Co to jest fotowoltaika?

To obecnie najłatwiej dostępny sposób pozyskiwania prądu elektrycznego z odnawialnych źródeł energii. W ten sposób uzyskuje się prąd przemienny – dokładnie taki sam jak ten zasilający pralkę, telewizor i inne urządzenia elektryczne. Jednak ze względu na jego pochodzenie nazywany jest zieloną energią. 

Odnawialne źródła energii – czyli w skrócie OZE, to źródła niewyczerpywalne. Należą do nich między innymi wiatr, woda, ciepło i właśnie światło widzialne docierające ze Słońca. 

Zielona energia – energia uzyskana dzięki wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii. 

Pod pojęciem fotowoltaiki najczęściej rozumiane są czarne lub niebieskie prostokąty przytwierdzane do dachów budynków albo umieszczane na stelażach wmontowanych w grunt (nazywane panelami PV). Panele fotowoltaiczne rzeczywiście są najważniejszym i największym elementem instalacji. Innymi istotnymi ogniwami tego łańcucha są: 

• elementy montażowe, 
• przewody, 
• inwerter (falownik). 

Falownik jest zaawansowanym urządzeniem elektronicznym, którego główną funkcją jest zamiana prądu stałego w prąd przemienny.

Jak działa fotowoltaika?

Jak w przypadku wszystkich wielkich osiągnięć technologii za całym procesem stoi genialnie prosty schemat. Można go wyrazić w kilku krokach. 

1. Światło widzialne ze Słońca dociera do paneli fotowoltaicznych (dzieje się tak przez cały rok, również zimą). 
2. Znajdujące się w panelach ogniwa fotowoltaiczne oparte głównie na krzemie wytwarzają prąd stały w wyniku zjawiska fotoelektrycznego. 
3. Prąd stały przekazywany jest do falownika, który przetwarza go w prąd przemienny – taki, który jest wykorzystywany w każdym domu. 
4. W przypadku nadmiaru wyprodukowanej energii jest ona przekazywana do magazynu energii albo do sieci energetycznej, z której można ją później odebrać (na przykład w okresach niedoboru energii). 

Jest to więc nieprzerwany cykl pozyskiwania darmowej energii w procesie, który nie wykorzystuje w tym celu spalania węgla. W ten sposób powstaje czysty prąd, a jego źródło – Słońce – nie doznaje żadnego uszczerbku czy straty. 

Dlaczego fotowoltaika jest ważna dla każdego gospodarstwa?

Dom zużywa kilka razy więcej energii niż mieszkanie. Natomiast koszty uzyskania energii z paliw kopalnych są bardzo duże i cały czas rosną. W celu zapewnienia ciepła w pomieszczeniach, ciepłej wody i prądu coraz częściej stosuje się alternatywne źródła energii, a także coraz nowocześniejsze sposoby izolacji cieplnej z użyciem piany PUR. 

Zamiast emitować do powietrza zanieczyszczenia z paliw kopalnych, korzystniej jest przekształcać światło słoneczne w prąd, a taki proces jest podstawą fotowoltaiki. Opisywana technologia pokrywa całe zapotrzebowanie danego gospodarstwa na prąd. Natomiast do podniesienia temperatury w domu najczęściej wykorzystuje się ogrzewanie centralne. Dlatego idealnym uzupełnieniem instalacji PV jest pompa ciepła. 

Co to jest pompa ciepła?

To jedno z najważniejszych urządzeń, które warto zasilać zieloną energią. Słusznie uważa się, że zakup pompy powinien iść w parze z inwestycją w fotowoltaikę. Omawiane tu urządzenie wymaga prądu do działania, a wespół z instalacją PV przynoszą rosnące oszczędności, które (w zależności od zapotrzebowania domu na energię) mogą się zwrócić już po kilku latach.

Jak działa pompa ciepła?

Zasady termodynamiki będące podstawą działania pompy zaczęły się zarysowywać już w XVII wieku, chociaż pierwsze urządzenia wykorzystujące je w praktyce – czyli lodówki – powstały na początku XX wieku. Każdorazowo chodzi o to samo zjawisko fizyczne, a różnica polega wyłącznie na tym, co się dzieje z uzyskaną energią. 

W wyniku ściskania gazów następuje wzrost ciśnienia, a tym samym podnosi się temperatura. Tak ściśnięty z użyciem sprężarki gaz (czynnik ogrzewający) przesyłany jest do podgrzania wody. Następnie przechodzi przez skraplacz zmieniający go z powrotem w gaz. Po przepłynięciu przez zawór rozprężny traci ciśnienie. W takiej postaci trafia do parownika, dalej do sprężarki i cykl się powtarza. 

