Jak tanio zbudować kolektor słoneczny?Published on Aug 9, 2011Publikacja Jak tanio zbudować kolektor słoneczny? przedstawia metodę na zbudowanie prostego i taniego kolektora słonecznego. Dodatkowo Czytelnik znajd... Escape Magazine
Spotykany nie tak rzadko zwrot „solary słoneczne” jest więc niczym innym jak pleonazmem, tak samo nielogicznym, jak „akwen wodny” albo „cofanie do tyłu”. Kolektor słoneczny jest głównym elementem urządzeń termicznych, które czerpią energię z promieniowania słonecznego. Składa się w zasadzie z następujących części:
Jednym z tego typu źródeł jest energia słoneczna, którą możemy pozyskiwać do ogrzewania ciepłej wody użytkowej oraz – w pewnym stopniu – domu przy pomocy kolektorów słonecznych, zwanych też solarami. W jaki sposób funkcjonuje taka instalacja i ile kosztuje? Aby ciepło pozyskiwane przez kolektor mogło służyć do ogrzania wody lub domu, potrzeba jest jeszcze instalacja odbiorcza. Wśród kolektorów możemy wyróżnić 2 podstawowe typy: kolektory płaskie i próżniowo-rurowe. Pierwsze z nich są szczególnie przydatne tam, gdzie zapotrzebowanie na ciepłą wodę jest bardzo duże. Są one pokryte jednolitą, płaską blachą, na której znajduje się absorber i warstwa hartowanego szkła, który chroni je przed niekorzystnymi czynnikami klimatycznymi. W sezonie wiosenno-letnim, gdy nasłonecznienie jest bardzo duże, potrafią pokryć nawet 100% zapotrzebowania na ciepłą wodę. Jednak ich wydajność znacznie spada jesienią i zimą. Dlatego w polskim klimacie lepiej sprawdzą się kolektory próżniowo-rurowe, zbudowane z połączonych ze sobą rurek, które pozyskują ciepło przez cały rok, niezależnie od temperatury powietrza panującej na zewnątrz. Szczególną odmianą kolektorów próżniowych jest typ zwany „heat pipe”: w każdą ze szklanych rur z absorberem wbudowana jest dodatkowa rurka, zamknięta z obu stron i wypełniona płynem, który wrze przy 30˚C, unosi się do kondensatora, gdzie jest schładzany, po czym skrapla się i powraca do rurki, oddając ciepło do zbiorczej magistrali. Szczególną odmianą kolektorów próżniowych jest typ zwany „heat pipe”: w każdą ze szklanych rur z absorberem wbudowana jest dodatkowa rurka, zamknięta z obu stron i wypełniona płynem, który wrze przy 30˚C, unosi się do kondensatora, gdzie jest schładzany, po czym skrapla się i powraca do rurki, oddając ciepło do zbiorczej magistrali. Kolektor „heat pipe” ma tę zaletę, że jego wydajność nie zmniejsza się, gdy niebo jest zachmurzone – pozyskuje bowiem rozproszoną energię. Warunkiem efektywności w tym przypadku jest dodatnia temperatura. Większa wydajność bez wątpienia jest zaletą kolektorów próżniowych, jednak nie są one również pozbawione wad: są mniej odporne na silne działanie niekorzystnych czynników atmosferycznych, jak śnieg czy grad. Poza tym koszt ich montażu jest wyższy niż w przypadku kolektorów płaskich. Najważniejszym elementem każdego kolektora słonecznego jest absorber, czyli płyta lub rury, najczęściej wykonane z miedzi lub aluminium, ze względu na to, że są one odporne na erozję i zmienne temperatury oraz dobrze przewodzą ciepło. Konieczne jest, aby warstwa absorpcyjna, którą pokryty jest absorber, miała wysoki współczynnik przyswajania energii ( oraz niski współczynnik emisji promieniowania podczerwonego (max. 5-10%). Ważną częścią kolektora jest także obudowa, która powinna być maksymalnie szczelna i wytrzymała, aby chronić instalację przed uszkodzeniami i przed stratą ciepła. Ważną częścią kolektora jest także obudowa, która powinna być maksymalnie szczelna i wytrzymała, aby