W energetyce słonecznej od dziesięcioleci rozwijają się równolegle i niezależnie technologie kolektorów słonecznych i paneli fotowoltaicznych. W ostatnich latach pojawiły się jednak firmy, które zaczęły próbować łączyć obie technologie poprzez tworzenie konstrukcji hybrydowych – połączenie panelu fotowoltaicznego z kolektorem słonecznym.

Takie rozwiązanie pozwala lepiej zagospodarować miejsce pod instalację słoneczną i wykorzystać w użyteczny sposób ciepło odpadowe z ogniw PV. W efekcie zwiększona jest ogólna efektywność wykorzystania energii słonecznej.

Hybrydowe kolektory, bo o nich mowa, oznaczane są skrótem PVT od angielskich słów Photovoltaic Thermal. Takie połączenie ma dwie ważne zalety. Pierwszą z nich jest chłodzenie ogniw w wyniku, którego w upalne dni pracują one z wyższą sprawnością. Wraz ze wzrostem temperatury sprawność ogniw krzemowych spada, dlatego ich chłodzenie z punktu widzenia efektywności pracy instalacji fotowoltaicznej jest bardzo korzystne. Drugą zaletą jest wykorzystanie odpadowego ciepła w użyteczny sposób. Za pomocą jednej instalacji możliwe jest dostarczenie do budynku zarówno ciepła, jak i elektryczności. Zamiast dwóch osobnych instalacji, fotowoltaicznej do produkcji energii elektrycznej i kolektorów słonecznych do ogrzewanie ciepłej wody, na dachu instalowana jest jedna. Rozwiązanie to ma dużą zaletę zwłaszcza w przypadku ograniczonego miejsca na montaż instalacji słonecznej.

 
Ciepła woda czy ciepłe powietrze?
 
Wśród systemów hybrydowych można wyróżnić dwie zupełnie różne konstrukcje. Systemy hybrydowe oparte na budowie płaskiego kolektora cieczowego, w którym pod ogniwami fotowoltaicznymi znajduje się absorber i wężownica, w której przepływający czynnik grzewczy odbiera ciepło z ogniw. Tego typu kolektory hybrydowe podłączane są do słonecznej instalacji grzewczej w analogiczny sposób jak klasyczne kolektory słoneczne. Stosowany w nich czynnik grzewczy także jest identyczny jak ten wykorzystywany w zwykłej instalacji solarnej. Odmienną budowę mają systemy hybrydowe oparte na budowie mało znanych w Polsce kolektorów powietrznych. W tym przypadku czynnikiem grzewczym jest powietrze, które przepływa pod ogniwami fotowoltaicznymi. Systemy hybrydowe oparte na kolektorze powietrznym są znacznie tańsze i prostsze w budowie, jednak ich zastosowanie staje się uzasadnione, gdy występuje lokalne zapotrzebowanie na ciepłe powietrze, np. w przypadku instalacji w budynku mechanicznej wentylacji.
 
Dlaczego takie rozwiązanie nie są często spotykane na polskich dachach?
 
Do tej pory główną wadą produkowanych kolektorów hybrydowych był niski transfer ciepła z ogniw do absorbera odbierającego ciepło. Wynikał on za technologii produkcji, w której całe moduły PV były przyklejane do metalowego absorbera odbierającego ciepło. Słaby kontakt cieplny połączenia znacznie ograniczał możliwości odzysku energii cieplnej z ogniw. W efekcie układ pracował mało wydajnie, a zyski energii cieplnej w stosunku do zwiększonych kosztów produkcji były niezadowalające. Nowym rozwiązaniem, jakie pojawiło się na rynku kolektorów PVT, jest….
 
Łączenie kolektorów hybrydowych przebiega analogicznie jak
 
Bogdan Szymański
Redakcja GLOB Energia
 
 
okladka-2-2011Image36