Kiosk - kup onlineKiosk - Ladnydom.pl

Kolektory słoneczne – czy warto je montować?

Tekst: Stefan Żuchowski

W przeciwieństwie do paneli fotowoltaicznych kolektory słoneczne zamieniają energię słoneczną nie w elektryczną, a w ciepło. Można je efektywnie wykorzystać do podgrzewania wody do mycia, zasilania basenu czy okresowego wspomagania ogrzewania domu.

Kolektor solarny
Kolektor solarny
Fot. Inisol

W trakcie pracy instalacji z kolektorami słonecznymi pozyskujemy energię odnawialną. Zastosowanie takiego rozwiązania zapewnia zatem uzyskanie korzystniejszych wyników w świadectwie energetycznym budynku, co wynika z niższego wskaźnika zużycia energii pierwotnej. Pozyskana energia odnawialna pozwala zredukować zużycie gazu, oleju opałowego czy energii elektrycznej na potrzeby przygotowania ciepłej wody, czy też ewentualnego zasilania basenu lub wspomagania ogrzewania. Chociaż w trakcie pracy instalacji, działa niewielka pompa obiegowa, która pobiera prąd, to zużycie energii elektrycznej jest wielokrotnie niższe od ilości ciepła jakie pozyskujemy.

Niezbędnym elementem instalacji solarnej, oprócz kolektorów słonecznych, jest zbiornik magazynujący energię. Dzięki temu mamy możliwość akumulacji nadwyżki energii dostępnej w ciągu dnia, co umożliwia pobór ciepłej wody np. wieczorem czy rankiem kolejnego dnia. Odpowiednio dobrany system może dostarczyć do 50-60 % energii niezbędnej do podgrzania wody do mycia w ciągu roku.

Około 1000 kWh ciepła  może pozyskać rocznie z jednego kolektora o powierzchni ponad 2 m2

Rodzaje kolektorów słonecznych (śródtytuł)

Dostępne na rynku kolektory słoneczne możemy podzielić przede wszystkim na modele płaskie i próżniowo-rurowe.

  • Kolektory płaskie - mają stosunkowo prostą konstrukcją, więc ich cena jest niższa niż urządzeń próżniowo-rurowych. Poza tym wyróżniają się wysoką odpornością na czynniki atmosferyczne, zwłaszcza na oddziaływanie gradu. Głównym elementem kolektora płaskiego jest tzw. absorber, czyli arkusz blachy miedzianej lub aluminiowej pokrytej tzw. powłoką selektywną. Dlaczego stosuje się tą specjalną powłokę? Ma to związek z tym, że każdy materiał, na który pada promieniowanie słoneczne część energii pochłania, część z niej zostaje odbita, a kolejna ponownie wypromieniowana do otoczenia. Powłoka selektywna zaś pochłania dużo docierającej do jej powierzchni energii – nawet 95-96%. Dodatkową ochronę przed wypromieniowaniem znacznej ilości energii z kolektora zapewnia szyba przykrywająca ramę.

Co ciekawe z jednej strony szyba swobodnie przepuszcza promieniowanie krótkofalowe, emitowane przez ciało o bardzo wysokiej temperaturze jakim jest Słońce. Z drugiej - szyba stanowi barierę dla krótkofalowego promieniowania cieplnego, jakie emitują ciała o znacznie niższej temperaturze od temperatury Słońca. Tak powstaje efekt szklarniowy lub inaczej cieplarniany.

Dzięki właściwościom szyby i selektywnego pokrycia absorbera współczesne płaskie kolektory słoneczne pochłaniają do 95-96% promieniowania słonecznego. Jest to tzw. współczynnik absorbcji promieniowania słonecznego, a w efekcie tego współczynnik emisji nie przekracza 5%.

Pozostałe elementy kolektora płaskiego to rama utrzymująca szybę nad absorberem oraz układ rur przymocowany do nagrzewającego się arkusza blachy i izolacja termiczna w dolnej części kolektora.

