektory - porovnání. Ochrana fotovoltaických zdrojů před bleskem a přepětím. Fotovoltaika a solární tepelné kolektory - porovnání. Různě orientované fotovoltaické systémy s jedním MPP trackerem. JAKA JE NEJLEPSÍ ORIENTACE PANELU STŘEŠNÍ FOTOVOLTAICKÉ ELEKTRÁRNY?
Fotovoltaika solární
tepelné kolektory porovnání
Sluneční záření lze využít dvěma základ
ními způsoby.
Účinnost parametr, který určuje, kolik
lze plochy střechy získat energie. Ceny posled
ních letech víceméně stagnují, zatímco
ceny fotovoltaických panelů výrazně
klesly.
Křivky účinnosti
Obr. Zkusme si
tato dvě zařízení porovnat.
V létě při zatažené obloze intenzita slu
nečního záření klesá pod 200 Tep
loty takovém případě obvykle pohy
bují kolem °C.
V zim ním období době intenzivního
slunečního svitu tep obvykle pohy
bují kolem nuly. zimním období
jsou fotovoltaické panely výhodnější
i při teplotách ohřívaného média pod
40 °C. Protože plocha stře
chy nebude orientována vždy ideálně,
je ožno počítat přibližnou hodnotou
1000 h/m dopadajícího slunečního
záření.cz/FVE.
Plošná otnost solárních termických
kolektorů včetně teplonosné kapa
liny pohybuje kg/m výše. Topný faktor
a odpovídající tepelný výkon závisí na
rozdílu teplot, malých tepelných čerpa
del obvykle při rozdílu -25 °C/55
°C zhruba dvakrát vyšší než elektrický
příkon. Bud' získávat teplo so
lárních term ických kolektorech, nebo
elektřinu fotovoltaických panelech.
Příkony tepelných čerpadel pro ohřev
teplé vody pohybují kolem 500 nej
výše kW. závislosti
na teplotě účinnost snižuje 0,2 až
0,5 při zvýšení tep panelu jeden
stupeň Celsia.
Obr.escr. Výnos energie jednotlivých měsí
cích při ohřevu vody °C
- -Všechny články byly redakčně zkráceny, jejich plnou, nezkrácenou podobu najdete www.
Zajímavé hlediska investičních nákla
dů použití fotovoltaických panelů kom
binaci luxusními ateriály fasádách
adm inistrativních budov, kde plošná
cena fotovoltaických panelů stejné
úrovni cenami obkladových materiálů. Celý systém
se oproti fotovoltaickým elektrárnám
výrazně zlevní, protože odpadne in
vestičně náročný invertor. Obvyklejší jsou hodnoty kolem
800 poledne, kdy sluneční záření
dopadá plochu kolektoru tém kol
mo závislosti roční době sklonu
kolektoru).
.
V obou případech existují řešení zcela
nahrazující střešní krytinu.
Výnos solárních term ických kolektorů
bude nejhorším případě (vysoká
lota teplonosné kapaliny, vysoké solární
pokrytí) inim álně 250 h/m 2. rozsahu běžných však
účinnost solárních tepelných kolektorů
až několikanásobně vyšší než účinnost
fotovoltaických panelů.
Životnost (fyzická) fotovoltaických pa
nelů odhadována let, vý
robci vesměs garantují axim ální pokles
účinnosti letech provozu..
V praxi však intenzita slunečního záření
dosahuje úrovně 1000 2jen zcela vý
jim ečně. Účin
nost fotovoltaických panelů pohybuje
od tenkovrstvých tém %
u onokrystalických panelů. Existují kom presory širokým
rozsahem napájecího napětí do
cca které ožno napájet přímo
z fotovoltaického panelu.
V letním bdobí jsou fotovoltaické pa
nely výhodnější než solární term ické
kolektory při ohřevu pracovní látky na
teploty nad 100 °C.
Cena fotovoltaických panelů součas
nosti pohybuje kolem Kč/Wp, neboli
od 1500 Kč/m2 (amorfní) 5000 Kč/m2
(krystalické).
Elektřinu lze rovněž využít všestranněji
než teplo.
Nejstarší fotovoltaické elektrárny jsou
v provozu kolem let, pokles účinnosti
je často výrazně nižší než Jedná se
obvykle instalace monokrystalických
křemíkových článků. těchto podm ínek však
teplota fotovoltaických panelů obvykle
pohybuje kolem °C, což snižuje jejich
účinnost Pokles účinnosti so
lárních term ických kolektorů důsledku
nižší intenzity záření rovněž přibližně
10 %.
Elektřinu fotovoltaických panelů lze
použít ohřevu teplé vody přímo, nebo
pom ocí tepelného čerpadla.
V České republice dopadá ti
málně skloněné plochy 950 1150 kWh
slunečního záření. Nižší
hm otnost ohou vakuové trubkové
kolektory, nelze však použít pro vytvo
ření střešní krytiny (výjim kou jsou kolek
tory, které mají celoplošný reflektor). těchto podm ínek
je účinnost dnes nejrozšířenějších solár
ních term ických kolektorů selektiv
ním absorberem několikanásobně vyšší
než účinnost nejlepších fotovoltaických
panelů při ohřevu vody tep nad
60 °C. této souvislosti
je nutno upozornit, při intenzitách zá
ření pod 100 výrazně klesá rovněž
účinnost fotovoltaických panelů.
Standardní testovací podm ínky (STC), za
nichž jsou zkoušeny fotovoltaické pane
ly, jsou: teplota okolí teplota pa
nelu), intenzita záření 1000 spekt
rum 1,5 global. Pro fasádní systémy mož
no použít panely barevnými články, kte
ré ohou dotvářet architektonický výraz
stavby.
Účinnost solárních term ických kolekto
rů silně závisí teplotním rozdílu mezi
teplonosnou kapalinou okolím. Výnos energie fotovoltaických
panelů takovém případě 200
kW h/m ročně.
Při podrobnějším rozboru ukazuje,
že při ohřevu média nad 100
voltaika výhodnější než solární termické
kolektory. pohledu tedy nižší
účinnost výhodou stejnou cenu lze
získat větší plochu. Nahrazují-li panely střešní
krytinu, ožno této ceny odečíst
cenu ušetřené krytiny (od cca 300 Kč/
m2 výše).
Plošná otnost (plošné zatížení) fo-
tovoltaických panelů závisí především
na použité technologii tloušťce
použitého skla.
M polední hodiny úroveň dopada
jícího slunečního záření nižší, důsledku
toho solárních term ických kolektorů
klesá účinnost, naopak fotovoltaických
panelů roste, protože méně zahřívají.
Cena solárních tepelných kolektorů se
pohybuje nejčastěji 4500 6000 Kč/
m2, případě vakuových trubkových ko
lektorů podstatně výše.
Roční výnos energie však solárních
tepelných kolektorů díky vyšší účinnos
ti přibližně dvojnásobný srovnání
s nejkvalitnějším fotovoltaickým panely
s články onokrystalického křemíku. Výrobci solárních
tepelných kolektorů udávají životnost 30
let, žádná garance však obvykle
m uto údaji nevztahuje. Vekou výhodou fotovoltaiky ab
sence teplonosné kapaliny jednodušší
přenos vyrobené energie místa užití.
Vyrobená elektřina takovém případě
čistý bonus. těch
to podm ínek solární tepelné kolektory
v podstatě nefungují. Ploché
kolektory selektivním povrchem za
těchto podm ínek nejsou schopny ohřát
vodu °C, dokonce účinnost vaku
ových kolektorů blíží nule. Ekvi
valentní intenzita kolm dopadajícího
záření pohybuje kolem 400 Za
těchto podm ínek účinnost fotovolta-
ických panelů srovnatelná účinností
vakuových trubkových kolektorů při
lotě °C.) jsou vcelku srovnatelné . Intenzita záření však
i nejlepších podm ínek výrazně nižší
než létě, krom toho sluneční záření
dopadá plochu kolektorů šikmo. Na
rozdíl fotovoltaických panelů pro
to účinnost při nízkých teplotách okolí
klesá.
Ostatní technické param etry (cena,
hm otnost . panelů, které jsou ze
zadní strany kryty plastovým fóliem i
(technologie sklo-plast) plošná ot
nost pohybuje kolem kg/m panelů
oboustranně krytých sklem (technologie
sklo-sklo) otnost pohybuje kolem
20 kg/m Uvedené rozpětí odpovídá
krytině vláknocem entových šablon
nebo vlnovek.. Závislost účinnosti teplotě mé
dia při teplotě okolí intenzitě záření
400 m2
V zimě jsou však obvyklejší intenzity slu
nečního záření kolem 100 nižší,
při teplotách pod bodem mrazu. Fotovoltaické panely
se těchto podm ínek ohřívají vlivem
slunečního záření jen nepatrně, takže
jich účinnost blíží účinnosti nom inální
(účinnost při nižší intenzitě záření zhruba
do 200 2mírně klesá, při ještě nižších
intenzitách pokles výraznější). Technologií výroby barevných
článků zvýšenou účinností zabývá
vývojové pracoviště firm Solartec.
Ohřtv vody *C
vwnoOMn*
■ •
I 1}
M+M
Obr.
Z hlediska plošné otnosti, životnos
ti, současnosti ceny, jsou solární
tepelné kolektory srovnatelné běžně
dostupným fotovoltaickým panely. 1:Závislostúčinnosti teplotě média
při standardních podmínkách pro testová
ní fotovoltaických panelů (teplota okolí25
°C, intenzita záření 1000 Wm2
Roční výnos energie závisí množství
dopadajícího slunečního záření na
prům ěrné roční účinnosti konverze slu
nečního záření užitečnou energii
