Kolektory słoneczne: rodzaje kolektorów

Kolektory słoneczne: kiedy się opłacają

Instalacja solarna - złożona z kolektorów słonecznych, ze zbiornika na wodę, z rur i pompy obiegowej - przyniesie najwięcej korzyści w domach, w których zużywa się dużo ciepłej wody. Znaczenie ma też to, czym ją podgrzewamy.
Kolektory słoneczne do podgrzewania wody

Jeśli podgrzewamy wodę drogim w eksploatacji prądem, olejem opałowym lub gazem płynnym, to dzięki kolektorom możemy sporo zaoszczędzić. Mniej zyskają właściciele kotłów na paliwa stałe (węgiel, drewno, pelety), chyba że w lecie ogrzewają wodę do mycia grzałką elektryczną, aby nie uruchamiać kotła. Kolektory słoneczne warto polecić również tym inwestorom, którzy mają basen (lub planują jego budowę), zwłaszcza zewnętrzny.

Rodzaje kolektorów słonecznych: kolektory płaskie i próżniowe

Kolektory słoneczne to urządzenia grzewcze służące do pobierania energii słonecznej, wspomagającej pracę innych źródeł ciepła w domu. Biorąc pod uwagę konstrukcję kolektorów, do wyboru mamy modele płaskie i próżniowe.

Płaski kolektor słoneczny

Płaskie kolektory słoneczne składają się z zaizolowanej termicznie obudowy, w której umieszczony jest absorber, czyli płyta wykonana z miedzi lub aluminium. Jest ona pokryta ciemną matową warstwą pochłaniającą (czyli absorbującą) promieniowanie słoneczne. Do płyty przymocowane są przewody, w których znajduje się płyn przekazujący wytwarzane ciepło. Absorber przykryty jest hartowaną szybą ze szkła solarnego lub antyrefleksyjnego. Pierwsza zapewnia przepuszczalność dla promieniowania słonecznego do około 90 proc., druga - nawet do 95 proc.

Sprawność kolektora płaskiego w dużym stopniu zależy od rodzaju pokrycia absorbera - ten kiepskiej jakości już po kilku latach zestarzeje się i będzie pochłaniać mniej promieniowania. Z tego względu polecane są panele pokryte czarnym chromem lub tlenkami tytanu.

Uwaga! Nie należy się martwić, gdy szyba kolektora będzie czasami zaparowana. Wynika to z tego, że izolacja pochłania wilgoć z otoczenia, a potem ją oddaje. Natomiast stałe skraplanie się wilgoci świadczy np. o złej wentylacji panelu. Wtedy trzeba zrobić dodatkowe otwory w jego obudowie.

Próżniowe kolektory słoneczne

Próżniowe kolektory słoneczne złożone są z kilkunastu szklanych rur. W każdej z nich znajduje się absorber otoczony próżnią, która pełni funkcję izolacji cieplnej. O skuteczności takiej izolacji można się łatwo przekonać. Mimo że w upalny dzień temperatura absorbera czasami przekracza 200 st. C, to kolektor można dotknąć. Gdyby wewnątrz rur było powietrze, to odbierałoby ono ciepło z absorbera i podgrzewało od wewnątrz ich szklaną powierzchnię, więc dotknięcie rury groziłoby poparzeniem.

Na rynku są kolektory z rurami jednowarstwowymi lub podwójnymi. Za tymi drugimi przemawia skuteczniejsza izolacja, ale ich sprawność w porównaniu z urządzeniami z pojedynczą rurą jest niższa. Ma to związek z utrudnionym dostępem promieni słonecznych do absorberów przez dwie warstwy szkła.

Biorąc pod uwagę odbiór ciepła z absorbera, do wyboru mamy modele z bezpośrednim lub pośrednim przepływem płynu grzewczego. Mają one podobną sprawność, ale w kolektorach z pośrednim przepływem można podczas prac serwisowych demontować pojedyncze rury, bez konieczności zatrzymywania pracy całej instalacji solarnej.

Jak dobrać powierzchnię kolektorów?

Obecnie do doboru instalacji solarnej najczęściej stosuje się specjalne programy komputerowe. Umożliwiają one nie tylko dopasowanie powierzchni kolektorów słonecznych, ale też miejsca ich montażu i optymalnego ustawienia w stosunku do słońca.

Poza tym - dzięki specjalnym symulacjom - możemy również oszacować, ile zyskamy po zamontowaniu kolektorów. Dowiemy się zatem, czy taka inwestycja jest uzasadniona z ekonomicznego punktu widzenia.
Powierzchnia pracująca kolektorów słonecznych

W typowych instalacjach solarnych korzysta się najczęściej z ogólnych wskaźników doboru powierzchni pracującej kolektorów (absorbera).

Przyjmuje się wtedy, że na każdego domownika zużywającego średnio 60 l/na dobę ciepłej wody o temperaturze 45 st. C, potrzeba 1,2-1,5 m2 kolektora płaskiego lub 0,8-1,0 m2 próżniowego. Przykładowo, w rodzinie 4-osobowej wystarczą 2 lub 3 kolektory płaskie, które zajmą powierzchnię 4-6 m2, lub próżniowe, wymagające 3,2-4 m2.

Natomiast gdy kolektory słoneczne będą ogrzewały wodę w basenie zewnętrznym, zakłada się na przykład 0,4-0,7 m2 panelu płaskiego na każdy m2 powierzchni lustra wody.

Uwaga! Nie należy przewymiarowywać powierzchni kolektorów. Może to powodować częste przegrzewanie się płynu solarnego, a nawet jego zagotowanie. Tworzy się z niego wtedy "galareta", która zatyka rury. Aby je wypłukać, a potem napełnić nowym płynem solarnym, trzeba będzie wezwać serwis.