Przykładowa budowa kolektora płaskiego: 1. rama aluminiowa, 2. przykrycie ze szkła  solarnego, 3. selektywny absorber z pokryciem „samowyłączającą się” warstwą 4. rurka absorbera, 5. izolacja cieplna
Przykładowa budowa kolektora płaskiego: 1. rama aluminiowa, 2. przykrycie ze szkła solarnego, 3. selektywny absorber z pokryciem „samowyłączającą się” warstwą 4. rurka absorbera, 5. izolacja cieplna
Fot. VIESSMANN
  • Kolektory próżniowo-rurowe - to urządzenia, w których niewielkiej średnicy rury z płynem niezamarzającym są otoczone kształtownikiem, np. aluminiowym. Zestaw ten znajduje się w swego rodzaju termosie. Jest otoczony dwoma warstwami szkła, pomiędzy którymi panuje próżnia. Selektywna powłoka absorbująca promieniowanie słoneczne jest naniesiona na wewnętrznej rurce szklanej lub na powierzchni metalowego kształtownika. W połączeniu z warstwą próżni taka konstrukcja zapewnia niższą wartość strat ciepła do otoczenia w sytuacji, gdy różnica między temperaturą wewnętrzną i zewnętrzną jest wysoka. Tego typu kolektory opracowano w trakcie badań nad wykorzystaniem energii słonecznej do podgrzewania czynników technologicznych do szczególnie wysokich wartości temperatury, w różnego rodzaju zastosowaniach przemysłowych. W warunkach domowych niższą wartość strat ciepła z kolektorów próżniowo-rurowych wykorzystuje się, gdy jednym z celów instalacji jest okresowe wspomaganie ogrzewania budynku. W polskich warunkach klimatycznych pozyskiwanie energii na ten cel jest możliwe praktycznie na początku i na końcu sezonu grzewczego oraz podczas wystąpienia kilku słonecznych dni w szczycie sezonu grzewczego.
Próżniowy kolektor słoneczny składa się  z pojedynczych rur z powierzchniami absorbującymi, które można obracać wokół  osi i ustawiać optymalnie względem promieniowania słonecznego
Próżniowy kolektor słoneczny składa się z pojedynczych rur z powierzchniami absorbującymi, które można obracać wokół osi i ustawiać optymalnie względem promieniowania słonecznego
Fot. VIESSMANN

Jaki kolektor wybrać? 

Zastanawiając się na wyborem rodzaju kolektora można spotkać się z wieloma sprzecznymi informacjami. Kierując się wyłącznie danymi na temat niskiej wartości strat ciepła, możemy odnieść wrażenie, że najlepszą technologią są kolektory próżniowo-rurowe. Każdy wybór ma jednak określone konsekwencje.

  • Instalacja z kolektorami do przygotowania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). Wspólną cechą kolektorów próżniowo-rurowych jest możliwość osiągania szczególnie wysokiej temperatury w sytuacji, gdy nie możliwości odprowadzania ciepła z instalacji. Przykładowo w trakcie długiego, letniego urlopu domowników kolektor oraz znajdujący się w nim płyn może osiągać temperaturę nawet 250-300oC. Powoduje to degradację (rozkład) czynnika grzewczego i wytrącanie się zanieczyszczeń. Oczywiście kolektory próżniowo-rurowe mogą mieć bardzo różną konstrukcją. Dostępne są też modele z tzw. rurką ciepła. Wówczas typowy płyn niezamarzający - wodny roztwór glikolu propylenowego - nie przepływa przez pionowe rurki kolektora, tylko przez górną część kolektora. Tam odbiera ciepło od innego czynnika znajdującego się w niewielkiej ilości w pionowych rurkach kolektora. Czynnik ten pod wpływem ciepła odparowuje, a w górnej części kolektora oddaje ciepło do wodnego roztworu glikolu i skrapla się spływając ponownie do dolnej części panelu. W sytuacji braku odbioru ciepła, np. w trakcie urlopu czy przerwy w dostawie energii elektrycznej, po pewnym czasie czynnik nie jest w stanie przekazywać ciepła do roztworu glikolu i nie dochodzi do dalszego wzrostu temperatury. Nie jest to jednak rozwiązanie, które całkowicie likwiduje ryzyko przegrzania glikolu i potrzeby późniejszego płukania instalacji oraz wymiany płynu.

W domowej instalacji, w której celem jest przygotowanie c.w.u. do temperatury 60oC (ew. okresowe zasilanie instalacji grzewczej), temperatura kolektorów powinna być możliwe niska. Z reguły jest ona o około 10oC wyższa od aktualnej temperatury wody w zbiorniku akumulacyjnym. Trzeba bowiem pamiętać o tym, że niezależnie od rodzaju kolektora, wzrost temperatury jego obudowy oznacza wyższą intensywność oddawania ciepła do otoczenia, więc niższą sprawność.