chronić instalację przed uszkodzeniami i przed stratą ciepła. Może być wykonana z aluminium oraz ocieplona wełną mineralną. Górną pokrywą kolektora jest hartowane szkło, które stanowi dodatkowe zabezpieczenie. Jeżeli chcemy wspomóc wydajność kolektora, możemy zastosować szkło pryzmatyczne, które powoduje, że promienie słoneczne padają na kolektor pod innym kątem. Aby ciepło pozyskiwane przez kolektor mogło służyć do ogrzania wody lub domu, potrzeba jest jeszcze instalacja odbiorcza. Jednym z jej elementów jest zasobnik na ciepłą wodę użytkową. Jego pojemność powinna być dostosowana do potrzeb i liczby domowników. Szacuje się, że dla 4-osobowej rodziny odpowiedni będzie zasobnik o pojemności ok. 300-500 litrów. Jeżeli chcemy zabezpieczyć się przed nadmiernymi stratami ciepła, możemy zaopatrzyć się w zasobnik z wbudowaną grzałką, która w razie potrzeby podgrzeje wodę. Zasada działania kolektora słonecznego nie jest zbyt skomplikowana. Promienie słoneczne padają na absorber, który je wchłania i przemienia w ciepło. Dzięki temu ogrzewana jest substancja przepływająca przez kolektor (zazwyczaj jest to glikol, który nie zamarza). Czynnik grzewczy przedostaje się do zasobnika, aby ogrzać wodę użytkową, a następnie schładza się i powraca do kolektora. Wśród kolektorów możemy wyróżnić 2 podstawowe typy: kolektory płaskie i próżniowo-rurowe. Ile kosztują kolektory słoneczne? Na finalny koszt instalacji solarnej składa się kilka elementów. Należy do nich sam kolektor, przewody (rury), pompa cyrkulacyjna i energia elektryczna do jej zasilania, zasobnik na wodę, zawory, montaż, systematyczne przeglądy instalacji, wymiana zużytych części. Chcąc zaoszczędzić zarówno na instalacji, jak i eksploatacji, możemy zastosować instalację grawitacyjną, w której zbiornik na wodę jest umieszczony wyżej niż kolektor – wówczas nie jest potrzebna pompa cyrkulacyjna. Jednak w domach jednorodzinnych częściej stosowanym rozwiązaniem jest instalacja z pompą, ponieważ daje to więcej możliwości rozmieszczenia poszczególnych części kolektora. Na cenę spory wpływ ma również rodzaj kolektora, a także powierzchnia domu i liczba jego mieszkańców oraz sposób, w jaki zamierzamy go wykorzystać: tylko do ogrzania wody, czy również do wspomagania instalacji centralnego ogrzewania. W pierwszym przypadku (tylko ogrzewanie wody) zapłacimy: Koszty inwestycji w kolektor słoneczny Jeżeli natomiast chcemy używać ciepła pozyskanego przez kolektor również do wspomagania instalacji grzewczej, koszt będzie nieco wyższy: dla domu o powierzchni do ok. 150m2 – koszt kolektorów wyniesie ok. 15000 zł–23000 zł, w przypadku powierzchni ok. 200m2 cena kształtuje się na poziomie ok. 20000 zł–25000 zł, natomiast dla większego domu (ok. 300 m2) koszt instalacji solarnej to ok. 26000 zł–32000 zł. Dofinansowanie na kolektory słoneczne W związku z tym, że kolektory słoneczne to instalacja proekologiczna, mająca na celu wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, a co za tym idzie – ochronę i oszczędzanie naturalnych zasobów Ziemi, możemy ubiegać się o dofinansowanie. Dotacje na kolektory słoneczne są przyznawane przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, ale odrębne programy możemy także znaleźć w Wojewódzkich Funduszach Ochrony Środowiska czy w wybranych miastach. Poza tym fundusze mogą być pozyskiwane z Regionalnych Programów Operacyjnych oraz programu PONE (Program Ograniczenia Niskiej Emisji) funkcjonującego w ramach WFOŚ – w takiej sytuacji niekoniecznie muszą to być dofinansowania przyznawane jednej osobie, lecz np. całemu osiedlu (kilkanaście – kilkadziesiąt domów). O szczegóły oraz warunki otrzymania dofinansowania najlepiej dopytać w urzędzie miasta lub gminy, ponieważ w poszczególnych regionach mogą pojawiać się pewne różnice. Chcąc zaoszczędzić zarówno na instalacji, jak i eksploatacji, możemy zastosować instalację grawitacyjną, w której zbiornik na wodę jest umieszczony wyżej niż kolektor – wówczas nie jest potrzebna pompa cyrkulacyjna. Proces przyznania dofinansowania na kolektory słoneczne przebiega w kilku etapach. Pierwszym krokiem jest zazwyczaj złożenie wniosku o kredyt w wybranym banku. Kiedy kredyt zostanie nam przyznany, możemy podpisać umowę z dostawcą kolektorów, a następnie dostarczyć do banku fakturę za zakup i montaż instalacji. Po zakończeniu prac montażowych ponownie udajemy się do banku z protokołem odbioru instalacji gotowej do użytku. Wówczas, najpóźniej po 2 miesiącach od ukończenia montażu dotacja jest wpłacana na wskazane konto bankowe – jest to zazwyczaj zwrot ok. 45% kosztów całej inwestycji, z tym że od kwoty dotacji musimy również odprowadzić podatek. Proces przyznania dofinansowania na kolektory słoneczne przebiega w kilku etapach. Opinie o kolektorach słonecznych: zalety i wady Kolektory słoneczne to inwestycja, która zwraca nam się w ciągu kilku lat – niezależnie od tego, czy otrzymamy dofinansowanie, czy też całość kosztów pokryjemy z własnej kieszeni. W najbardziej słonecznych i ciepłych letnich miesiącach pokrywają nawet 100% zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową. Wiosną i wczesną jesienią efektywność kolektorów wynosi ok. 80-90%, natomiast w skali roku – ok. 70%. Możemy również stosować je jako wsparcie centralnego ogrzewania – w takim wypadku pokryją ok. 30% zapotrzebowania na ciepło. Niekwestionowaną zaletą kolektorów słonecznych jest również ich ekologiczność. Warto pamiętać, że zasoby naszej planety są ograniczone, zaś postęp technologiczny sprawia, że ich eksploatacja jest coraz większa. Dlatego warto wykorzystywać rozwiązania, które umożliwią nam pozyskiwanie energii w mniej inwazyjny sposób. Kolektory słoneczne to inwestycja, która zwraca nam się w ciągu kilku lat – niezależnie od tego, czy otrzymamy dofinansowanie, czy też całość kosztów pokryjemy z własnej kieszeni. Niestety, ze względu na specyfikę polskiego klimatu opinie na temat kolektorów są podzielone – można spotkać się ze stwierdzeniami, że nawet latem w niektórych przypadkach instalacja solarna nie pokryje całkowitego zapotrzebowania na ciepłą wodę. Tym bardziej zimą – kiedy dzień jest krótki, temperatury niskie, a słońce często schowane za chmurami, efektywność kolektorów może znacząco spadać. Istnieje również szereg czynników, które mogą obniżać wydajność solarów, np. nieprawidłowy kąt nachylenia, nieodpowiednie miejsce montażu, warunki atmosferyczne czy po prostu kurz, który rozprasza promienie i zmniejsza ich wchłanianie przez absorber nawet o ok. 25-35%. Dlatego użytkowanie kolektorów wiąże się też z koniecznością czyszczenia ich przynajmniej raz do roku. Mimo pewnych niedogodności i wad, warto zastanowić się nad zainstalowaniem kolektorów, zwłaszcza jeżeli jest możliwe otrzymanie dofinansowania – nawet przy niepełnej wydajności instalacji możemy liczyć na to, że koszty prędzej czy później się zwrócą, zaś oszczędność będzie zauważalna. UWAGA! Podane kwoty są cenami przybliżonymi, pochodzą z ogólnodostępnych w Internecie zestawień kosztów, dlatego mogą odbiegać od aktualnych cen oraz nie stanowią oferty handlowej.
