Budujemy Dom

Rozmowy o budowaniu domu - dobór kolektorów słonecznych

Artykuł na: 17-22 minuty

Inwestor wypytuje eksperta budowlanego o instalację kolektorów słonecznych. Między innymi chce się dowiedzieć, jak wiele energii można uzyskać dzięki kolektorom i ile może kosztować taka instalacja.

Rozmowy o budowaniu domu - dobór kolektorów słonecznych

Uwaga!Z artykułu dowiesz się:

  • Na jakiej zasadzie działają kolektory słoneczne?
  • Jak wiele energii słonecznej można pozyskać dzięki solarom?
  • Czy oferowane w sprzedaży kolektory różnią się od siebie?
  • Ile kolektorów zamontować dla 4-osobowej rodziny?
  • Gdzie można zamontować solary?
  • Czy kąt ustawienia kolektorów ma znaczenie?
  • Czy kolektory mogą współpracować z każdym kotłem grzewczym?
  • Czy instalacja solarna wymaga jakiegoś projektu?
  • Jakie są koszty instalacji?

Inwestor: Witam, kontynuując temat nowoczesnych źródeł energii, chciałbym porozmawiać o tej pozyskiwanej ze słońca. Ostatnio to bardzo popularne zagadnienie, które i ja chciałbym zgłębić.

Ekspert budowlany: Witam, rzeczywiście głośno ostatnio o energii odnawialnej. Rachunki za energię rosną, dlatego wielu inwestorów szuka sposobów, aby zaoszczędzić na kosztach eksploatacji budynku. Jednym z nich jest pozyskiwanie energii ze źródeł odnawialnych. W Polsce najczęściej montuje się kolektory słoneczne, wykorzystywane do przygotowania ciepłej wody. Mniej popularne są ogniwa fotowoltaiczne, służące do produkcji prądu.

Porozmawiajmy na początek o kolektorach. Jestem bardzo zainteresowany darmową energią, ale nie wiem zbyt wiele o tym rozwiązaniu.

Na początku muszę więc zastrzec, że choć energia słoneczna faktycznie jest darmowa, to już wykonanie instalacji solarnej wiąże się ze sporymi wydatkami. Dlatego warto dobrze rozważyć, czy taka inwestycja nam się opłaci.

O kosztach chętnie porozmawiam, jednak na początku proszę mi w ogóle wytłumaczyć, na jakiej zasadzie działają kolektory słoneczne.

Konstrukcje solarów są bardzo różne, ale ogólna zasada ich działania zawsze taka sama. Najważniejszym elementem kolektora jest metalowy absorber pokryty warstwą pochłaniającą promieniowanie słoneczne. Pozyskane ciepło trafia do rur, w których znajduje się ciecz – mieszanina wody z substancjami zapobiegającymi zamarzaniu, przeważnie glikolem. Po ogrzaniu w kolektorze płyn solarny trafia do domu, gdzie oddaje ciepło w zbiorniku magazynującym wodę. Najczęściej jest to zbiornik ciepłej wody użytkowej (c.w.u.). Jeżeli jednak chcemy wykorzystać wodę do ogrzania domu, może to być tzw. zasobnik wody grzewczej.

Schemat działania instalacji solarnej
Schemat instalacji solarnej

Jak wiele energii słonecznej można pozyskać w ten sposób?

Choć nie mieszkamy w gorącym klimacie, nawet w Polsce słońce dostarcza tyle energii, aby zaspokoić nasze zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania i przygotowania ciepłej wody. Roczna suma promieniowania przypadająca na 1 m² powierzchni gruntu wynosi bowiem aż ok. 1000 kWh! Niestety, nie jesteśmy w stanie wykorzystać całej docierającej do nas energii, choć producenci kolektorów wciąż udoskonalają oferowane przez siebie konstrukcje.

Poza tym cechą naszego klimatu jest bardzo nierównomierny rozkład promieniowania słonecznego w ciągu roku. Ok. 80% energii ze słońca możemy odebrać w sześć najcieplejszych miesięcy roku (choć nawet latem, gdy słońce bywa przesłonięte przez chmury, kolektory pracują mniej wydajnie). W pozostałym okresie, kiedy energia jest nam najbardziej potrzebna, cierpimy na niedobór słońca.