Gdy rozprężony czynnik trafia do parownika, może mieć temperaturę niższą niż 0 stopni Celsjusza. Do ścieśniania gazu wykorzystywane są sprężarka oraz energia cieplna otoczenia (tak zwane dolne źródło). Ze względu na pochodzenie energii termicznej pompy dzieli się na: 

• wodne – woda zawsze ma temperaturę dodatnią, a to wystarcza do prawidłowego działania układu; jest to jednak rozwiązanie często kłopotliwe ze względu na odległość od jej źródła, 
• gruntowe – kilkadziesiąt metrów pod powierzchnią gleby temperatura jest stała i wynosi około 8 stopni Celsjusza; instalacja pompy w wykopie podnosi jej koszt, 
• powietrzne – pobierają energię z otoczenia, co podczas mrozów może oznaczać mniejszą wydajność, ale nawet wówczas pompa działa; jej instalacja jest najprostsza. 

Oczywiście wykorzystując prąd elektryczny pozyskany dzięki fotowoltaice, można podgrzewać powietrze w domu (górne źródło) poprzez grzejniki elektryczne lub ogrzewanie podłogowe. Jednakże zużycie energii przez takie urządzenia – mimo że zielonej – jest ogromne. Dlatego częściej stosuje się podgrzaną wodę w systemie centralnego ogrzewania.

Dlaczego pompa ciepła ma tak duże znaczenie dla środowiska i domowego budżetu?

Ślad węglowy to pojęcie oznaczające sumę emisji gazów cieplarnianych. Można ją mierzyć w odniesieniu do państwa, miasta, osoby albo domu. Ograniczanie śladu węglowego jest najważniejszym kierunkiem dążeń Unii Europejskiej i Rady UE. 

Zgodnie z najnowszymi przepisami od roku 2030 niemożliwe będzie instalowanie ogrzewania węglowego i gazowego. Wynika z tego jeszcze wyraźniej, że preferowanymi i promowanymi źródłami energii będą te odnawialne i ekologiczne jak fotowoltaika w parze z pompą ciepła. 

Holistyczne ujęcie śladu węglowego dla gospodarstwa wiąże się w głównej mierze z ogrzewaniem powietrza, podgrzewaniem wody i zachowywaniem optymalnej temperatury w domu przez cały rok. Ostatni cel realizuje nowoczesna termoizolacja. 

Jak piana PUR wpisuje się w komfort i oszczędności razem z fotowoltaiką i pompą?

Termoizolacja to szereg czynności, których celem jest zminimalizowanie wahań temperatury wewnątrz i utrzymanie jej na poziomie komfortowym dla człowieka. Oznacza to w praktyce: 

• ograniczenie utraty ciepła zimą przez przegrody budowlane (dach, ściany, fundamenty), 
• zapobieganie upałom podczas lata. 

W obu przypadkach oznacza to redukcję energii potrzebnej do podniesienia lub obniżenia temperatury wewnątrz budynku. Do tego celu stosuje się izolację termiczną pianą PUR. Jest to najlepszy materiał do termoizolacji spośród wszystkich ogólnodostępnych i przebadanych w niezależnych instytutach. 

W przeciwieństwie do innych rozwiązań piana poliuretanowa: 

• ma bardzo dobre parametry izolacyjne (współczynnik przewodzenia ciepła piany zamkniętokomórkowej wynosi nawet 0,020 W/mK), 
• tworzy bardzo szczelną i jednolitą powłokę, dzięki czemu skutecznie zmniejsza utratę ciepła poprzez tzw. mostki termiczne, 
• jest bezpieczna dla zdrowia, dla warstwy ozonowej, nietoksyczna i hamuje rozwój pleśni, 
• jest również lekka, wypełnia dokładnie szczeliny i nierówności, a doświadczony specjalista może zaizolować nawet 200 m2 w ciągu jednego dnia. 

Fotowoltaika rzeczywiście wywarła ogromny wpływ na to, jak postrzegana jest energia. Pompa ciepła pozwala na wykorzystanie tej energii dla dobra mieszkańców i całego otoczenia. A nowoczesny i bardzo skuteczny materiał ociepleniowy, czyli piana systemu izolacji Purios, zapewnia efekt homeostazy pod względem temperatur i wilgotności.