Jak widać z wykresu w sytuacji, gdy kolektor jest jedynie cieplejszy o 20-40oC od otaczającego powietrza, jego sprawność jest wysoka. Co ciekawe w tym obszarze sprawność wielu modeli płaskich jest często wyższa lub równa sprawności urządzeń próżniowo-rurowych. Ma to m.in. związek z tym, że kolektor płaski ma pojedynczą szybę, więc do jego wnętrza dociera więcej energii słonecznej.

Niska różnica między temperaturą kolektora a temperaturą powietrza jest typowa dla eksploatacji instalacji na potrzeby podgrzewania wody w okresie od kwietnia do września. W związku z tym wiele osób stosuje rozwiązanie, które zapewnia lepszy stosunek ceny do jakości/wydajności oraz na potrzeby podgrzewania c.w.u., czyli wybiera kolektory płaskie.

  • Instalacja wspomagająca zasilanie basenu. W takim układzie stosuje się kolektory płaskie. Jeśli zaś basen ma być użytkowany od maja do września wówczas wielu fachowców poleca tzw. absorbery basenowe. Są to, np. rury z czarnego tworzywa, przez które przepływa woda z basenu. Absorbery te nie są osłonięte warstwą szyby ponieważ temperatura powierzchni rury jest na tyle niska, że intensywność wypromieniowania i straty ciepła do otoczenia są nieznaczne.
  • Instalacja okresowo wykorzystywana do wspomagania ogrzewania. Tutaj stosuje się w praktyce kolektory próżniowo-rurowe lub nieco większą powierzchnię kolektorów płaskich. W przypadku tych ostatnio warto wybrać model wyposażony w tzw. szybę antyrefleksyjną. Powinien być również dobrze izolowany. Przykładowo oprócz izolacji termicznej pod absorberem model taki ma dodatkową izolację termiczną na bocznych powierzchniach obudowy/ramy.

Jakie parametry świadczą o możliwej wysokiej efektywności kolektora?

  • Sprawność. Może ona być definiowana na wiele sposobów i podawana dla odmiennych warunków, np. dla różnej temperatury i różnej powierzchni kolektora. Jak to możliwe, że dla tego samego urządzenia podaje się sprawność w odniesieniu do różnej powierzchni? Wynika to z cech konstrukcyjnych kolektorów. Patrząc na kolektor płaski widzimy najpierw jego płaszczyznę zewnętrzną, czyli powierzchnie szyby i otaczającej ją ramy/obudowy – jest to powierzchnia brutto. Z kolei to co się znajduje wnętrz ramy, to tzw. powierzchnia apertury - padają na nią promienie słoneczne. Na tle tej powierzchni widzimy arkusz blachy absorbera pokryty powłoką selektywną. Jest on z reguły minimalnie mniejszy od powierzchni, na którą padają promienie słoneczne, to tzw. powierzchnia absorbera.

Przykładowo powierzchnia brutto kolektora płaskiego może wynosić, np. 2,5 m2, odpowiednio apertury - 2,35 m2, a absorbera - 2,3 m2.

Od strony technicznej sprawność, czyli ilość uzyskanej energii, można podać na tle powierzchni absorbera, apertury lub brutto. Do niedawna w dokumentacji była ona określana w odniesieniu do powierzchni apertury bądź absorbera. Obecnie podaje się ją w odniesieniu do powierzchni brutto. Wymusza to na producentach oferowanie urządzeń o kompaktowej budowie, co ułatwia montaż i nie generuje znacznych strat do otoczenia.

Porównując sprawność kolektorów powinniśmy mieć pewność, że korzystamy ze wskaźników określonych w ten sam sposób. Ułatwi nam to tzw. karta produktu, którą powinien udostępniać każdy producent. Zawiera ona właśnie wskaźnik sprawności optycznej w odniesieniu do powierzchni brutto.

Jeśli zaś porównamy wcześniejszą i obecną dokumentację przykładowego modelu kolektorów, wówczas możemy zobaczyć, że kiedyś kolektor ten cechował się sprawnością optyczną, np. na poziomie 84 %, a obecnie jest to 78%. Wynika to właśnie ze zmiany sposobu podawania sprawności optycznej.

