Kolektory słoneczne

Kolektory słoneczne (używane są również nazwy: solary , baterie słoneczne, panele słoneczne) mają za zadanie przetwarzanie energii promieniowania słonecznego, na energię cieplną. Jest to rodzaj tzw. ogrzewania pasywnego, niezależnego od zewnętrznych źródeł energii. Kolektory mają rożne wielkości i rożne wydajności, jednak podstawowy ich podział wynika z różnic konstrukcyjnych, za którymi idą różnice w rozwiązaniach technologicznych, mające wpływ na wydajność kolektorów.

Podział i budowa kolektorów słonecznych

Schemat kolektora słonecznego

Kolektory dzielą się na płaskie, próżniowo-rurowe. Produkowane są również kolektory specjalne, znajdujące zazwyczaj wykorzystanie w różnych dziedzinach przemysłu, lub w nowoczesnym budownictwie.

Głównym elementem płaskiego kolektora słonecznego jest absorber. Składa się z blachy wykonanej z miedzi lub aluminium, pokrytej warstwą pochłaniającą (absorbującą) promieniowanie słoneczne. Warstwa absorpcyjna to najczęściej czarny chrom, tlenektytanu (np. TiNOX) lub czarny lakier. Pod blachą absorbera znajdują się rurki miedziane lub aluminiowe, którymi przepływa płyn solarny tzw. glikol. Płyn odbiera ciepło z absorbera i transportuje do instalacji solarnej, np. do zbiornika wody użytkowej. Po oddaniu ciepła wodzie użytkowej, glikol wraca do kolektora gdzie ponownie ogrzewa się od absorbera.

„Glikol” jest to mieszanina wody i glikolu propylenowego (ok. 40%). Jego temperatura zamarzania wynosi ok. -27°C, więc nie trzeba opróżniać instalacji w zimie. Zwiększając stężenie glikolu można jeszcze bardziej obniżyć temperaturę zamarzania płynu solarnego.

Do transportowania ciepła z kolektorów można również wykorzystać wodę, gaz, a nawet powietrze.

Kolektory próżniowe rurowe składają się z pojedynczych rur szklanych, w których znajduje się absorber. Różnią się od płaskich przede wszystkim izolacją cieplną, która w znacznym stopniu wpływa na sprawność kolektora. W płaskich izolacja wykonana jest z wełny mineralnej, w próżniowych jest to najczęściej próżnia – najskuteczniejszy rodzaj izolacji cieplnej.

Kolektory słoneczne zawsze są tylko dodatkowym źródłem ciepła, wspomagającym główne np. kocioł gazowy, olejowy czy na paliwo stałe. W domach jedno i wielorodzinnych kolektory wykorzystuje się głównie do ogrzewania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). Taka instalacja jest stosunkowo niedroga i każdego roku przynosi oszczędności, tym większe im więcej zużywamy ciepłej wody i im droższe jest jej ogrzewanie przez główne źródło ciepła.

Różnice między kolektorami płaskimi a próżniowymi

Kolektory płaskie i próżniowe mają zalety i wady. W okresie letnim, przy wysokich temperaturach otoczenia izolacja cieplna kolektora ma mniejsze znaczenie na jego efektywność. Dzięki większej powierzchni, kolektory płaskie mogą dostarczyć więcej ciepła od próżniowych. Na skutecznej pracy kolektorów w okresie letnim zależy szczególnie użytkownikom kotłów na paliwo stałe. W lecie, dzięki kolektorom nie trzeba uruchamiać kotła lub bardzo rzadko (wygoda), nie trzeba również używać grzałki elektrycznej do ogrzewania wody (oszczędności na kosztach ogrzewania). W pozostałym okresie, przy okazji ogrzewania domu, kocioł tanio ogrzeje również wodę użytkową.

Wiosną i jesienią liczba dni słonecznych jest znacznie mniejsza niż w lecie. Zarówno kolektory płaskie jak i próżniowe działają również w pochmurne dni. Z tym że, tutaj skuteczność próżniowych będzie większa dzięki lepszej izolacji cieplnej kolektora. Należy przy tym pamiętać, że przy pochmurnym niebie słonce dostarcza 50-150 W/m2 energii cieplnej. Mimo że kolektory próżniowe będą lepiej działać w pochmurne dni to i tak uzyskamy z nich stosunkowo mało ciepła, które może wystarczyć jedynie do wstępnego podgrzania wody.

