Avantaje si dezavantajePanouri solare, panouri fotovoltaice, panouri termofotovoltaice…toate folosesc energia solară, energia emisă de Soare, pe întreg domeniul radiației sale electromagnetice, pentru a ne asigura confortul la cel mai mic pret posibil: GRATIS !!!.
Avantajul principal al folosirii panourilor fotovoltaice este sintetizat in doua cuvinte: ENERGIE GRATUITA !!!
Dezavantajele prezentate mai jos consider ca nu intrec in prioritate acest mare avantaj.
Comparativ cu puterea furnizată, investiția necesară în panourile fotovoltaice este mare. Panourile necesită spațiu de instalare orientat convenabil,unghiul de incidenta al radiatiei solare fiind foarte important, iar fără un sistem de stocare (care, la rândul său, necesită investitii si întretinere) energia generată este utilizabila numai o perioada de timp scurta.
Panourile solare produc energie electrică 9h/zi (calculul se face pe minim; iarna ziua are 9 ore) Ziua timp de 9 ore aceste panouri solare produc energie electrică și în același timp înmagazinează energie în baterii pentru a fi folosită noaptea.
Deși energia solară este regenerabila și ușor de produs, problema principală este că soarele nu oferă energie constantă în nici un loc de pe Pamant. În plus, datorită rotației Pământului în jurul axei sale, și deci a alternanței zi-noapte, lumina solară nu poate fi folosită la generarea electricității decât pentru un timp limitat în fiecare zi. Este de asemenea cunoscut ca elevatia si azimutul pozitiei soarelui sunt diferite iarna de perioada verii, datorita miscarii relative a soarelui pe cer.
O altă limitare a folosirii acestui tip de energie o reprezintă existența zilelor noroase, când potențialul de captare al energiei solare scade sensibil datorită ecranării Soarelui, limitând aplicațiile acestei forme de energie regenerabila.
Aceste limitari conduc la un nivel maxim de eficienţă de 9-13% (pentru panouri fotovoltaice siliciu cristal), avind posibilitatea de a ajunge la 17-20 % daca se utilizeaza sisteme de orientare dupa soare.
In privinta eficentei colectarii energiei solare sub forma energiei termice, experimental un tub termic ajunge la o putere maxima de 70 W / tub; deci 3 tuburi termice echivaleaza energetic cu 1mp de panou fotovoltaic performant !!!
Randamentul tehnic al tuburilor termice ajunge la 80 % !!!
Panourile solare plane au primit numele de la suprafata neteda de absorbtie. Razele soarelui patrund prin panoul de sticla solara speciala, iar caldura acestora se absoarbe in sistem. Suprafata de captare pentru a da un randament mai puternic este tratat cu un material special.
Pe spatele suprafetei de captare(absorver) este lipit un sistem de tevi in care circula un lichid, un antigel special, care transporta caldura obtinuta de panoul solar. La aceste panouri solare energia produsa anual poate sa ajunga pana la 438 KWh/m2.
Avantajul acestor panouri solare plane este pretul mai scazut, fața de panourile solare cu tuburi vidate.
Forma acestor tuburi, forma rotunda permite ca razele soarelui sa patrunda dinpanou solar cu tuburi vidate mai multe directii. Acestui fenomen se datoreaza si randamentul mai mare fata de panourile solare plane.
Fiecare tub din panoul solar este format din doua tuburi, cel din exterior este fabricat dintr-o sticla transparenta speciala de duritate mare, din siliciu si bor, iar tubul din interior este tratat cu un material absorbant de caldura si lumina.
Comparativ cu panourile solare plane, panourile solare cu tuburi vidate trebuie curatate mai des din cauza frunzelor sau a zapezii care poate intra printre tuburi.
Avantajul lor este ca in caz de deterioare a tuburilor se poate inlocui doar tubul deteriorat, nefiind necesara inlocuriea intregului panou solar. Un alt avantaj este randamentul mai ridicat fata de panourile solare plane.
Principiu de Funtionare :
Tuburile vidate capteaza radiatia solara si o transforma in energie termica, incalzind astfel apa din tubul interior. Pe masura ce apa se incalzeste, densitatea ei scade. Apa incalzita in tub se va ridica in rezervorul de acumulare si va fi inlocuita de un volum echivalent de apa rece. Circuitul natural se va realiza in continuare si apa din rezervor se va incalzi.
Este construit din tuburi vidate individuale ce transfera radiatia solara, prin convectie, in masa apei din rezervor. Din acest motiv rezervorul de acumulare este montat in partea superioara a panoului solar. Apa din tuburile vidate se incalzeste, isi reduce densitatea si se ridica in rezervor, fiind inlocuita de un volum echivalent de apa rece, cu densitate mai mare. Vidul din tuburile de sticla asigura o termoizolare eficienta, pierderile de caldura spre exterior fiind neglijabile . Tuburile sunt introduse in orificiile care traverseaza peretii rezervorului, fixarea lor facandu-se cu ajutorul suportului inferior . Etansarea este asigurata cu garnituri speciale. Vasul de acumulare este conectat la reteaua de alimentare cu apa rece (retea publica , hidrofor , vas de acumulare cu pompa sumersibila , etc) printr-un rezervor de alimentare cu flotor si la reteaua de consumatori de apa calda menajera printr-un stut de la partea inferioara. Pe peretele lateral al vasului se poate monta un senzor de temperatura, intr-un racord filetat.Panoul Solar cu termosifon sau panoul solar nepresurizat , se bazează pe circulaţia naturală a apei între colector şi rezervor sau schimbatorul de caldura. Apa din tuburi cu vid este încălzită si se ridică în mod firesc în rezervor, în timp ce apa mai rece din rezervor coboara până la partea de jos a tubului cu vid , cauzând circulaţie în întregul sistem solar .Acest tip de panou se livreaza cu suportul de montaj standard .Cu suportul standard panoul se poate monta pe suprafete orizontale si (sau) suprafete inclinate . Pentru suprafete inclinate este necesara modificarea suportului sau montarea acestuia fara picioarele posterioare si contravanturi. Exista posibilitatea montarii unei rezistente electrice (accesoriu), la partea inferioara ca protectie antiinghet si a unor regulatoare electronice dotate cu sonde de nivel si temperatura sau electovalve Comanda este asigurata, in functie de temperatura si nivelul apei din vas, de regulatorul electronic de comanda (controller). Acest tip de panou este destinat celor mai simple aplicatii:
– alimentare de la o sursa de apa prin cadere libera,
– alimentare de la reteaua de distributie centralizata, presiunea minima a retelei fiind impusa doar de inaltimea de montaj a panoului.
– alimentare de la un sistem propriu cu instalatie de hidrofor.
Daca utilizarea apei calde se face numai prin cadere libera, sistemul nu este dependent de reteaua electrica, in schimb trebuie sa fie amplasat la o inaltime superioara celui mai de sus consumator.
Ce alegem? “U” (U pipe) sau “I” (heat pipe) ?
Fara sa avem pretentia ca raspunsul la aceasta intrebare o sa multumeasca pe toata lumea, mai ales pe acei …”cunoscatori in ale panourilor”, incercam sa punem in balanta cele 2 tehnologii de producere a energiei termice, folosind 2 panouri solare cu/ de aceiasi suprafata “bruta”, care au aceeasi constructie pentru tuburile vidate de sticla, dar, in interiorul acestora se afla intr-un caz incalzitor “U” iar in celalalt incalzitor “I”.
De cele mai multe ori, cand trebuie sa alegem, sa comparam 2 lucruri, plecam de la…bugetul pe care il avem la dispozitie.
De aceasta data e vorba de aceeasi bani – preturile fiind sensibil egale. Trebuie sa acceptam de la inceput ca parerile sunt impartite chiar si intre specialisti. Nu vorbim de comerciantii care au pe stoc un”fel” de panouri si doresc sa le vanda. Este foarte greu sa dam un raspuns sigur, mai ales ca sunt foarte multe variabile pe care trebuie sa le luam in calcul:
– radiatia solara intr-un anumit loc, la un anumit timp – sezon sau ora din zi/ noapte;
– pozitionarea panourilor solare in functie de latitune si cerintele termice pe care le avem de la ele;
– pozitionarea panourilor in functie de…altitidune; la nivelul solului avem o radiatie solara mai mica decat pe o terasa de bloc la etajul 12 (P+10+tearsa) – din cauza poluarii, prafului, umbrirea data de copaci, cladiri, etc, desi temperatura la nivelul solului este cu pana la 50 C mai mare decat pe terasa unui bloc.