Parametr ten określa stopień wykorzystania energii słonecznej w sytuacji, w której temperatura kolektora jest taka sama, jak temperatura otoczenia. W tym momencie nie występują zatem straty ciepła do otoczenia. Taki stan może występować, np. w letni poranek, gdy temperatura powietrza wynosi 25oC i pompa instalacji solarnej pracuje od kilku minut, a woda w dolnej części zbiornika akumulacyjnego ma niską temperaturę.

Liniowy i kwadratowy współczynnik strat ciepła a1 i a2 lub k1 i k2. To dwa pozostałe ważne współczynniki określające właściwości danego kolektora. Podają one odpowiednio ilość ciepła jaką tracimy:

  • na drodze omywania kolektora przez chłodniejsze powietrze, które przejmuje ciepło od jego powierzchni;
  • przez wypromieniowanie z wnętrza kolektora do otoczenia.

Wartości te również odnajdziemy w karcie produktu. Im są one niższe, tym lepiej. Przy czym w okresie letnim największe znaczenie ma liniowy współczynnik strat ciepła.

Jakie parametry świadczą o możliwej wysokiej efektywności kolektora?
Jakie parametry świadczą o możliwej wysokiej efektywności kolektora?
Fot. VIESSMANN

Jaka instalacja będzie odpowiednia? 

Aby odpowiedzieć na to pytanie musimy oszacować wymaganą powierzchnię kolektorów oraz wielkość zbiornika ciepłej wody. W polskich warunkach zakładając, że każdy z domowników zużywa około 50 l ciepłej wody na dobę, przyjmuje się najczęściej od 1 do 1,5 m2 kolektora na osobę. W skali roku pozwala to uzyskać pokrycie potrzeb energetycznych na przygotowanie c.w.u. na poziomie 50-60%.

Jeśli planujemy montaż kolektorów płaskich, które będą pracowały na potrzeby przygotowania c.w.u., stosuje się zbiornik, w którym znajduje się co najmniej 50 l wody na każdy metr kwadratowy kolektorów. Przykładowo w instalacji z dwoma kolektorami o powierzchni absorbera 4 m2, zalecana minimalna pojemność zbiornika wynosi 200 l (4 x 50 = 200 l). Pozwoli to zakumulować energię pozyskiwaną przez kolektory w ciągu dnia, aby wykorzystać ją wieczorem i rano.

Zastosowanie mniejszego zasobnika spowodowałoby w okresie letnim gwałtowny wzrost temperatury wody już w okolicach południa. W efekcie instalacja pracowałaby z niską sprawnością, a już po godzinie 13-14.00 mogłoby dojść do osiągnięcia maksymalnej temperatury wody w zbiorniku i wyłączenia się systemu.

Zastosowanie nieco większego zbiornika pozwala uzyskać wyższą efektywność kolektorów. Przez dłuższy czas ich temperatura jest niższa, a co za tym idzie straty ciepła również. Zastosowanie zasobnika, którego pojemność byłaby większa od dobowego zużycia wody, np. o 25-50% umożliwi akumulację energii podczas upalnego dnia i wykorzystanie jej w kolejnym, czasem pochmurnym dniu.

Podczas określania powierzchni kolektorów i pojemności zbiornika c.w.u. warto  wykorzystać programy symulacyjne
Podczas określania powierzchni kolektorów i pojemności zbiornika c.w.u. warto wykorzystać programy symulacyjne
Fot. Galmet
Powierzchnia kolektorów i pojemność zbiornika w odniesieniu do liczby mieszkańców (dobowe zużycia c.w.u. 50 l/osobę)
Powierzchnia kolektorów i pojemność zbiornika w odniesieniu do liczby mieszkańców (dobowe zużycia c.w.u. 50 l/osobę)
Fot. Red.

Jeśli mamy kolektory rurowe zaleca się montaż zbiorników o nieco większej pojemności. Pozwala to dodatkowo zredukować ryzyko przejścia instalacji w tzw. tryb stagnacji, czyli wyłączenia pompy obiegowej i wzrostu temperatury kolektorów oraz płynu do wysokiej temperatury.

Precyzyjnego doboru poszczególnych elementów instalacji można dokonać korzystając z programów symulacyjnych. Niezbędne jest przy tym wprowadzenie takich danych, jak: dobowe zużycie ciepłej wody, lokalizacja budynku, orientacja i pochylenie kolektorów, rodzaj dodatkowego źródła ciepła, wysokość instalacji.

Jak dobiera się elementy systemu wspomagającego ogrzewanie budynku?

