Solarne ogrzewanie wody

kolektory słoneczne

Mimo różnic w nasłonecznieniu poszczególnych regionów Polski (wahającym się od 900 do 1100 kWh/m2), z energii słonecznej można efektywnie korzystać na całym obszarze naszego kraju. Co istotne, kolektory słoneczne wykorzystują do produkcji ciepła nie tylko bezpośrednie promieniowanie słoneczne, z jakim mamy do czynienia w bardzo słoneczne dni, ale także promieniowanie rozproszone, takie jak w czasie dni pochmurnych. Promieniowanie bezpośrednie pozwala średnio na uzyskanie około 1000 W/m2, rozproszone – do 300 W/m2 kolektora.

Kolektory słoneczne mogą być instalowane na dachach (płaskich i skośnych, szczególnie na tych pokrytych dachówką cementową czy gontem bitumicznym ), pionowych ścianach oraz na powierzchni gruntu. Montuje się je przy użyciu specjalnych uchwytów lub wsporników.

Jak dostosować system solarny do swoich potrzeb

Do podgrzewania wody użytkowej stosowane są dwa typy systemów solarnych: wykorzystujące popularne kolektory płaskie oraz oparte o działanie nowoczesnych kolektorów rurowo-próżniowych.

Na konstrukcję kolektora płaskiego składają się: absorber (miedziany lub aluminiowy, pokryty czarnym chromem lub tlenkiem tytanu), przezroczyste pokrycie, izolacja z wełny mineralnej oraz obudowa. Kolektory płaskie to doskonałe rozwiązanie dla wspomagania ogrzewania wody użytkowej w okresie letnim, gdy różnica temperatur między absorberem a otoczeniem jest stosunkowo niewielka. Ich sprawność spada jednak gwałtownie w przypadku dużego zachmurzenia oraz ujemnej temperatury (poniżej -10°C).

W kolektorach rurowo-próżniowych, absorber znajduje się w próżni, dzięki czemu zapewniają one bardzo wysoką efektywność, niezależnie od temperatury, jaka panuje na zewnątrz.

Kolektory próżniowe sprawdzają się najlepiej w czasie mroźnych ale słonecznych zim, gdy różnica temperatur między absorberem a otoczeniem jest bardzo duża. Latem natomiast, ich efektywność jest nieco niższa niż kolektorów płaskich. Są one też znacznie droższe oraz bardziej podatne na uszkodzenia mechaniczne.

Znaczenie dla wydajności systemu solarnego ma także kąt nachylenia kolektora do poziomu. Najkorzystniejsze dla efektu energetycznego jest stałe ustawienie absorberów prostopadle do padających na nie promieni słonecznych. By to osiągnąć, kolektory musiałyby zmieniać swoje położenie, dostosowując się do wędrówki Słońca po niebie. W praktyce, dla systemów solarnych przystosowanych do całorocznej pracy, stosuje się nachylenie w wysokości 45°.

Montując solary na dachu domu, należy zwrócić szczególną uwagę na wytrzymałość jego konstrukcji – każdy metr kwadratowy kolektora waży około 35 kg.

Solarne ogrzewanie wody – jak to działa?

Promienie słoneczne ogrzewają wodę znajdującą się w absorberze. Następnie, podgrzana woda zostaje przetoczona do dolnego wymiennika ciepła w zasobniku solarnym, skąd oddaje energię cieplną do wody użytkowej.

Jeśli poziom nasłonecznienia jest niewystarczający, woda znajdująca się w zasobniku może zostać podgrzana w sposób konwencjonalny, na przykład z wykorzystaniem kotła grzewczego.

Ilość kolektorów dobieramy, uwzględniając liczbę mieszkańców. Średnio przyjmuje się, że na jedną osobę przypadać powinno od 1 do 1,5 m2 powierzchni czynnej kolektora. Wymaganą pojemność podgrzewacza wyliczamy natomiast, kierując się zasadą, zgodnie z którą na każde 100 l wody w podgrzewaczu przypada jeden kolektor słoneczny.

Solarne ogrzewanie wody – zalety:

  • oszczędność – w zależności od poziomu naświetlenia w danym regionie, kolektory słoneczne są w stanie zaspokoić średnio 50-60% rocznego zapotrzebowania na energię niezbędną do podgrzania wody (latem, ich skuteczność sięgnąć może nawet 90-100%). Umożliwiają one w rezultacie częściowe uniezależnienie się od energii pozyskiwanej z paliw kopalnych.
  • ekologiczność – zmniejszenie śladu węglowego
  • wygoda – system solarnego ogrzewania wody jest bezobsługowy, nie wymaga ingerencji użytkownika oraz czyszczenia.
  • korzystanie z odnawialnych źródeł energii podnosi wartość nieruchomości, co ma duże znaczenie w przypadku ewentualnej sprzedaży domu.
  • możliwość zmniejszenia kosztów zakupu i montażu kolektorów dzięki lokalnym i ogólnopolskim dofinansowaniom.

Solarne ogrzewanie wody – wady:

  • wysoki koszt kolektorów oraz ich montażu
  • wysoka zależność od zmiennych warunków atmosferycznych
  • w przypadku nieprawidłowej eksploatacji zwiększone ryzyko wystąpienia legionelli – bakterii namnażającej się w zbiornikach ze stojącą wodą o temperaturze poniżej 60°C. Stąd też zainstalowany system solarny powinien posiadać możliwość podgrzania wody powyżej temperatury 60-65°C.

Solarne ogrzewanie wody w basenie

Działanie kolektorów słonecznych może zostać ograniczone do ogrzewania wody w budynku, ale z łatwością przystosowuje się je także do wspomagania innych systemów. Jednym ze sposobów wykorzystywania nadmiaru ciepła w okresie letnim jest ogrzewanie wody w przydomowym basenie.

Ogrzewanie solarne jako jedyne źródło ciepłej wody

Niestety średnie nasłonecznienie na obszarze naszego kraju jest zbyt małe, by kolektory słoneczne mogły w pełni przejąć zadanie ogrzewania wody użytkowej. Jako jedyne źródło ciepłej wody, systemy solarne sprawdzą się w ciągu 3-4 najcieplejszych i najbardziej słonecznych miesięcy w roku. W pozostałym czasie mogą one co najwyżej wspomóc podgrzewanie wody, zmniejszając tym samym zużycie, konwencjonalnie pozyskiwanej, energii.

Najczęściej więc system solarny instalowany jest wraz z innym źródłem ciepła, na przykład kotłem gazowym, olejowym lub węglowym czy grzałką elektryczną.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *