Ta strona może zapisywać pliki cookies na Twoim urządzeniu o ile pozwalają na to ustawienia Twojej przeglądarki. Dowiedz się więcej o polityce cookies w paxo.pl.

Kolektory słoneczne - lipiec 2010

Kolektory słoneczne

Kolektory słoneczne powoli stają synonimem nowoczesności, energooszczędności i ekologii. Aby jednak uzyskać korzystny bilans wykorzystania energii słonecznej, ważny jest prawidłowy dobór systemu solarnego, choć nie ma jednej uniwersalnej zasady doboru tych urządzeń.

Dobór urządzenia wymaga specjalistycznej wiedzy i fachowych obliczeń, dlatego nie zalecamy dokonywania tego na własną rękę. Najlepszym i najprostszym rozwiązaniem jest kontakt z producentem kolektorów lub polecanym dystrybutorem, który zaproponuje najkorzystniejsze rozwiązanie.

Pierwszym krokiem przy doborze kolektorów jest sprecyzowanie, czy urządzenia te chcemy wykorzystać tylko do ogrzewania wody użytkowej (i jest to rozwiązanie najczęściej spotykane), czy również do wspomagania centralnego ogrzewania.

Podstawowe pytanie zadawane przy projektowaniu instalacji solarnej dotyczy wielkości powierzchni kolektorów. Przyjmuje się, że przy ilości promieniowania słonecznego w naszym kraju optymalnie dobrana pod względem ekonomicznym instalacja solarna służąca do podgrzewania wody użytkowej powinna mieć powierzchnię kolektora od 1 do 1,5m2 na jedną osobę i pokrywać 60-70% całego zapotrzebowania. Standardowo przyjmuje się, że 1m2 wystarczy do ogrzania 50 litrów wody. Natomiast powierzchnia kolektorów wspomagających instalację centralnego ogrzewania powinna mieć od 0,3 do 0,5m2 powierzchni kolektora na 1m2 powierzchni użytkowej domu i pokrywać 20-30% zapotrzebowania. Dane te dotyczą domów nowo wzniesionych, z odpowiednią izolacją termiczną.

Warto wiedzieć, że efektywność instalacji z wykorzystaniem kolektorów słonecznych nie jest wprost proporcjonalna do wielkości ich powierzchni. Zamontowanie zbyt dużej ilości kolektorów podwyższa koszty instalacji i prowadzi do jej przewymiarowania, zwłaszcza w okresie letnim kiedy to produkowana jest za duża ilość energii, której nie da się nawet zmagazynować i wykorzystać.

Zbiorniki akumulacyjne

Aby energia cieplna wyprodukowana przez kolektory była efektywnie wykorzystana w systemie grzewczym, musi być zakumulowana. Do tego celu służą zasobniki (zbiorniki) wodne. Ważny jest odpowiedni dobór jego pojemności, co wiąże się z oszacowaniem dobowego zapotrzebowania na ciepłą wodę w gospodarstwie domowym. Trzeba zatem wziąć pod uwagę indywidualne potrzeby i preferencje użytkowników. Uwzględnia się między innymi liczbę domowników, ilość łazienek w domu, także to, czy są one wyposażone w wanny czy prysznice. Standardowo przyjmuje się, że jedna osoba zużywa dziennie około 50 litrów ciepłej wody. Warto też doliczyć pewną rezerwę, którą będzie można wykorzystać w momentach większego poboru wody, np. wówczas, gdy przyjmujemy gości. Zaleca się więc, aby zbiorniki były większe o 25-35% od przeciętnego dobowego zużycia. I tak np. czteroosobowa rodzina zużywająca dziennie około 200 litrów, powinna zaopatrzyć się w zbiornik o pojemności co najmniej 250 litrów. Trzeba również pamiętać, że po zachodzie słońca kolektory już nie pracują i nie jest możliwe, aby następnego dnia rano szybko nagrzały wodę. Pojemność zasobnika powinna być zatem tak dobrana, aby ilość wody nagrzanej w ciągu dnia wystarczyła przynajmniej do połowy dnia kolejnego. Najczęściej produkowane są zbiorniki o pojemności 200, 300 i 400 litrów. Ważne jest, aby zbiornik był dobrze izolowany.

Orientacja kolektorów

Przed zakupem kolektorów warto dowiedzieć się, jakie są możliwości instalacji kolektorów na dachu. Trzeba też sprawdzić zorientowanie dachu według stron świata oraz kąt nachylenia jego połaci. Wszystkie te czynniki mają bowiem znaczący wpływ na efektywność działania instalacji solarnej.

Najlepszym rozwiązaniem jest, gdy połać dachu, na której chcemy zainstalować kolektory, skierowana jest na południe (dopuszczalne odchylenie wynosi 25%). Natomiast ekspozycja kolektorów w kierunku zachodnim lub wschodnim zmniejsza ich efektywność nawet do 27%. Ważny jest również kąt nachylenia połaci dachu. Najlepiej, aby zawierał się w przedziale 30-60°, choć idealną sytuacją jest, gdy promienie słoneczne tworzą z płaszczyzną kolektorów kąt 90°.

