System hybrydowy: panel fotowoltaiczny-kolektor słoneczny

Energia słoneczna docierająca do granic atmosfery ma moc 1,39 kW/m². Do powierzchni ziemi dociera tylko 50%, ale jest to energia, której moc sięga 1514 MWh. Konsekwencją promieniowania słonecznego jest:

- obieg wody,

- termiczny ruch atmosfery,

- energia skumulowana w roślinach i organizmach żywych.

zobacz także:

Największy na świecie system skupiający promieniowanie słoneczne

Technologie wytwarzania ogniw fotowoltaicznych

Dopływ promieniowania słonecznego do powierzchni ziemi jest nierównomierny i zmienia się w zależności od położenia geograficznego obszaru. Zróżnicowany napływ energii słonecznej przekłada się na nierównomierne nagrzewanie poszczególnych obszarów, co wywołuje różnice temperatur i ciśnienia atmosferycznego.

Ilość ciepła słonecznego, jak również efektywność korzystania z niego poprzez zastosowanie instalacji solarnych jest uzależnione przede wszystkim od długości dnia, nasłonecznienia, wysokości Słońca, przezroczystości atmosfery oraz zachmurzenia. Rozróżniamy trzy rodzaje konwersji: fototermiczną, fotowoltaiczną, fotobiochemiczną. Najbardziej interesująca spośród  nich jest konwersja fotowoltaiczna (fotowoltaika).

W miarę jak ogniowo nagrzewa się i wzrasta temperatura, zdolność do konwersji promieniowania słonecznego maleje. Aby temu przeciwdziałać należało znaleźć sposób obniżenia temperatury ogniw. Zaczęto stosować połączenie hybrydowe panel fotowoltaiczny - kolektor słoneczny. Jest to rozwiązanie o tyle skuteczne, że nie tylko powoduje chłodzenie ogniwa, ale także daje możliwość pełniejszego wykorzystania energii pochodzącej ze słońca. Hybryda taka ma sprawność ok. 15% produkcji prądu elektrycznego i aż 80% produkcji ciepła, co jest większą sprawnością niż sprawność ogniwa czy kolektora działającego osobno. Łącznie są w stanie spożytkować ponad 60% energii promieniowania słonecznego.

Systemy takie można stosować do otrzymywania jednocześnie ciepłej wody i prądu elektrycznego. Woda może być magazynowana w zasobniku, a prąd w akumulatorze, co daje możliwość wykorzystania go, w czasie gdy te media będą mam najbardziej potrzebne.

Wyróżniamy dwa rodzaje takich rozwiązań:

- hybrydy chłodzone wodą

- hybrydy chłodzone powietrzem

Wykorzystywanie systemów złożonych z paneli fotowoltaicznego i kolektora daje niewątpliwe korzyści w postaci efektywniejszego wykorzystywania promieniowania słonecznego. Oprócz prądu elektrycznego uzyskujemy ciepło, dzięki czemu możemy oszczędzać pieniądze, a także chronić środowisko.

Cały artykuł - GLOBEnergia 03/2008

Tagi: