Kolektory słoneczne - najczęściej zadawane pytania

Kolektory słoneczne a ogrzewanie wody

Na terenie Polski wykorzystujemy głównie energię elektryczną do ogrzania domu oraz podgrzania wody użytkowej. Dzięki rozwojowi budownictwa domostwa wymagają coraz mniejszej ilości energii do ogrzania pomieszczeń. Jednakże zużycie wody użytkowej pozostaje niezmienne od bardzo wielu lat. Wydatki te można obniżyć, decydując się na kolektory słoneczne. Specjalistyczna firma zazwyczaj dobierze je tak, aby pokryły ok. 50% rocznego zapotrzebowania podgrzania wody użytkowej. Dla czteroosobowej rodziny wystarczą maksymalnie 3 kolektory słoneczne. Dogrzewanie domostwa poprzez kolektory słoneczne nie jest w naszym kraju popularne ze względu na to, iż zimą wydajność kolektorów w naszym klimacie znacznie spada. Oznacza, to, iż potrzeba znacznie większych instalacji, aby podgrzać wodę użytkową do temperatury wymaganej w instalacjach grzewczych. 

Koszty C.W.U. a kolektory słoneczne

Prawidłowo dobrany system może sprawić, iż koszt C.W.U. spadną o ponad połowę w skali roku. Im droższe jest paliwo, które wykorzystuje się do podgrzania wody użytkowej, tym większą różnicę zobaczymy w naszych rachunkach. Energia słoneczna jest darmowa, kuszą nie tylko kolektory słoneczne, ale również panele fotowoltaiczne, jeśli chce się obniżyć rachunki za prąd. Poziom oszczędność wzrośnie dodatkowo, jeśli kotła do tego zadania używamy wyłącznie w sezonie grzewczym,  a latem wykorzystujemy energię elektryczną. Jednakże również osoby, które wykorzystują w całym okresie kotły do podgrzewania wody użytkowej, poczują różnicę, szczególnie osoby, które mają kotły z podajnikiem. Poza sezonem grz

ewczym podtrzymanie minimalnej temperatury spalania może wymagać od inwestora sporej dozy cierpliwości, a sprawność proporcjonalnie spada. Sprawność kotła jest wobec tego o wiele niższa od statystycznej ze względu na zindywidualizowanie przypadków. Kolektory słoneczne apogeum swojej sprawności mają właśnie w okresie letnim, co może znacznie pomóc.

Solary a komfort życia

Dzięki solarom skończą się codzienne czynności związane z kotłem w tym samym okresie. Nie będziemy musieli rozpalać, doglądać, donosić opał oraz czyścić kotła. System kolektorów słonecznych jest praktycznie bezobsługowy, poza przymusem dokonania przynajmniej raz w roku stosownych kontroli podzespołów. 

Potrzeby 4-osobowej rodziny

By zaspokoić potrzeby 4-osobowej rodziny, z zasady wystarczą 2-3 kolektory słoneczne o powierzchni ok. 2 m².  Oczywiście wykorzystujemy tutaj najbardziej efektywne ustawienie kolektorów w stronę południową oraz średnie zużycie wody na poziomie 50 l na osobę. Jeśli w związku z własnymi nawykami zużywamy jej więcej, to trzeba to uwzględnić w projekcie instalacji solarów. Nadmierna rozbudowa systemu kolektorów słonecznych może nieść ze sobą pewne niebezpieczeństwo. Prowadzi to do bardzo częstych zapytań, jak schłodzić przegrzane kolektory słoneczne lub obieg solarny. Powiększanie instalacji solarnej ma sens np. gdy chcemy ogrzewać wodę w basenie lub chcemy dogrzewać budynek. Energię, którą wytwarzają kolektory słoneczne, trzeba spożytkować na bieżąco.

Powierzchnia na kolektory słoneczne

Wielkość instalacji wiąże się również z tym, iż trzeba wygospodarować na nią miejsce, jest nim zazwyczaj dach. Warunkiem jest, iż dach jest zwrócony w stronę południową, a kolektory można ustawić pod kątem 45^o i nie ma elementów, które zacieniają instalację. Dach nie jest jedynym miejscem, w którym można montować instalację solarną. Solary można montować również:

• na garażu,
• na gruncie,
• na ścianie.

Istotną zaletą różnorodności rozwiązań jest możliwość ustawienia kolektorów w taki sposób, aby uzyskać jak największą ilość energii. Dostęp do kolektorów słonecznych, które są ustawione na gruncie jest o wiele prostszy. 

Optymalne ustawienie kolektorów słonecznych

Optymalne ustawienie kolektorów słonecznych ma ogromny wpływ na poziom uzyskanej energii. W skali roku, jeśli ustawimy kolektory pomiędzy 30^o a 60^o, to różnice w skali roku nie będą ogromne. Jednakże jeśli interesuje nas np. duża efektywność zimą, to trzeba to wziąć pod uwagę. Sporą efektywność zimą uzyskamy, ustawiając kolektory w pozycji między 60^o a 90^o.  W trakcie zimy słońce jest bardzo nisko nad horyzontem, więc takie ustawienie będzie bardzo korzystne. Niektóre instalacje ze względu na specyfikę np. płaski dach pozwalają na zmianę ustawienia kolektorów przez inwestora w zależności od pory roku. W przypadku próżniowych kolektorów słonecznych można zmienić kąt nachylenia, obracając same rury.

Ile energii dają kolektory słoneczne

Ogromne zróżnicowanie nasłonecznienia sprawia, iż statystki bardzo często nie oddają realnej efektywności instalacji solarnej. Ta sama instalacja latem będzie w stanie podgrzać wodę latem do 60^o Celsjusza, a zimą temperatura będzie wynosić zaledwie 20^o Celsjusza. Zimą zatem możemy się spodziewać, iż instalacja solarna wstępnie ogrzeje wodę, a kocioł będzie odpowiedzialny za dalsze jej ogrzanie. Producenci według certyfikatów wskazują, iż jeden kolektor słoneczny może nam pozwolić uzyskać średnio 525 kWh/m². Tak więc, przy dwóch takich kolektorach przy ogrzewaniu wody elektronicznie zyskamy jakieś 1200 zł oszczędności w skali roku. Trzeba mieć jednak na uwadze, iż przeprowadzanie testów w podobnych strefach klimatycznych nie oznacza, iż nasze zyski będą identyczne. Trzeba sobie zdawać sprawę z tego, iż warunki atmosferyczne mają ogromne znaczenie dla efektywności solarów.

Kolektory płaskie a kolektory próżniowe

Rynek został zdominowany przed dwa rodzaje kolektorów:

• kolektory płaskie,
• kolektory próżniowe.

Główną różnicą jest kształt absorbera, który jest odpowiedzialny za pochłanianie energii słonecznej. Kolejną dużą różnicą jest sposób izolacji, który ma zabezpieczyć przed dużymi stratami ciepła. W kolektorach płaskich funkcję absorbera pełni metalowa płyta, która jest pokryta stosownymi powłokami. Ich zadaniem jest usprawnienie funkcjonowania instalacji. W części dolnej są przytwierdzone rurki wraz z obiegiem solarnym oraz płynem solarnym. Absorber jest odpowiedzialny za podgrzanie płynu solarnego, który płynąc w obiegu solarnym, trafia do weżownicy w zasobniku na wodę. Tam przekazuje ciepło wodzie, która następnie trafia do naszych kranów lub ogrzewa nasze domostwa w zależności od potrzeb. Zasobnik na wodę również musi być bardzo dobrze zaizolowany, aby nie dochodziło do sporych strat ciepła. Kluczową zaletą tego rozwiązania jest prostota oraz niski koszt. Jednakże izolacja cieplna w tym wypadku zimą będzie osiągać gorsze wyniki, aniżeli kolektory próżniowe. Latem osiągi będą porównywalne z instalacją opartą o kolektory próżniowe. 

Rurowe kolektory słoneczne składają się ze szklanych rur próżniowych, w których znajdują się absorbery. Ogólnie nazywane jest to tzw. ciepłowodem. Ogromny wpływ na osiągi ma tutaj jakość wykonania całej inwestycji, która wpłynie na poziom pozyskiwanej energii. Kolektory próżniowe z racji o wiele lepszej izolacji będą wydajniejsze nie tylko w trakcie zimy, ale również latem.

Zabezpieczenie przed poparzeniem

Temperatura wody, która jest podgrzewana przez słońce, bywa bardzo zmienna. Woda w okresie letnim może być podgrzana do ponad 60^o Celsjusza, co może grozić poważnym poparzeniem. Dlatego elementarną częścią instalacji solarnej jest termostatyczny zawór  mieszający, który jest umieszczony zaraz na wyjściu ciepłej wody z zasobnika. Takie zabezpieczenie nie wymaga podłączenie prądu do funkcjonowania oraz jest skuteczne. Alternatywnym wyjściem są baterie termostatyczne, które również świetnie spełniają swoją funkcję.

Zbiornik wody w instalacji solarnej

Poza standardowymi wymogami instalacji solarnej dobrze jest również mieć na uwadze dopasowanie zbiornika na wodę. Dla ok. 300 l. Zazwyczaj przyjmuje się, iż na jeden kolektor powinno przypadać ok. 100 litrów wody. Umożliwi to przejście ciepła w słoneczne dni oraz magazynowanie go w trakcie krótszych zachmurzeń. Jeśli weźmiemy zbyt duży zbiornik w porównaniu do małej liczby kolektorów, musimy się liczyć z tym, iż będziemy musieli dogrzewać wodę konwencjonalnie. Wobec czego typowe są tzw. zbiorniki dwuwężownicowe, gdzie za wstępne ogrzanie wody w pochmurniejsze dni odpowiadają kolektory, a następnie jest ona dogrzewana przez kocioł. Istnieje również połączenie dwóch mniejszych zbiorników w sposób szeregowy. W pierwszym zbiorniku woda jest ogrzewana przez kolektory słoneczne, a w drugim jest dogrzewana przez kocioł.

Elementy układu solarnego

• zbiornik wody,
• konstrukcja wsporcza do montażu na dachu lub na gruncie,
• naczynie wzbiorcze układu solarnego,
• naczynie wzbiorcze C.W.U.,
• zawory bezpieczeństwa,
• pompy,
• sterownik,
• wszelkich rur, otulin itd. 

Dodatkowe elementy instalacji solarnej znacząco wpływają na jej cenę. Producenci oferują komplet urządzeń, który z zasady wystarcza do wdrożenia funkcjonowania solarów. Dzięki takiemu rozwiązaniu nie musimy się martwić o tym, czy dopasujemy do siebie poszczególne elementy instalacji.