W tym przypadku zastosowanie programu symulacyjnego ma jeszcze większe znaczenie. Oprócz wymienionych wcześniej informacji niezbędne jest dodatkowo wprowadzenie do programu wartości strat ciepła budynku i wymaganej temperatury wody w instalacji. Korzystając z programu symulacyjnego fachowcy mogą sprawdzić jaka powierzchnia kolektorów i pojemność zbiornika zapewni wysoką efektywność instalacji i minimalizację liczbę przypadków przerw w jej pracy instalacji, a przez to osiągania wysokiej temperatury płynu w instalacji.

W instalacji, której zadaniem jest również wspomaganie ogrzewania unika się stosowania kolektorów o większej powierzchni niż dwukrotność powierzchni stosowanej na potrzeby ciepłej wody. Zaleca się przy tym zastosowanie zbiornika buforowego o pojemności rzędu 80-100 l/m2 kolektorów.

Na jakie pozostałe elementy zwrócić uwagę? 

Oprócz kolektorów słonecznych w instalacji niezbędne jest jeszcze zastosowanie:

  • grupy pompowej – wymusza przepływ płynu w instalacji;
  • naczynia wzbiorczego - ogranicza wzrost ciśnienia w trakcie nagrzewania i rozszerzania się płynu;
  • zaworu bezpieczeństwa - umożliwia zrzut części płynu z instalacji, gdyby naczynie wzbiorcze było uszkodzone, a ciśnienie płynu przekroczyło ustawioną wartość (z reguły 6 bar);
  • sterownika z czujnikiem temperatury kolektorów i czujnikiem wody w zbiorniku. Sterownik ten decyduje o włączeniu pompy obiegowej i dostosowuje prędkość jej pracy do aktualnej mocy instalacji;
  • rur dostosowanych do przepływu czynnika o wysokiej temperaturze. W trakcie normalnej pracy będzie to 40-80oC, ale w trakcie stagnacji część instalacji może osiągnąć temperaturę rzędu 200oC lub wyższą. W systemach z kolektorami używa się rur miedzianych lub stalowych, a wszystkie uszczelnienia muszą być przystosowane do kontaktu z roztworem glikolu.
  • izolacji termicznej - najczęściej jest ona wykonana z kauczuku lub wełny mineralnej, dzięki czemu jest odporna na wysoką temperaturę. Izolacja musi być także zabezpieczona przed promieniowaniem ultrafioletowym i uszkodzeniem przez ptaki. Jeśli zastosujemy wełnę mineralną konieczna też będzie jej ochrona przed wnikaniem wody.
Wiele firm oferuje gotowe zestawy solarne składające się z elementów dostosowanych do potrzeb inwestorów. Mogą one zawierać np. dwa kolektory, zasobnik oraz dodatkowo grupę pompową, moduł sterujący, komplet przyłączeniowy z instalacją, naczynie wyrównawcze i glik
Wiele firm oferuje gotowe zestawy solarne składające się z elementów dostosowanych do potrzeb inwestorów. Mogą one zawierać np. dwa kolektory, zasobnik oraz dodatkowo grupę pompową, moduł sterujący, komplet przyłączeniowy z instalacją, naczynie wyrównawcze i glik
Fot. GALMET

Jak i gdzie umieścić kolektory słoneczne? 

W miarę możliwości kolektory słoneczne umieszcza się na południowej połaci dachowej. Jeśli lokalizacja budynku sprawia, że do dyspozycji mamy tylko połać wschodnią i zachodnią wówczas korzystniejszym wariantem może być skierowanie kolektorów ku zachodowi. Instalacja będzie wówczas pracowała w godzinach występowania wyższej temperatury zewnętrznej co wpłynie na redukcję strat ciepła.

Co ważne, w przeciwieństwie do prostej instalacji paneli fotowoltaicznych okresowe, miejscowe zacienienie kolektorów, np. przez przesuwający się cień komina, nie powoduje czasowego wyłączenia instalacji czy jej części. Oczywiście mimo wszystko warto wybrać lokalizację, w której unikamy zacienienia kolektorów. Pozwoli to uzyskać większą ilość energii.

Montując kolektory na gruncie czy dachu płaskim ustawiamy je w kierunku południowym na konstrukcji/wspornikach pochylonych pod kątem około 40 stopni. Wsporniki mocujemy do fundamentów w gruncie lub konstrukcji dachu. Opcjonalnie możliwe jest zastosowanie obciążników o ile konstrukcja dachu pozwala na ich zastosowanie.