Co więcej, na najzimniejsze miesiące roku, czyli grudzień, styczeń i luty, przypada zaledwie ok. 6% z rocznej sumy energii. Dlatego też w naszym klimacie instalacja solarna może być jedynie uzupełnieniem podstawowego źródła ciepła.

Wykres: Miesięczne sumy promieniowania słonecznego w kWh/m²
Miesięczne sumy promieniowania słonecznego w kWh/m²

No dobrze, a jak konkretnie można spożytkować energię słoneczną?

Jak już mówiłem, płyn podgrzany przez słońce może być wykorzystywany do ogrzewania ciepłej wody użytkowej lub do wspomagania c.o. Niestety, znów musimy przywołać informację o panujących w Polsce warunkach klimatycznych. Najwięcej energii słonecznej dostajemy nie wtedy, kiedy dom trzeba ogrzewać, tylko wtedy, gdy należy go chłodzić. Aby wspomóc c.o., można by teoretycznie zamontować dużą liczbę kolektorów, ale na niewiele się to zda.

Po pierwsze taka inwestycja byłaby bardzo kosztowna. Po drugie – niezależnie od wielkości pola kolektorów, zimą temperatura wody podgrzanej przez słońce będzie niewystarczająca. Jest jeszcze kwestia zagospodarowania nadmiaru ciepła latem. Co prawda można je wykorzystać np. do podgrzewania wody w ogrodowym basenie, ale są one w naszym kraju rzadkością. Dlatego w polskich warunkach kolektory służą przede wszystkim do przygotowania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.).

Czy oferowane w sprzedaży kolektory różnią się od siebie?

Zdecydowanie tak. Na polskim rynku najpopularniejsze są dwa rodzaje kolektorów: płaskie i rurowe (próżniowe). W tych pierwszych absorber ma postać prostokątnej metalowej płyty z miedzi lub aluminium, pokrytej powłoką poprawiającą zdolność pochłaniania promieniowania słonecznego i ograniczającą oddawanie ciepła. Ciepło odbiera od niego orurowanie, wypełnione niezamarzającym płynem, który krąży pomiędzy kolektorami i wężownicą w zasobniku wody, przekazując jej ciepło. Kolektor umieszczony jest w szczelnej, izolowanej obudowie. W kolektorach próżniowych absorber jest zazwyczaj podzielony na wąskie pasy – po jednym w każdej rurze próżniowej. Łączy je szyna zbiorcza, w której krąży niezamarzający płyn roboczy, odbierający ciepło z kolektora.

Budowa kolektora płaskiego - schemat
Budowa kolektora płaskiego

Które rozwiązanie jest lepsze?

To zależy. W kolektorach płaskich powierzchnia absorbera jest duża, dlatego są one bardzo wydajne w sezonie letnim – zbierają promieniowanie z dużej powierzchni. Niestety, w chłodnych porach roku tracą sporo ciepła do otoczenia. W tych okresach lepiej sprawdza się świetnie zaizolowany – dzięki próżni – kolektor rurowy. Niestety, jego cena jest o 20–30% wyższa od modelu płaskiego. Taka inwestycja ma sens wtedy, gdy zależy nam na jak największym uzysku energii w skali całego roku.

Kolektory próżniowe
Kolektory próżniowe są droższe od płaskich, ale lepiej od nich sprawdzają się w niskiej temperaturze otoczenia (fot. Nibe-Biawar)

Gdy patrzę na domy wyposażone w kolektory, nie mogę dostrzec żadnej prawidłowości. Raz solarów jest dużo, innym razem dwa…

W domu, w którym mieszkają 4 osoby, wystarczają 2–3 kolektory płaskie lub 2 próżniowe. O większej liczbie urządzeń można pomyśleć np. wtedy, gdy konieczne jest podgrzanie wody w przydomowym basenie. Z mojego doświadczenia wynika, że najczęściej spotykanym błędem jest przewymiarowanie instalacji solarnej. Zakup zbyt dużej liczby kolektorów to niepotrzebny wydatek, ponieważ zimą i tak nie poprawią one w istotny sposób uzysku energii. A latem oznaczają kłopot – co zrobić z nadmiarem ciepła.

