Pingant saulės moduliams, vis daugiau žmonių kelią klausimą, ar įmanoma fotoelektrinius modulius panaudoti vandens šildymui, juos jungiant tiesiogiai prie vandens kaitinimo elemento. Šis vandens šildymo būdas – tai naujovė rinkoje, todėl kyla daug klausimų, į kuriuos žmonės dažnai neturi atsakymo. Šiame straipsnyje norėtume paaiškinti, kodėl neverta saulės modulių jungti tiesiogiai prie elektrinio teno.
Pagrindinė problema yra labai neefektyvus fotoelektrinių modulių panaudojimas. Kai saulės spinduliuotė yra maža, modulių srovė tampa lygi trumpojo jungimo srovei, o įtampos kritimas kaitinimo elemente sumažina saulės modulio įtampą beveik iki nulio. Todėl saulės moduliai gamina tik mažą savo nominalios galios dalį. Šį reiškinį geriausiai galima paaiškini praktiniu pavyzdžiu.
Tarkime naudojame penkis modulius, kurių vieno galingumas yra 230 W. Moduliai yra sujungti lygiagrečiai ir sudaro bendrą galingumą lygų 1150 W. Fotovoltinės sistemos įtampa yra 30 V. Prie šios sistemos bus prijungtas 900 W 24 V elektrinis tenas. Kuomet saulės spinduliuotė yra labai didelė, artima STC sąlygoms, t. y. 1000 W/m2, tenas pavers į šilumą 1100 W elektrinę galią.
Saulės moduliai bus labai efektyviai apkrauti, teno vartojama galia bus artima saulės modulių maksimaliai gaminamai galiai. Šiuo konkrečiu atveju vandens kaitinimo elementas turi būti paskaičiuotas 24 V įtampai. Pabrėžtina yra tai, jog teno vartojama galia yra didesnė už jo nominalią galią, kadangi saulės modulių įtampa yra 30 V, o tenas paskaičiuotas žemesnei, 24 V įtampai.
Teno nominalios galios viršijimas mažina jo tarnavimo laiką, tačiau tokia galia bus generuojama tik kelis procentus viso sistemos tarnavimo laiko. Paprastai sistemos gaminama galia bus tik 20–50 % nominalios galios, todėl teno galia neviršys ir net nesieks nominalios vertės. Toks prastas sistemos našumas yra dėl to, jog tenas dėl netinkamos varžos apkraus saulės modulius. Srovė bus artima trumpojo jungimo srovei, o įtampa nukris gerokai žemiau savo nominalios vertės, todėl net mažai debesuotą dieną tenas vartos tik nedidelę saulės modulių teorinės nominalios galios dalį.
Tokio sprendimo panaudojimo pasekmės – labai žemas naudingumo koeficientas ir žema teno temperatūra. Todėl nepatariame saulės modulių jungti tiesiogiai prie elektrinio teno.
Sumažinti nuostolius ir pakelti saulės modulių našumą galima naudojant valdiklį, jungiamą tarp saulės modulių ir elektrinio teno, tačiau net ir su juo nėra viskas taip efektyvu, kaip tai gali atrodyti iš pirmo žvilgsnio.