W miesiącach zimowych, przy ujemnych temperaturach, kolektory próżniowe jeszcze lepiej pracują od płaskich. Chociaż bardzo skuteczna izolacja cieplna, która jest ogromną zaleta kolektorów próżniowych, jest jednocześnie ich wadą. Przy ujemnych temperaturach, kolektory płaskie szybciej ulegają odszronieniu. W próżniowych ten proces może trwać nawet do godzin popołudniowych. To samo dotyczy zalegającego śniegu na kolektorach – płaskie szybciej pozbędą się problemu.

Decydując się na wybór odpowiedniego kolektora należy mieć na uwadze przeznaczenie instalacji solarnej oraz sposób i miejsce ich montażu.

W wielu przypadkach, do ogrzewania wody użytkowej, w zupełności wystarczą kolektory płaskie. Próżniowe będą lepszym rozwiązaniem jeśli nie możemy optymalnie ustawić kolektorów płaskich  oraz, jeśli myślimy dodatkowo o wspomaganiu kolektorami ogrzewania budynku. Próżniowe mogą być również lepszym rozwiązaniem jeśli mamy mało miejsca do montażu kolektorów płaskich lub nie możemy optymalnie ich ustawić – próżniowe mogą leżeć bezpośrednio na dachu płaskich, mogą zostać „przyklejone” do ściany budynku, jeśli dach nie jest skierowany na południe poszczególne rury kolektora można obracać i dzięki temu ustawić absorber optymalnie w kierunku południowym.

Coraz większe zainteresowanie kolektorami słonecznymi sprawiło że na rynku mamy wielu producentów tych urządzeń. Większa konkurencja spowodowała obniżenie ich ceny. W ostatnich latach uruchomiono programy dotujące kolektory, co jeszcze w większym stopniu obniża koszty inwestycji.

Zalety kolektorów słonecznych

  • duży wybór dostawców
  • oszczędności na kosztach ogrzewania głównego źródła ciepła
  • nie produkuje się odpadów
  • ograniczenie emisji gazów

Wady kolektorów słonecznych

  • stosunkowo wysoki koszt inwestycji
  • wydajność uzależniona od pogody
  • niewielka wydajność w okresie zimowym

Zobacz też więcej informacji o:

Polecamy

Najnowsze

Złoty Instalator za centralę grzewczą Vitosolar 300-F

10 października 2011 r., firma Viessmann po raz kolejny została uhonorowana nagrodą „Złotego Instalatora”. Tym razem statuetkę przyznano za kompaktową centralę grzewczą Vitosolar 300-F. Nagrodzona kompaktowa, gazowa, kondensacyjna centrala grzewcza Vitosolar 300-F spełniła wszystkie postawione przez jury konkursu wymagania. Vitosolar 300-F składa się z gazowego kotła kondensacyjnego, zbiornika buforowego wody grzewczej, armatury hydraulicznej i automatyki. […]

Gaz płynny

Gaz płynny, popularnie zwany LPG (ang. liquefied petroleum gas), jest bezbarwny i nierozpuszczalny w wodzie. Dostępny jako propan, butan oraz jako mieszanina: propan-butan.   Cena gazu płynnego LPG Cena gazu płynnego LPG jest uzależniona od wielu czynników, również makroekonomicznych.  A mieć szacunkowe spojrzenie na cennik gazu płynnego LPG należy na bieżąco sprawdzać jego aktualną cenę. Aktualne ceny […]

Pompa ciepła na żywo

Rzadko się zdarza, żeby można było zobaczyć na żywo jak pracuje instalacja ogrzewania z pompą ciepła. Zazwyczaj producenci czy użytkownicy podają szczątkowe informacje dotyczące całego okresu grzewczego, gdzie często brakuje informacji o budynku i jego zapotrzebowaniu na ciepło, dodatkowych źródłach ciepła itp. Ciekawe rozwiązanie przygotowała firma Viessmann, pokazując na swoich stronach internetowych instalację z pompą […]