– avem spatiu si buget pertru a “construi” sistemul astfel incat sa se roteasca dupa soare, tinand cont ca intre “U”si “I” exista diferente mari de “absorptie” a radiatiei solare in functie de unghiul de incidenta al acestora cu panoul solar?
– panourile solare sunt propuse si instalate in baza unui proiect de catre o companie specializata sau… la “spusele” lu’ Nea Mitica care…”a mai vazut el panouri solare termice pe acoperisul unei case”?!
– 4 persoane fac 4 dusuri pe saptamana, 4 pe zi sau 8 pe zi ?
– exista masina de spalat vase care consuma 5 l de apa sau spalam manual vasele de 3 ori /zi cu cate 10-15 l, total 40-50 l/zi?
– folosim panouri solare numai pentru ACM (apa calda menajera) sau si pentru aport la incazire locuinta/ spatiu? Si daca dorim sa incalzim si locuinta, cat trebuie sa le revina ca aport panourilor solare termice in comparatie cu centrala pe gaz sau pe lemne: 25% sau…50, chiar 75% ?
– punem panouri si incalzim iarna cu 50%, dar….ce facem vara cu…”caldura” pe care sistemul o produce dar…nu o folosim? In acest caz ar trebui sa avem o piscina pe care sa o incalzim !
– avem nevoie de apa putina cu temperatura de 80oC sau de apa multa cu temp relativ mica 35-400C (dusul cald este la 40-42oC, vasele se spala la 50-550C, apa din calorifere are 70-750C) sau…ne trebuie si apa multa si cu temperatura mare?!
– peste un an ne aduce barza un copilas sau ne aduc copii… 2-3 nepotei? Intre sisteme instalate pentru 2-3 persoane si sisteme pentru 4-5 persoane exista diferente majore ! Nu ne putem permite sa “actualizam” sistemul in fiecare an! Se poate face dar cu costurile la 75-80% ale unuia nou, prin adaugare panouri, inlocuire rezervor, eventual inlocuire pompa si controler, modificare instalatie hidraulica…
– etc.
general, raspunzand numai la aceste cateva intrebari, observam ca de cele mai multe ori facem referiri stricte la temperatura si debit (volumul de apa folosit intr-o unitate de timp).
Pentru a nu putea fi acuzati de subiectivism – facand referire numai la panourile solare termice CHESO pe care le comercializam – si incercand sa raspundem cat mai obiectiv la intrebarea: ce alegem intre “U” si “I’, va prezentam doar cateva extrasele care fac “diferenta” dintr-un Raport facut de o societate de clasificare europeana, in care este prezentata media in valori absolute a tuturor panourilor solare “U” si “I” analizate si certificate in ultimii 5ani:
Tip panou solar | “U” (U pipe) | “I” (heat pipe) |
La aceeasi suprafata “bruta” pentru panouri, suprafata radianta | 2,7 m2 | 2,78 m2 |
Eficienta (factorul de conversie) | 0.652 | 0.735 |
Coeficientul transferului de caldura | 1.584 W/m2K | 1,528Wm2K |
Temperatura obtinuta functie de factorul de transfer pe suprafata | 0,002W/m2K | 0.011W/m2K |
Factor mentinere temperatura iesire la acelasi debit in unitate de timp !!! | 0.84 | 0.67 |
Putere termica la iesire, pe aceiasi suprafata “neta” panou solar si radiatie solara 1.000W/m2 | 630W/m2 | 715W/m2 |
Putere termica la iesire pentru radiatie solara medie 3.400 W/m2 / timp vara | 1737.91W/m2 | 1.999,33 W/m2 |
W / ora / cost investitie | 1,39 W/h/cost | 1,14 W/h/cost |
Avantaje si dezavataje pentru fiecare!
Propunerea noastra, dupa cum ati observat pe parcursul acestor pagini, este:
– “U”, (U pipe) pentru folosirea cu precadere in 3 anotimpuri: avem multa apa calda la 40-500C, dar in sezonul rece, iarna, numai 2-3 ore/zi;
– “I”, (heat pipe), pentru folosirea in 4 anotimpuri, cand, iarna, isi poate aduce un aport consistent si la incalzire insemnand mai putina apa dar la 60-700C timp de 5-6 ore/zi.
