Els panells solars tèrmics i els panells solars fotovoltaics són dues tecnologies basades en l‟aprofitament de l‟energia solar. Tot i això, el seu funcionament, aplicacions i rendiment són diferents.
Tipus d'energia obtinguda
La principal diferència entre tots dos sistemes rau en el tipus d'energia que generen i com l'aprofiten:
- Panells solars fotovoltaics: converteixen la radiació solar en energia elèctrica mitjançant un procés fotoquímic a les cel·les solars. Aquesta electricitat es pot utilitzar immediatament o emmagatzemar en bateries per al seu ús posterior.
- Panells solars tèrmics: capten l'energia solar en forma de calor a través de col·lectors, transferint-la a un fluid caloportador. Aquesta calor es pot fer servir directament per escalfar aigua, calefacció o, en sistemes més avançats, per generar electricitat mitjançant turbines de vapor.
Diferències en el cost econòmic
Cost dels panells solars tèrmics
Els panells solars tèrmics generalment tenen un cost inicial més baix en comparació dels panells fotovoltaics a causa de la simplicitat de la tecnologia.
Estan compostos principalment per materials com coure, alumini i vidre, que són més barats que els semiconductors utilitzats als fotovoltaics. A més, els sistemes solars tèrmics requereixen menys components electrònics i no necessiten inversors, cosa que redueix el cost global de la instal·lació.
Per a una instal·lació domèstica típica, els preus solen oscil·lar entre 2.500 i 6.000 euros, depenent de la mida del sistema i la capacitat de captació de calor. Els sistemes més petits, que només proporcionen calefacció d'aigua, tendeixen a estar al rang inferior, mentre que aquells que també inclouen calefacció d'espai poden estar a l'extrem superior.
Els costos de manteniment són baixos, ja que aquests sistemes tenen una vida útil de molts anys sense necessitat de reparacions significatives.
Cost dels panells solars fotovoltaics
En comparació, els panells fotovoltaics són més costosos a causa de la complexitat de la tecnologia de conversió denergia solar en electricitat.
Estan fets principalment de cèl·lules solars de silici, cosa que requereix un procés de fabricació més avançat, ia més requereixen inversors i altres components electrònics per convertir l'energia en corrent altern (CA), cosa que incrementa el preu total de la instal·lació.
Per a una instal·lació domèstica de panells fotovoltaics, el cost sol oscil·lar entre 4.000 i 9.000 euros, depenent de la capacitat del sistema, que generalment és d'entre 3 i 5 kW per a un habitatge de mida mitjana. Aquest cost inclou els panells, linversor, el sistema de muntatge i la instal·lació. Tot i que els costos han disminuït en els darrers anys a causa d'avenços tecnològics, els sistemes fotovoltaics continuen sent més cars que els tèrmics.
No obstant això, els panells fotovoltaics poden generar electricitat, cosa que permet una major autosuficiència energètica i un estalvi potencial a la factura elèctrica a llarg termini.
Tot i que el manteniment és relativament baix, és possible que calgui reemplaçar l'inversor després d'uns 10 anys.
Diferències de rendiment energètic
Rendiment dels panells solars tèrmics
Els panells solars tèrmics són molt eficients en la conversió de lenergia solar en calor. El seu rendiment sol ser superior al dels panells fotovoltaics quant a la captació i l'ús directe de l'energia solar, especialment en aplicacions de calefacció d'aigua o calefacció d'espai.
L'eficiència de conversió d'aquests sistemes pot superar el 70%, fet que significa que una gran part de l'energia solar que capten es converteix en calor útil. Això els fa especialment adequats per a habitatges que necessiten aigua calenta o calefacció, ja que no depenen de la conversió a electricitat, sinó que aprofiten la calor directament.
Rendiment dels panells solars fotovoltaics
En el cas dels panells fotovoltaics, el seu rendiment està enfocat a la conversió d'energia solar en electricitat, la qual cosa té una eficiència molt més baixa en comparació dels tèrmics.
Els panells fotovoltaics més eficients actualment tenen un rendiment d'entre el 15% i el 22%, cosa que significa que una fracció de la llum solar que hi incideix es converteix en electricitat. Encara que aquesta eficiència és més baixa, els panells fotovoltaics poden generar electricitat fins i tot en condicions de llum difusa, com en dies ennuvolats, cosa que els fa més versàtils en una varietat de condicions climàtiques.
Emmagatzematge d'energia
- Els sistemes fotovoltaics poden emmagatzemar l'electricitat generada en bateries per al seu ús posterior.
- Els sistemes tèrmics emmagatzemen la calor en acumuladors solars, que retenen lenergia tèrmica en forma daigua calenta o fluids especials.
Diferències de funcionament
Funcionament d'un panell solar fotovoltaic
Els panells fotovoltaics estan compostos per cèl·lules solars de materials semiconductors com el silici. Quan la llum solar incideix sobre aquestes cèl·lules, els fotons generen un flux d'electrons, produint un corrent elèctric en corrent continu (CC), que després es transforma en corrent altern (CA) per al seu ús a la llar o la indústria.
Funcionament d'un panell solar tèrmic
Els panells solars tèrmics utilitzen superfícies absorbents per capturar lenergia solar i transferir la calor a un fluid caloportador. Aquest fluid es pot fer servir per escalfar aigua sanitària, calefacció o fins i tot per generar vapor que accioni turbines en centrals termosolars, produint energia elèctrica.
Avantatges i desavantatges comparatius
| Característica | Fotovoltaica | Tèrmica |
|---|---|---|
| Tipus d'energia | Elèctrica | Tèrmica |
| Aplicacions | Il·luminació, electrònica, electrodomèstics | Calefacció, aigua calenta, generació elèctrica indirecta |
| Emmagatzematge | Bateries | Acumuladors solars |
| Cost inicial | Alt | Més baix |
| Eficiència | Menor conversió energètica | Major en aplicació tèrmica |
| Manteniment | Baix | Requereix revisió periòdica |