Kolektor hybrydowy (system hybrydowy) to patent, w ramach którego w jednym urządzeniu łączy się rozwiązania znane z paneli fotowoltaicznych (produkcja prądu) i kolektora słonecznego (ogrzewanie ciepłej wody użytkowej). W ten sposób zamiast dwóch instalacji mamy jedną. Hybrydowe kolektory fotowoltaiczne (PVT – Photovoltaic Theramal) mogą być traktowane jako wsparcie w okresie zwiększonego zapotrzebowania na energię, ale także jako zasilanie awaryjne.
Zasada działania kolektora hybrydowego
Przednia część kolektora hybrydowego to moduł fotowoltaiczny, który gromadzi energię promieniowania słonecznego i przetwarza ją na energię elektryczną. W tylnej części kolektora znajduje się płaski zbiornik odbierający ciepło i eliminujący jego nadmiar z modułu fotowoltaicznego oraz przekazujący je do instalacji ciepłej wody użytkowej (CWU) albo centralnego ogrzewania (CO).
Gdzie stosuje się hybrydowe kolektory słoneczne
Hybrydowe kolektory słoneczne można instalować nie tylko na dachach płaskich, skośnych, ale również na samej elewacji budynku. Mogą być wykorzystywane do wspomagania działania kotłowni, ogrzewania basenów kąpielowych czy współpracy z pompą ciepła w domach jednorodzinnych. Prawidłowo zaprojektowana instalacja On-Grid hybrydowych kolektorów PVT gwarantuje optymalne uzyski energii elektrycznej.
System hybrydowy znajduje zastosowanie:
- przy okresowo zwiększonym poborze prądu (np. związanym z włączeniem dodatkowych urządzeń),
- gdy panele fotowoltaiczne nie produkują energii (np. w nocy)
- przy czasowym braku dostępu do energii z sieci elektrycznej (np. w związku z awarią sieci)
Zalety hybrydowych kolektorów słonecznych
Do najważniejszych zalet hybrydowych kolektorów słonecznych zalicza się:
- cena zakupu i montażu kolektora hybrydowego jest niższa niż w przypadku zakupu dwóch osobnych urządzeń
- kolektor daje możliwość wytwarzania nawet o połowę więcej energii elektrycznej w stosunku do tradycyjnego modułu fotowoltaicznego (nawet do50%)
- ogniwa fotowoltaiczne w kolektorach hybrydowych są mniej awaryjne i dłużej wydajne, ponieważ pracują w niższej temperaturze
- kolektor hybrydowy to znaczna oszczędność miejsca (jest bardziej kompaktowy, niż dwa oddzielne urządzenia)
- kolektory hybrydowe dają duże możliwości konfiguracji, dzięki czemu lepiej dopasowują się do potrzeb użytkowników
- wyposażenie w nowoczesne systemy elektronicznego sterowania wydłuża ich żywotność, a także chroni przed awariami
- hybrydy mają dodatkowe zabezpieczenie baterii, chroniące przed jej całkowitym rozładowaniem
- kolektory hybrydowe minimalizują straty energii
Wady hybrydowych modułów PV zintegrowanych z kolektorem słonecznym
Do najważniejszych wad hybrydowych modułów PV zintegrowanych z kolektorem słonecznym zalicza się:
- najbardziej efektywną temperaturą dla kolektorów hybrydowych jest plus 40 stopni C; w pełnym słońcu urządzenie może nagrzewać się do ponad 55 stopni Celsjusza, a to powoduje spadek jego wydajności nawet o 40%
- moduły hybrydowe nie mają tak dobrej izolacji cieplnej, jak tradycyjne kolektory słoneczne
- niższa sprawność niż w przypadku tradycyjnych kolektorów słonecznych
- wysoka cena (od kilku do kilkudziesięciu tysięcy złotych)
Fotowoltaiczne hybrydy: PVT oraz połączenie systemu On-Grid z systemem Off-Grid
Termin „hybryda” odnieść możemy zarówno do hybrydowego kolektora fotowoltaicznego (PVT – Photovoltaic Theramal), jak i do instalacji fotowoltaicznej podłączonej do dwóch różnych i niezależnych od siebie źródeł magazynowania energii: część On-Grid, czyli podpięta do sieci, da możliwość magazynowania prądu w tejże („wirtualny akumulator”); część Off-Grid podpięta będzie do systemu akumulatorów.
Warto wspomnieć, że w fazie testów są już fotowoltaiczne instalacje On-Grid z akumulatorami. Umożliwiają one prace z akumulatorami od samego początku istnienia instalacji albo dodanie ich w późniejszym czasie. Są to instalacje bez możliwości zasilania awaryjnego, jednak bardzo ekonomiczne dla użytkowników: w związku ze zmianami rozliczeń na linii prosumet- zakład energetyczny, które mają pojawić się w znowelizowanej ustawie o OZE od 2022 roku, oddawanie nadwyżek energii do sieci może okazać się mało opłacalne.
Kolektor hybrydowy i hybrydowa instalacja fotowoltaiczna dają możliwość zapewnienia sobie maksymalnego bezpieczeństwa energetycznego. Bezpieczeństwo to bazuje na dwóch filarach: cenach energii i jej stałej nieograniczonej dostępności. Rokroczne podwyżki cen energii oraz zmiany klimatyczne owocujące klęskami żywiołowymi nieustannie to bezpieczeństwo naruszają.
Podsumowanie
Systemy hybrydowe stanowią udane połączenie paneli fotowoltaicznych i magazynów energii. Na inwestycji najbardziej skorzystają osoby, których zapotrzebowanie na CWU latem jest wyższe, dlategokolektory słoneczne należy instalować na obiektach o dużym zapotrzebowaniu na ciepło latem, np. w domach wielorodzinnych, pensjonatach turystycznych, obiektach basenowych. Kolektory hybrydowe mają długą żywotność (nawet ponad 20 lat), a ich użytkownicy mają dostęp do systemu monitoringu poprzez specjalną aplikację na urządzenia mobilne.