Kolektory słoneczne
Liczbę kolektorów wykorzystywanych do podgrzewania c.w.u. należy dobrać w zależności od liczby domowników (fot. Hewalex)

Z tego co się orientuję, solary montuje się na dachu, prawda?

Dach to najbardziej typowa lokalizacja tych urządzeń, ale nie jedyna. Jeżeli na zwieńczeniu budynku nie ma miejsca, lub umieszczenie tam kolektorów byłoby nieefektywne, można rozważyć zamontowanie ich na ścianie budynku lub bezpośrednio na gruncie. W takim wypadku trzeba zastosować specjalny stelaż, stanowiący oparcie dla urządzenia. Ważne, by wybrane miejsce przez większą część dnia było intensywnie oświetlane przez słońce.

Kolektory słoneczne zamontowane na elewacji budynku
a) (fot. Solar Shop)
Kolektory słoneczne zamontowane na gruncie
b) (fot. Watt)
Mniej popularne sposoby zamontowania solarów: na elewacji budynku (a), jako konstrukcja wolno stojąca (b)

Co ma pan na myśli mówiąc o efektywnym umieszczeniu kolektorów?

To bardzo istotna kwestia. Aby jak najlepiej wykorzystać promieniowanie słoneczne, kolektory trzeba odpowiednio ustawić względem stron świata. Najkorzystniejsza jest ekspozycja południowa. Lokalizacja po stronie wschodniej lub zachodniej jest również możliwa, ale w takim przypadku należy zwiększyć powierzchnię kolektorów. Skierowanie ich na północ nie ma sensu, ponieważ na kolektory praktycznie nie będzie padać najefektywniejsze promieniowanie bezpośrednie. Z podobnych powodów nie należy montować tych urządzeń w miejscach zacienionych przez drzewa, sąsiednie budynki, a także kominy i lukarny na dachu.

A czy kąt ich ustawienia również ma znaczenie?

Tak. Kolektory są montowane na dachach nie bez przyczyny – te mają przeważnie kąt nachylenia około 45°. To optymalne rozwiązanie, ponieważ w przedziale 30–60° ilość uzyskiwanej energii jest największa. Jeżeli jednak zależy nam na sezonowym zróżnicowaniu uzysku energii, możemy je nachylić pod innym kątem. Kąt do 30° pozwoli pozyskać najwięcej energii latem, natomiast powyżej 60° zwiększy uzysk ciepła wiosną, jesienią, a szczególnie zimą.

Skoro kolektory to tylko jeden z elementów instalacji grzewczej, na co – poza nimi – zwrócić uwagę?

Dobre pytanie. Poza kolektorami nie można zapomnieć o innym kluczowym elemencie – zasobniku. Najbardziej rozpowszechnione są zbiorniki dwuwężownicowe – do dolnej przyłącza się kolektory słoneczne, a do górnej kocioł grzewczy. Trzeba bowiem pamiętać, że kolektor często tylko wstępnie podgrzewa wodę, ale uzyskanie niezbędnej temperatury 35–40°C umożliwia dopiero dogrzanie jej przez kocioł, grzałkę lub pompę ciepła.

Najważniejsze jest właściwe dobranie pojemności zasobnika. Zbyt mały nie będzie w stanie latem wchłonąć całego ciepła z kolektora. Z kolei za zbyt duży nie tylko więcej zapłacimy, ale wiosną i jesienią bardzo duża objętość wody będzie zbyt słabo ogrzana. Poza tym niepotrzebnie będzie zajmował miejsce. Przyjmuje się, że zbiornik powinien mieć pojemność 1,5–2 razy większą niż dzienne zapotrzebowanie na ciepłą wodę. W przypadku 4-osobowej rodziny daje to 300–400 l.

Dobierając zasobnik należy też zwrócić uwagę, aby wężownica przeznaczona do przyłączenia kolektorów miała odpowiednio dużą powierzchnię. Dzięki temu wymiana ciepła będzie bardziej efektywna. Mała wężownica, typowa dla zbiorników współpracujących z kotłem, po prostu się nie nadaje, ponieważ płyn solarny ma niszą temperaturę niż woda kotłowa i przekazywanie ciepła nie jest tak efektywne.

