Spis treści
Zainteresowanie odnawialnymi źródłami energii (OZE) nieustannie rośnie. Coraz więcej polskich domów inwestuje w przynajmniej jeden rodzaj zasilania, który jest przyjazny środowisku. Szczególną popularnością cieszą się kolektory słoneczne. Wynika to z ich względnie niskiej ceny, łatwości eksploatacji oraz niewielkiej zajmowanej przestrzeni. Tzw. solary przeznaczone są głównie do podgrzewania wody w celach użytkowych, ale niekiedy znajdują swoje zastosowanie także w ogrzewaniu pomieszczeń.
Dwa typy kolektorów słonecznych
Na rynku konsumenckim funkcjonują dwa rodzaje instalacji słonecznych w postaci kolektorów, które różnią się między sobą wydajnością i zastosowaniem. Najchętniej wybierane przez konsumentów są płaskie kolektory słoneczne.
Płaski kolektor nazywany jest również cieczowym. Składa się z rurek lub kanałów tworzonych ze specjalnie przygotowanych profili, które mocuje się do metalowej płyty pokrytej powłoką selektywną. W systemie połączeniowym znajduje się ciecz. Jest to najczęściej roztwór glikolu propylenowego, który wyróżnia się znakomitą odpornością na zamarzanie. Do jego zadań należy przewodzenie ciepła z powierzchni płyty oraz rur. Cały system montuje się w aluminiową obudowę, którą uszczelnia się wełną mineralną (chociaż można znaleźć na rynku różne warianty materiałowe izolacji oraz osłony). W zależności od stopnia zaawansowania, kolektory słoneczne korzystają z absorberów metalowych lub absorberów wykonanych z czarnego niklu, chromu, miedzi, a nawet tlenku tytanu. Oczywiście w parze z bardziej funkcjonalnym materiałem idzie wyższa cena całej konstrukcji.
Mniej rozpowszechnionym, ale wciąż przydatnym rodzajem OZE jest próżniowy kolektor słoneczny. Posiada on szklane rury, które połączone są w baterie z osobną rurką z absorberem. Izolacja systemu odbywa się przy pomocy próżni – stąd wywodzi się nazwa tego kolektora. Próżniowa instalacja posiada wiele zalet: eliminuje proces konwekcji, ogranicza straty ciepła, przyspiesza ogrzewanie, dostarcza więcej ciepła zimą oraz w zachmurzone dni, a także lepiej je magazynuje.
Co zatem wybrać: kolektor płaski czy próżniowy? Warto wiedzieć, że płaskie warianty są znacznie tańsze. Z kolei modele próżniowe nie zawsze przewyższają wydajnością swoje odpowiedniki (to zależy od konkretnych warunków). Przed podjęciem decyzji należy dokładnie zaznajomić się z ich parametrami pracy oraz kosztorysem.
Główne elementy kolektorów słonecznych
Systemy OZE tego typu należą do technologicznie zaawansowanych, ale ich konstrukcja nie wydaje się zbyt skomplikowana. To jeden z mocniejszych atutów tego rozwiązania, ponieważ znacznie obniża koszty produkcji, ale też montażu. Standardowe kolektory słoneczne wyposażone są z:
– obudowy, która chroni przed niekorzystnymi czynnikami zewnętrznymi oraz stratami ciepła. Wyróżnia się wytrzymałością mechaniczną, szczelnością i sztywnością. To od niej w dużej mierze zależy sprawność kolektora,
– absorbera, który posiada warstwę pochłaniającą promieniowanie słoneczne (nawet do 95%). Jednocześnie wykazuje się minimalną emisją promieniowania podczerwonego (nie więcej niż 10%),
– układu połączeń rurowych. Odpowiadają one za przekierowywanie ciepła do konkretnego miejsca. Mogą przybrać formę układu harfowego lub meandrowego,
– pompy cyrkulacyjnej. Wprawia w ruch ciecz, która krąży pomiędzy wymiennikiem ciepła a kolektorem. Jest niezbędna w instalacjach z wymuszonym obiegiem czynnika chłodzącego. Pompa zwiększa też efektywność całego systemu,
– zbiornika na wodę, który gromadzi ciepłą wodę użytkową.
Wydajność kolektorów słonecznych
Efektywność pracy systemu uzależnia się od parametrów dotyczących strat cieplnych. Wydajność jest wyższa, jeśli różnica temperatury między absorberem a środowiskiem pozostaje jak najniższa. Idealna izolacja cieplna sprawiałaby, że wykres sprawności kolektora słonecznego byłby właściwie poziomy. Niestety takie systemy istnieją wyłącznie w teorii. Praktyka pokazuje jednak, że współczynnik strat ciepła może zostać poważnie ograniczony, co bezpośrednio przekłada się na zwiększenie wydajności kolektora. Odbywa się to przy pomocy wysokogatunkowych materiałów oraz nowoczesnej technologii izolacyjnej.