Budowa kolektorów

Kolektory płaskie absorbują promienie słoneczne powłoką wykonaną z blachy miedzianej lub aluminium pokrytej najczęściej warstwą selektywną, absorbującą, np. czarnym chromem lub tlenkiem tytanu (rozwiązanie bardziej zaawansowane technologicznie). Do przedniej warstwy absorbera przymocowane są (zgrzewanie lub spawanie) rurki poprowadzone w formie wężownicy (meandrycznie), w których płynie czynnik grzewczy. Transportuje on ciepło od absorbera do spiralnego wymiennika ciepła w zbiorniku, który oddaje ciepło wodzie. Spodnia część kolektora ma warstwę izolacji zmniejszającą straty ciepła, zaś wierzchnia pokryta jest specjalnym, hartowanym szkłem solarnym o wysokiej przepuszczalności (przezroczyste). Ramę kolektora stanowi jednoczęściowy, gięty profil aluminiowy, dostępny przeważne we wszystkich kolorach RAL.

Kolektory rurowo-próżniowe - z rurkami cieplnymi (typu heat pipe) – to rozwiązanie jest bardziej zaawansowane technologicznie, a kolektory skonstruowane w ten sposób gwarantują wyższą sprawność w ciągu całego roku.

Podstawowym elementem kolektora są specjalne, jednościenne rury ze szkła antyrefleksyjnego (wytrzymałego mechanicznie, a jednocześnie przepuszczającego ponad 95% promieniowania). W środku rury znajduje się głęboka próżnia o szczelności rury świadczy srebrny kolor w jej środkowej, tylnej części. Ilość rur zależy od wielkości kolektora, najczęściej w jednym kolektorze jest ich 20 lub 30, co odpowiada 2m2 i 3m2 powierzchni. Wewnątrz rury umieszczony jest absorber z selektywną powłoką, a do absorbera z kolei przytwierdzona jest rurka „heat pipe” transportująca ciepło do kolektora zbiorczego.

W tego typu kolektorach rury można obracać w dowolnym kierunku. Każdą z nich można więc ustawić ręcznie w pozycji optymalnej dla pracy systemu solarnego, pamiętając o utrzymaniu jednakowego kąta nachylenia wszystkich absorberów. W ten sposób maksymalnie wykorzystuje się energię promieniowania słonecznego. Dzięki temu możliwa jest zmiana kąta nachylenia absorberów w zależności od pory roku, bez potrzeby zmiany położenia całego kolektora.

Kiedy płaskie, a kiedy próżniowe

W zasadzie nie ma jednoznacznego zalecenia odnośnie wyboru typu kolektorów słonecznych. Jeżeli większe ilości ciepłej wody zużywamy latem, warto zainwestować w kolektory płaskie. Jeśli natomiast zużycie wody latem i zimą jest porównywalne, chcemy zmniejszyć koszty ogrzewania wody użytkowej również zimą, warto zdecydować się na kolektory próżniowe. Są wydajniejsze od płaskich, szczególnie w czasie pochmurniejszych dni. Przykładowo, aby pokryć zapotrzebowanie na ciepłą wodę dla rodziny 3-4 osobowej wystarczy zazwyczaj instalacja jednego kolektora próżniowego o powierzchni około 3m2. To samo zapotrzebowanie pokryją natomiast dwa kolektory płaskie o łącznej powierzchni ok. 4,62. Kolektory próżniowe są wydajniejsze, zwłaszcza w warunkach jesienno-wiosennych i zimowych. Pochłaniają nie tylko promieniowanie bezpośrednie (jak kolektory płaskie), ale również rozproszone przez chmury. Latem pokrywają więc zapotrzebowanie na ciepłą wodę niemal w 100%, zaś zimą nawet w 30%. Ponieważ są wydajniejsze od kolektorów płaskich, wykorzystuje się je częściej także do wspomagania ogrzewania centralnego. Kolektory próżniowe są jednak droższe (o ok. 20%) od płaskich, choć sam montaż jest dla instalatora znacznie prostszy. Kompletną instalację „składa się” przeważnie 1-2 dni.

Kolektory próżniowe, wymagające mniej miejsca, są lepszym rozwiązaniem przy dachach o mniejszej powierzchni. Są one również polecane, gdy nie ma możliwości optymalnego ustawienia kolektorów płaskich w kierunku południowym i pod odpowiednim kątem do poziomu. Kolektory próżniowe mają większe możliwości montażu: mogą leżeć bezpośrednio na dachu płaskim, można je montować na elewacji budynku, ich instalacja możliwa jest zarówno w pionie, jak i poziomie.

Kolektory płaskie są za to estetyczniejsze. Warto je na pewno zastosować, gdy decyzja o instalacji solarnej zapada jeszcze na etapie projektu czy budowy domu. Umożliwiają bowiem montaż w konstrukcji dachu (na tej samej zasadzie co okna połaciowe) i w tej części zastępują fragment pokrycia (to oszczędność na materiale pokryciowym). Niezależnie od wybranego rodzaju pokrycia, idealnie się w nie wpisują. Kolektory płaskie montowane w ten sposób można również łączyć z oknami dachowymi. Płaskie panele solarne zintegrowane z pokryciem i oknami dachowymi tworzą jednolitą powierzchnię.

Data modyfikacji: 2010-07-30

Źródło: paxo.pl

Artykuł wyświetlono: 710 razy

Szukaj w paxo.pl

Reklama