Kolektory słoneczne - poradnik inwestora

Według Instytutu Energetyki Odnawialnej, Polska zajmuje obecnie 6-7 miejsce na rynku europejskim pod względem sprzedaży kolektorów słonecznych. Większość z zakupionych w zeszłym roku paneli zostało zamontowanych w domach jednorodzinnych i służy do przygotowania ciepłej wody.

Takie zastosowanie kolektorów w naszych warunkach klimatycznych jest jak najbardziej sensowne z ekonomicznego punktu widzenia. Energię słoneczną warto wykorzystać zwłaszcza do ogrzania wody w domowym lub ogrodowym basenie.

Część osób decydując się na montaż kolektorów, bierze pod uwagę włączenie ich w system wspomagający ogrzewanie wody na cele grzewcze. Rozwiązanie to jest jednak o wiele droższe i nie gwarantuje szybkiego zwrotu poniesionych nakładów. Mimo to niektórzy traktują je jako inwestycję na przyszłość, która zabezpieczy ich na wypadek kolejnych kryzysów paliwowych i, niestety, nieuchronnego wzrostu cen energii.

Jak działają kolektory

W ciągu dnia promienie słoneczne trafiają na absorber, czyli aluminiową lub miedzianą blachę z powłoką, który je pochłania. Od absorbera ogrzewają się rurki zawierające najczęściej niezamarzający płyn. Jest on tłoczony przez pompę do wymiennika ciepła (zwykle w postaci wężownicy), który znajduje się w zbiorniku wodnym. Tutaj płyn oddaje ciepło podgrzewając wodę i schłodzony wraca do kolektorów, by ponownie zostać ogrzanym.

Parametry wszystkich urządzeń potrzebnych do pozyskiwania energii ze słońca muszą być dopasowane do naszych potrzeb. Duże znaczenie ma też poprawny montaż instalacji solarnej. Na jej wysoką sprawność ma wpływ między innymi ustawienie kolektorów względem stron świata i kąt ich pochylenia, dobranie odpowiedniej pojemności zbiornika na wodę oraz grubość izolacji rur łączących panele z zasobnikiem. Poza tym system solarny musi być wyposażony w odpowiednie zabezpieczenia, czyli naczynie wzbiorcze (chroni przed nadmiernym wzrostem ciśnienia płynu solarnego) i zawór bezpieczeństwa.

Z tych powodów warto wybrać instalatora z dużym doświadczeniem, który może pochwalić się nie tylko zainstalowanymi, ale przede wszystkim działającymi bez awarii systemami z kolektorami słonecznymi.

Ile trzeba zamontować paneli słonecznych

Liczba zamontowanych kolektorów zależy od sposobu ich wykorzystania. Inne wskaźniki doboru ich powierzchni, a przez to ilości, będą potrzebne, jeśli panele będą podgrzewały wodę do mycia, inne - gdy także wodę w basenie, a jeszcze inne, gdy będą wspomagały działanie instalacji centralnego ogrzewania.

Przygotowanie wody do mycia. Najczęściej do obliczeń przyjmuje się, że jedna osoba zużywa na dobę około 50 l wody o temperaturze 45 st.C. Taką ilość ciepłej wody można uzyskać z kolektora płaskiego o powierzchni absorbera 1,5 m2.

Przykładowo, gdy w domu mieszka czteroosobowa rodzina, to należy zainstalować panele o łącznej powierzchni 6 m2. Oznacza to zakup co najmniej trzech kolektorów, gdyż pojedynczy panel ma od 1,85 do 2,35 m2 powierzchni.

Wspomaganie ogrzewania domu. Do tego celu, zdaniem fachowców, wystarcza 1 m2 kolektora na każde 10 m2 dobrze ocieplonego budynku.

Zatem, jeśli dom ma 150 m2, to należy zastosować 15 m2 kolektorów. Jednocześnie powinien być przy tym spełniony warunek, aby łączna powierzchnia kolektorów nie przekraczała ich podwójnej ilości, dobranej na potrzeby przygotowania ciepłej wody. W naszym przykładowym domu do wspomagania instalacji grzewczej i podgrzewania wody będzie potrzebnych więc 6-7 paneli słonecznych.

