Kolektory słoneczne

Budowanie domu wiąże się z koniecznością zaplanowania na przyszłość odpowiedniego systemu ogrzewania wody użytkowej. By obniżyć koszty utrzymania domu, coraz więcej inwestorów decyduje się na montaż kolektorów słonecznych.

Kolektory słoneczne to zaawansowane technologicznie urządzenia przetwarzające energię promieniowania słonecznego na ciepło. Rozważając zakup kolektorów, warto wziąć pod uwagę, że rozwiązanie to oparte jest na odnawialnych źródłach energii i będzie zawsze niezależne od wzrostu cen paliw i energii.

Zastosowanie ogrzewania słonecznego pozwala w wygodny i ekologiczny sposób uzyskać ciepłą wodę użytkową lub ciepło przydatne w dogrzewaniu domu. Optymalnie zaplanowana instalacja solarna może pokryć nawet do 60 proc. zapotrzebowania energii niezbędnej do podgrzewania wody użytkowej w ciągu roku.

Jak działa ogrzewanie solarne?

Zasada działania kolektorów słonecznych jest nieskomplikowana. Elementem „wyłapującym” promienie słoneczne jest absorber zamontowany w kolektorze. Pochłania on promienie i przetwarza je na ciepło. Absorber najczęściej wykonany jest z blachy miedzianej pokrytej warstwą absorpcyjną (pochłaniającą promienie słoneczne) z czarnego chromu lub na bazie tlenków tytanu.

Pod blachą absorbera znajdują się przewody, którymi przepływa czynnik grzewczy – płyn na bazie glikolu. Czynnik grzewczy pracuje w układzie zamkniętym i po nagrzaniu (odbiera ciepło od absorbera) przepływa wprost do zasobnika, w którym oddaje swoje ciepło wodzie użytkowej. Ochłodzony czynnik grzewczy ponownie przepływa przez absorber, w którym zostaje podgrzany przez promienie słoneczne.

Rodzaje kolektorów słonecznych

W ofertach handlowych producentów kolektorów słonecznych znajdziemy różne ich rodzaje – różnią się one budową, wydajnością, sposobem montażu oraz ceną. W Polsce najczęściej stosuje się:

1. Kolektory płaskie

to najpopularniejsze urządzenia stosowane w naszym kraju. Tego typu kolektory dobrze radzą sobie przy mocnym nasłonecznieniu, jednak nie są zbyt skuteczne w pozyskiwaniu promieni rozproszonych. Ich wadą jest duża utrata ciepła przy niskich temperaturach. Płaskie panele słoneczne najlepiej sprawdzą się latem;

2. Kolektory próżniowe

Różnią się od płaskim tym, że absorber otoczony jest przez próżnię. Dzięki temu wydajność urządzenia nie jest tak silnie uzależniona od temperatury zewnętrznej. Próżniowe kolektory słoneczne skutecznie podgrzewają wodę użytkową zarówno w latem, jak i w bezchmurne dni zimowe. Ciepło pochłonięte do absorbera jest niemal w całości przekazywane do podgrzewania wody. Dzięki temu panel słoneczny jest bardziej wydajny i potrafi ogrzać większą ilość ciepłej wody użytkowej;

3. Kolektory próżniowe z rurką cieplną 

Tego typu panele słoneczne wyposaża się w specjalną rurkę wypełnioną czynnikiem roboczym (wodą lub alkoholem), który odparowuje w temperaturze nawet poniżej 30 stopni C. Odparowany czynnik roboczy oddaje ciepło glikolowi w kondensatorze, następnie skrapla się i spływa w dół rurki, aby ponownie się ogrzać od absorbera. Dzięki temu kolektory skuteczniej radzą sobie podczas pracy w niskich temperaturach i przy niewielkim stopniu nasłonecznienia. Niestety tego typu kolektory słoneczne wyróżnia wysoka cena zakupu.

Instalacja solarna – jak zaplanować zaplanować instalację fotowoltaiczną

Tylko właściwie dobrana instalacja fotowoltaiczna będzie efektywna. Optymalną powierzchnię kolektorów oblicza się przyjmując 1-1,5 m2 powierzchni absorbera na osobę. Wielkość podgrzewacza do tak obliczonej liczby kolektorów dobieramy mnożąc liczbę domowników przez średnie dobowe zużycie wody wynoszące 50 l/osobę.

Aby zabezpieczyć się przed wahaniami w rozbiorze wody, otrzymaną wartość dobrze jest zwiększyć o około 50 proc. Przyjmuje się, że nawet najtańsze wśród kolektorów płaskie kolektory o powierzchni całkowitej wynoszącej 4 m2 mogą dostarczyć ciepłą wodę dla 3-4-osobowej rodziny.

By wydajnie wykorzystywać kolektory, najlepiej zamontować je na południowej połaci dachu o kącie nachylenia między 35 a 70 stopni. Przy innym kącie trzeba zastosować korekcyjny zestaw mocujący. Wybierając projekt domu, który chcemy zbudować zwróćmy też uwagę na wymiary połaci dachu – im są one większe, tym więcej zapewnią miejsca na kolektory. Optymalne są dachy pulpitowe oraz dwuspadowe.