Zasobnik wody
Przy wyborze zasobnika wody najważniejszym kryterium jest jego pojemność (fot. Galmet)

Czy kolektory mogą współpracować z każdym kotłem grzewczym?

Tak. Rodzaj podstawowego źródła ciepła w domu nie ma wpływu na działanie instalacji solarnej. Jednak zainstalowanie kolektorów ma szczególnie duży wpływ na komfort mieszkańców korzystających z zasypowego kotła na paliwo stałe. Dzięki instalacji solarnej nie ma konieczności rozpalania go poza sezonem grzewczym, aby przygotować c.w.u.

Czy instalacja solarna wymaga jakiegoś projektu?

Oczywiście. Od dobrego projektu w dużej mierze zależy skuteczność działania instalacji. Jak już mówiłem, częstym błędem jest jej przewymiarowanie. Dlatego opracowanie dokumentacji warto zlecić wyspecjalizowanej firmie. Podobnie z zakupem – np. niestarannie wykonana izolacja przewodów może zmniejszyć efektywność działania instalacji nawet o kilkadziesiąt procent. Dlatego lepiej zapłacić nieco więcej, ale nabyć urządzenia od renomowanego dostawcy. Wreszcie montaż – zdarza się, że kolektory lokalizowane są w miejscach, gdzie nie dociera słońce. W takiej sytuacji inwestycja oznacza wyrzucenie pieniędzy w błoto.

Chyba pora na kilka słów o kosztach instalacji. Domyślam się, że są niemałe, skoro solary nie są jeszcze elementem każdego domu.

Za instalację składającą się z 2–3 kolektorów słonecznych, zasobnika o pojemności 300 l, wraz z niezbędnym osprzętem i montażem, zapłacimy ok. 10 tys. zł. Koszty można obniżyć, korzystając z różnych form dofinansowania tego typu inwestycji na poziomie gmin. Niestety, popularny wśród indywidualnych klientów program dopłat do kredytów na kolektory słoneczne z Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej już nie funkcjonuje. Warto jednak zasięgnąć informacji w lokalnym urzędzie – wiele gmin we własnym zakresie dofinansowuje tego typu przedsięwzięcia.

Jaki jest rozsądny czas zwrotu inwestycji w ogrzewanie domu? Menedżer budowy radzi...

Wracamy do tego, o czym mówił pan na początku – choć energia słoneczna jest darmowa, muszę się liczyć ze sporymi wydatkami.

Niestety, cudów nie ma. Mimo wszystko uważam, że instalacja solarna to świetny sposób na zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych domu. Oczywiście czas zwrotu z takiej inwestycji nie dla każdego jest taki sam. Kolektory opłacają się tym bardziej, im więcej zużywamy w domu ciepłej wody. Zakup zwróci się więc znacznie szybciej w przypadku dużej rodziny, niż wtedy, gdy w domu mieszkają dwie osoby. Na koniec jeszcze jedna kwestia, niezwiązana z finansami. Coraz więcej inwestorów zwraca uwagę na rozwiązania przyjazne środowisku. Niewątpliwie do takich zalicza się instalacja solarna.

Kolektory słoneczne na dachu
Rozważając zakup kolektorów nie można pominąć aspektu ekologicznego – energia słoneczna jest przyjazna środowisku, w przeciwieństwie np. do paliw kopalnianych (fot. Gaspol)

Redakcja BD
fot. otwierająca: Junkers

aktualizacja: 2018-06-06

Dodaj komentarz

Zdaniem naszych Czytelników

Witam,  Pozwolę się wtrącić do tematu! Przegrzewy dotyczą każdej instalacji solarnej, niezależnie od jej wielkości i przeznaczenia. Występują, gdy kolektory produkują znacznie więcej ciepła niż możemy w danej chwili wykorzystać np. do ogrzewania c.w.u. Opatentowana ...

Eksperci Viessmann

12 Mar 2018, 11:37

Dnia 2.03.2018 o 21:49, Gość DAREK napisał: Czy kolektory są zabezpieczone przed przegrzaniem w okresie letnim? Przykładowo wyjeżdżam na dwutygodniowe wczasy, nikt w tym czasie nie pobiera ciepłej wody z zasobnika, co wtedy? Ciekawe pytanie, najlepszy jest ...