Ogrzewanie wody w basenie. Gdy kolektory mają za zadanie przygotować wodę o temperaturze 24 st.C do basenu ogrodowego, wówczas wymagana ich liczba wynika z przemnożenia wskaźnika o wartości 0,4 przez powierzchnię lustra wody. Zakładamy przy tym, że na noc będzie on zakrywany specjalną przesłoną, co zredukuje straty ciepła. Dla basenu o wymiarach 4 × 5 m należy więc przewidzieć montaż 3-4 kolektorów.

Natomiast zalecana powierzchnia kolektorów na 1 m2 basenu wewnętrznego z przykryciem wynosi 0,25.

Jaki wybrać kolektory

Na rynku są dwa typy kolektorów, chociaż rozwiązania poszczególnych producentów mogą różnić się między sobą.

Płaskie. W tych kolektorach płyta absorbera z przymocowanymi do niej przewodami znajduje się w obudowie. Od dołu absorber jest izolowany wełną mineralną (o grubości minimum 4-5 cm), co zapobiega niepotrzebnym stratom ciepła do otoczenia. Od góry kolektor przykrywa szyba ze szkła hartowanego - jest odporna na uszkodzenia mechaniczne (na przykład gradobicie).

Próżniowo-rurowe. Nie mają izolacji z wełny mineralnej, gdyż jej rolę spełnia próżnia otaczająca rurkę pokrytą warstwą absorbera. Dodatkowo, dla zwiększenia skuteczności ogrzewania rurki z absorberem, od spodu kolektora znajduje się zwierciadło, które kieruje padające (niekiedy z boku) promieniowanie słoneczne wprost na nią. Skuteczna izolacja, małe straty ciepła i wysoka sprawność powodują, że kolektory próżniowo-rurowe stosuje się przede wszystkim wtedy, gdy oprócz przygotowania ciepłej wody mają też ogrzewać dom. Zaleca się ich zakup i montaż wówczas, gdy nie ma możliwości ich umieszczenia na południowej połaci dachu.

Nie należy jednak spodziewać się, że kolektory próżniowe dostarczą większej ilości energii cieplnej niż płaskie. Zwykle jest to nie więcej niż 6-8% w skali roku.

Kolektory próżniowe są nawet dwa razy droższe od płaskich. W efekcie może się okazać, że zakup tych ostatnich będzie znacznie bardziej opłacalny. Dlatego zapewne w Europie sprzedaż kolektorów próżniowo-rurowych stanowi jedynie około 6% wszystkich urządzeń.

Na jakie parametry zwrócić uwagę

Nie warto przewymiarowywać powierzchni kolektorów, gdyż prowadzi to do powstania nadmiaru ciepła latem. W efekcie glikol przegrzewa się i zatyka instalację. Mamy też problem z dużą ilością gorącej wody, którą najczęściej wylewa się do kanalizacji. Dlatego, jeśli latem często wyjeżdżamy, to warto zamontować systemy przystosowane do pracy przy braku odbioru ciepła.

Porównując kolektory, płaskie zwróćmy uwagę na:

- sprawność optyczną (inaczej maksymalną sprawność) - wielkość ta informuje nas, jaki procent energii słonecznej docierającej do kolektora jest on w stanie wykorzystać. Dobrej jakości panel ma sprawność około 80%. Może się ona jednak zmieniać w zależności od temperatury otoczenia;

- współczynnik absorpcji - im jest on wyższy, tym większa część energii słonecznej zostanie przejęta przez absorber. Dzięki temu więcej ciepła zostaje przekazane do instalacji. Wartość tego współczynnika powinna wynosić co najmniej 95%;

- współczynnik emisji - oznacza, ile ciepła absorber wypromieniowuje do otoczenia. Najlepiej, gdy jego wartość nie przekracza 5%.

Zapisz się na NEWSLETTER. Co tydzień najnowsze wiadomości o budowie, remoncie i wykańczaniu wnętrz w Twojej poczcie e-mail: Zobacz przykład

>