Jak uniknąć przegrzewania się kolektorów?

Przede wszystkim nie poleca się zakupu zbyt dużej powierzchni kolektorów w stosunku do potrzeb rodziny. Montaż dodatkowego jednego czy dwóch paneli początkowo może wydawać się atrakcyjnym rozwiązaniem. W praktyce jednak sprawi, że w upalne dni instalacja będzie przechodziła w stagnację i nie będzie dobrze wykorzystana. Poza tym wielokrotne przegrzewanie płynu niezamarzającego doprowadzi po pewnym czasie do jego rozwarstwienia i potrzeby płukania instalacji oraz wymiany płynu.

W przypadku częstych przerw w dostawie energii elektrycznej warto zaopatrzyć się w zestaw awaryjnego zasilania, np. akumulator z przetwornicą. Przy czym ze względu na zasilanie sterownika przetwornica powinna być przystosowana do zasilania urządzeń elektronicznych.

Jeśli co roku możliwa jest dłuższa przerwa w eksploatacji instalacji, wtedy można rozważyć zastosowanie rozwiązań, które ograniczają ryzyko przegrzewania płynu w instalacji. Są to, np.:

  • instalacje pracujące w tzw. technologii Drainback. W systemie tym, w stanie spoczynku płyn znajduje się tylko w dolnej części instalacji. Pompa obiegowa tłoczy płyn przez kolektory tylko wtedy, gdy można akumulować ciepo w zbiorniku. Jeśli nie ma takiej możliwości, pompa wyłącza się, a płyn wraca do dolnej części instalacji i nie jest narażony na przegrzanie. Z oczywistych względów rury w takiej instalacji należy prowadzić ze spadkiem w kierunku zbiornika. Poza tym nie należy przekraczać podanej przez producenta wysokości instalacji;
  • kolektory płaskie z szybą pokrytą warstwą materiału, który ogranicza przenikanie promieni słonecznych do wnętrza kolektora po uzyskaniu określonej temperatury.

Ograniczenie ryzyka uszkodzenia płynu uzyskamy również stosując kolektory płaskie czy kolektory próżniowo-rurowe z rurką ciepła. W tego typu instalacjach, nawet w fazie stagnacji temperatura czynnika jest znacznie niższa niż w typowych urządzeniach próżniowo-rurowych z tzw. bezpośrednim przepływem.

płaskie z samowyłączającym się pokryciem absorbera. Dzięki takiej opcji urządzenia chronione są przed przegrzaniem przy braku odbioru ciepła
płaskie z samowyłączającym się pokryciem absorbera. Dzięki takiej opcji urządzenia chronione są przed przegrzaniem przy braku odbioru ciepła
Fot. VIESSMANN

Ile kosztuje instalacja solarna? 

Cena instalacji z kolektorami słonecznymi zależy od wielu czynników, w tym od rodzaju kolektorów, rodzaju i wielkości zasobnika c.w.u., miejsca montażu systemu, itd. Koszt popularnego zestawu odpowiedniego dla rodziny 3-4 osobowej, czyli dwóch kolektorów o powierzchni nieco powyżej 4 m2, zasobnika c.w.u. 200-250 l, wraz z grupą pompową i sterownikiem wynosi około 10 000-15 000 zł. Do tego należy doliczyć koszt zestawów montażowych, rur, izolacji termicznej i robocizny. W zależności od wymaganego zakresu prac łączny koszt instalacji może waha się od około 15 000 do ponad 20 000 zł.

Z uwagi na dynamicznie zmieniające się cen nośników energii trudno precyzyjnie określić po jakim czasie zwrócą się nakłady na zakup i montaż kolektorów słonecznych. Zależy to w dużej mierze od tego, jaki rodzaj nośnika energii ma zastąpić energia słoneczna.

Do oszacowania oszczędności dzięki pracy kolektorów przyjmujemy, że rodzina 4-osobowa na potrzeby podgrzewania wody zużywa w ciągu doby około 8 kWh energii. Jeśli chodzi o ceny nośników energii, to wzięto pod uwagę ich wielkość z maja br.: 0,32 zł/kWh dla gazu ziemnego; 0,69 zł/kWh dla oleju; 1,2 zł/kWh dla energii elektrycznej.

