Kolektory słoneczne

(fot. Ulrich)

Ze względu na nasz klimat, kolektory słoneczne wykorzystuje się u nas głównie do podgrzewania wody użytkowej. Zakup instalacji solarnych jest opłacalny, jeśli może ona pokryć 40–50% zapotrzebowania na ciepłą wodę. Najczęściej oznacza to zakup 2–3 kolektorów dla czteroosobowej rodziny.

 

Kolektory słoneczne czerpią energię z odnawialnego źródła, jakim jest Słońce, zatem zainstalowanie ich w domu można uznać za wkład w ochronę środowiska i działanie ekologiczne – spójne z polityką energetyczną Unii Euro-pejskiej, która zaleca korzystanie w coraz większym stopniu z odnawialnych źródeł energii.

 

Kupując kolektory, nabywamy tak naprawdę cały system solarny, którego główne elementy to kolektory słoneczne, przewody rurowe, zestaw pompowy, urządzenia zapewniające bezpieczeństwo działania instalacji (np. zawór bezpieczeństwa) oraz zasobnik solarny z wężownicą (jedną lub dwiema).

Działanie instalacji solarnej

Można je porównać do działania centralnego ogrzewania, w którym kotłem są kolektory słoneczne. Czynnik roboczy (glikol) ogrzewa się w kolektorach wskutek promieniowania słonecznego. Pompa transportuje glikol rurami z kolektorów do zasobnika. W zasobniku woda ogrzewa się od ciepłego glikolu płynącego w wężownicy. Jeśli zasobnik jest dwuwężownicowy, to wężownica, doprowadzająca ogrzany glikol z kolektorów, umieszczona jest zawsze na dole zasobnika, a wężownica łącząca zasobnik z kotłem – na górze.

 

Temperaturę zasobnika ustawia się regulatorem – najlepiej między 45 a 60°C. Jeśli niebo jest pochmurne i temperatura wody spada poniżej ustawionych np. 60°C, to kocioł automatycznie się włącza i podgrzewa wodę do ustalonej temperatury. Opisany układ jest najbardziej rozpowszechniony, a najłatwiej go zamontować na etapie budowy domu.

 

W domu już wybudowanym, jeśli nie chcemy wymieniać dotychczas używanego zasobnika ciepłej wody, możemy go zintegrować z instalacją solarną: do używanego już zasobnika głównego podłącza się zasobnik solarny. Ciepło z kolektorów dociera wyłącznie do zasobnika solarnego.

 

Gdy pobieramy wodę, wstępnie ogrzana woda doprowadzana jest z zasobnika solarnego do zasobnika głównego. Producenci kolektorów informują, że w ten sposób oszczędza się do 50% energii potrzebnej do podgrzania c.w.u, ponieważ kocioł grzewczy nie musi już ogrzewać ciepłej wody lub dogrzewa ją w niewielkim stopniu.

Wybieramy kolektory

Systemy solarne można kupić z różnymi rodzajami kolektorów, z których najpopularniejsze są płaskie i próżniowe rurowe.

 

Kolektory płaskie

 

Zwykłe (niepróżniowe). Z zewnątrz pokryte są specjalną szybą, pod którą znajduje się absorber – płyta pokryta substancją pochłaniającą promieniowanie słoneczne: czarnym niklem, czarnym chromem, czarną miedzią lub tlenkiem tytanu. Czasami absorbery pokrywa się czarnym lakierem, ale straty ciepła przez promieniowanie są wtedy większe niż w absorberach pokrytych innymi substancjami. Do warstwy absorbera przylegają rurki, przez które przepływa czynnik roboczy – glikol; odbiera on ciepło od nagrzanego absorbera i oddaje je w wymienniku ciepła.

 

Rama kolektora wykonana jest z włókna szklanego lub aluminium, a tylna ściana – z blachy stalowej z powłoką aluminiowo-cynkową. Między tylną ścianą a absorberem znajduje się izolacja cieplna: najczęściej wełna mineralna lub pianka poliuretanowa, która zapewnia wysoką sprawność działania kolektora.

 

Próżniowe. Różnią się od płaskich zwykłych tym, że wokół absorbera wytworzona jest próżnia (w płaskich zwykłych jest powietrze). Działają wydajniej niż zwykłe kolektory płaskie, ponieważ mniejsze są w nich straty ciepła. Ich elementy wolniej korodują, bo we wnętrzu takich kolektorów nie wytwarza się para wodna. Są droższe niż kolektory płaskie zwykłe, ale z czasem się rozszczelniają: wtedy trzeba ponownie wytwarzać w nich próżnię.

 

Olimpia Wolf
Konsultacja Leszek Skiba

Pełny artykuł w PDF: Kolektory słoneczne