Budujemy Dom - budownictwo ogólne

09 Mar 2018, 08:11

Kolektory próżniowe można zabezpieczać np. bezpiecznikiem termicznym typu Expulser

Gość Maro

09 Mar 2018, 07:57

Pokaż wszystkie komentarze Chcesz wiedzieć więcej - zajrzyj na Forum.BudujemyDom.pl

Zadaj pytanie naszemu ekspertowi
 
 
Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Administrator danych osobowych: AVT-Korporacja sp. z o.o. z siedzibą: ul. Leszczynowa 11, 03-197 Warszawa. Cel przetwarzania danych: udzielenie odpowiedzi na zadane pytanie. Okres przetwarzania danych: Twoje dane przetwarzane będą do czasu istnienia podstawy do ich przetwarzania – czyli w tym konkretnym przypadku, do czasu udzielenia odpowiedzi. Masz prawo do: dostępu do Twoich danych, ich sprostowania, usunięcia, ograniczenia przetwarzania, wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych lub ich przenoszenia. Możesz: odwołać zgodę na przetwarzanie Twoich danych osobowych, zażądać, by Twoje wszystkie dane zostały usunięte. Podstawy prawne: art. 5, 6, 12, 13 Ogólnego rozporządzenia o ochronie danych osobowych (RODO). Czytaj więcej
Systemy fotowoltaiczne NIBE PV
Systemy fotowoltaiczne NIBE PV Systemy fotowoltaiczne NIBE PV to kompletne zestawy do produkcji energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii, jakim jest promieniowanie słoneczne.
4 kroki do instalacji fotowoltaicznej
4 kroki do instalacji fotowoltaicznej Zużycie energii elektrycznej w nowych energooszczędnych budynkach stanowi coraz większą część ich bilansów energetycznych. Jest to wynikiem ...
Hewalex jedynym polskim producentem kolektorów słonecznych w światowym TOP10
Hewalex jedynym polskim producentem kolektorów słonecznych w światowym TOP10 Firma Hewalex z Czechowic-Dziedzic jest jednym z prekursorów rozwoju branży OZE w Polsce. Jako pierwsza w kraju zaczęła seryjną produkcję ...

Właściwy kąt instalacji paneli słonecznych na dachu

Pod jakim kątem zainstalować kolektory słoneczne?

polecane produkty i technologie

Zalety systemów solarnych - ekonomia, ekologia

Odpowiednio zaprojektowany układ solarny daje oszczędności w zużyciu paliwa do produkcji ciepłej wody użytkowej, ale też możliwość wspomagania instalacji C.O. i podgrzewania wody w basenach. Instalacja solarna w domu jednorodzinnym pozwala też zmniejszyć emisję dwutlenku węgla do atmosfery. Zobacz, które systemy solarne są teraz dostępne w promocji.

Budujemy Dom 7-8/2018

W tym wydaniu opisujemy zagadnienia związane z budową oszczędnego domu. Są to: przegrody zewnętrzne, wentylacja, ogrzewanie, kolektory słoneczne...

Tylko 9,95 zł

Klub Budujących Dom


Wypełniaj ankiety i zbieraj punkty
na bezpłatną prenumeratę
i inne nagrody

  • Polecamy również
    Czas na Wnętrze Dom Energooszczędny Vademecum ABC Budowania Dom Polski Wnętrza Twój Dom Twój Styl
Wydanie tabletowe
Budujemy Dom
Mamy dla Ciebie prezent!
Zapisz się do bezpłatnego newslettera BudujemyDom.pl i pobierz GRATIS elektroniczne wydanie miesięcznika "Budujemy Dom".
W każdy czwartek otrzymasz darmowy
poradnik budowlany, a w nim:
  • aktualności z rynku budownictwa jednorodzinnego,
  • porady budowlane,
  • najciekawsze tematy z forum.budujemydom.pl,
  • zapowiedź raportu miesiąca dostępnego w serwisie
    w pełnej wersji.

Czas na wnętrze