Kolektory słoneczne pozwolą zaoszczędzić rocznie od 584 zł porównując je z kosztami podgrzewania c.w.u. gazem, przez 1259 zł, gdy zastąpią one kocioł olejowy, aż po 1752 zł, jeśli woda była wcześniej podgrzewana prądem. Jest to jednak wyłącznie oszacowanie dla typowego przypadku, w którym przyjęto efektywność przygotowania wody do mycia w systemie zasilanym przez kocioł na poziomie 80%. W praktyce, w zależności od stanu instalacji, czasu pracy instalacji cyrkulacji ciepłej wody, grubości izolacji rur, itd. wartość oszczędności może się znacząco różnić.

Z pewnością najkrótszy czas zwrotu uzyskają osoby, które planują zastosowanie kolektorów w miejsce prostego podgrzewacza elektrycznego. W miarę możliwości instalacja powinna być jak najkrótsza, co pozwoli zredukować nakłady inwestycyjne i późniejsze straty ciepła oraz zużycie prądu do zasilania pompy obiegowej.

Skrócenie czasu zwrotu instalacji uzyskamy korzystając z dostępnych dotacji. Można je uzyskać, np. w ramach:

  • ulgi termomodernizacyjnej, wówczas wartość poniesionych kosztów uwzględniamy w rocznym rozliczeniu podatkowym;
  • programu Czyste Powietrze, gdy w trakcie likwidacji starego kotła stałopalnego i ewentualnej termomodernizacji budynku dokonujemy również montażu kolektorów słonecznych;
  • programu Stop smog, który oferuje część gmin w Polsce;
  • programu Mój prąd 5.0.
Planując montaż kolektorów słonecznych, warto wziąć pod uwagę dostępne dotacje, które  oferowane są przez różne programy rządowe lub gminne
Planując montaż kolektorów słonecznych, warto wziąć pod uwagę dostępne dotacje, które oferowane są przez różne programy rządowe lub gminne
Fot. Hewalx

Czy instalację solarną trzeba serwisować?

W przypadku możliwości swobodnego odprowadzania ciepła do zbiornika akumulacyjnego typowa instalacja z kolektorami słonecznymi przez kilka lat nie będzie wymagała poważniejszej interwencji serwisowej. W trakcie regularnego przeglądu instalacji sprawdza się jedynie: 

  • naczynie wzbiorcze i w razie potrzeby reguluje ciśnienie poduszki gazowej;
  • ciśnienie czynnika w instalacji;
  • przepływ czynnika;
  • gęstość i ph czynnika;
  • stan izolacji termicznej;
  • stan zaworu bezpieczeństwa.

Po latach pracy zużyciu ulec może, np. membrana w naczyniu wzbiorczym i niezbędna będzie wymiana naczynia. W przypadku częstych przypadków braku odbioru ciepła z instalacji i przegrzewania czynnika również może on wymagać wymiany. Czasem niezbędne będzie też płukanie instalacji.

Podsumowanie 

Zastanawiając się nad montażem kolektorów słonecznych czy projektując dom należy zadbać o optymalne nasłonecznienie kolektorów a także, aby instalacja była możliwie krótka. Pozwoli to zarówno ograniczyć koszt inwestycji, jak i eksploatacji. Nie powinniśmy stosować zbyt dużej powierzchni kolektorów, ale warto zastanowić się na montażem zasobnika o nieco większej pojemności.

Biorąc pod uwagę opłacalność instalacji będzie ona tym wyższa, im wyższa jest cena konwencjonalnego nośnika energii z jakiego korzystamy. Obecnie najkrótszy czas zwrotu uzyskamy w porównaniu do prostego, elektrycznego podgrzewacza wody, zaś dłuższy, gdy stosujemy gaz ziemny. Trzeba jednak pamiętać o tym, że ceny nośników energii są obecnie nienaturalnie wysokie oraz, że w roku 2022 i 2023 gospodarstwa domowe rozlicza się wg stawek niższych od giełdowych. Nie można dziś zatem ocenić, jakie będą koszty eksploatacji konwencjonalnych instalacji w kolejnych latach. W kilkuletniej perspektywie należy liczyć się z europejskimi podatkami od paliw kopalnych. W takiej sytuacji zastosowanie kolektorów słonecznych pozwoli uzyskać dodatkowe oszczędności.

    Więcej o:

Skomentuj:

Kolektory słoneczne – czy warto je montować?