Kolektory słoneczne budowane są według podobnej zasady działania. Powierzchnia absorbera odpowiada za pochłanianie promieniowania słonecznego. Dzięki temu wytwarzane jest ciepło, przekazywane następnie do czynnika grzewczego (glikolu) krążącego w instalacji solarnej. Głównym elementem każdego kolektora słonecznego jest absorber, od którego w znacznej mierze zależy sprawność kolektora, ale także trwałość zachowania parametrów, gdyż absorber poddany jest trudnym warunkom pracy - niskim ujemnym i wysokim temperaturom roboczym. Jakość materiałów i technologia produkcji odgrywają tutaj decydujące znaczenie. Płaskie kolektory słoneczne zbudowane są z takich głównych elementów, jak: Absorber- zbudowany najczęściej z miedzi i aluminium. Absorber pokrywany jest warstwą pochłaniającą promieniowanie słoneczne. Warstwa selektywna posiada cechę wysokiej absorpcji promieniowania słonecznego (rzędu 90÷95%) i jednocześnie niskiej emisji promieniowania podczerwonego (rzędu 5÷10%). Warstwa absorpcyjna może być wykonana na bazie tlenków tytanu i krzemu. Absorbery stosowane w kolektorach słonecznych oferowane są na rynku w 3-ech wariantach jako: miedź-miedź (blacha miedziana - rury miedziane): obecnie rzadko spotykane na rynku z uwagi na wysokie ceny materiałów aluminium-miedź (blacha aluminiowa - rury miedziane): standard rynkowy z uwagi na korzystną cenę zakupu i wysoką sprawność aluminium-aluminium (blacha aluminiowa - rury aluminiowe): rzadko spotykane na rynku, z uwagi na nową technologię w fazie rozwoju technicznego i zbierania doświadczeń eksploatacji Orurowanie - czyli układ przewodów odbierających z absorbera wytwarzane ciepło, może mieć formę równoległych rurek - tzw. układ harfowy, bądź też formę meandrową (wężownica). Układ harfowy stosowany jest w kolektorach słonecznych jako standardowe rozwiązanie zapewniające skuteczny odbiór ciepła z absorbera i jednocześnie niskie opory przepływu. Obudowa - chroni kolektor przed wpływem warunków zewnętrznych oraz stratami ciepła. Pełni bardzo odpowiedzialną rolę, gdyż od jej sztywności, szczelności i wytrzymałości mechanicznej, zależy i sprawność pracy (w zależności np. od zawilgocenia izolacji cieplnej) i trwałość kolektora. Obudowy w kolektorach słonecznych Hewalex wykonywane są z profili aluminiowych lakierowanych w kolorze popielato-brązowym. W kolektorach z absorberami harfowymi izolacja cieplna dna obudowy wykonywana jest z wełny mineralnej zwykle o grubości 50 mm. Dodatkowo ścianki boczne izolowane są także wełną mineralną. Zapewnia to niskie straty ciepła do otoczenia i wysoką sprawność pracy. Przykrycie szklane - zapewnia ochronę kolektora przed utratą ciepła oraz wpływem warunków zewnętrznych. Szyba stosowana w kolektorach słonecznych jest specjalnie przystosowana do obciążeń mechanicznych (zaleganie śniegu, wiatr), a także uderzeń (np. test odporności na gradobicie). Zapewniać musi także maksymalnie wysoką przepuszczalność promieniowania słonecznego (np. najwyższa klasa U1 - powyżej 90%) do wnętrza kolektora słonecznego, stąd posiada obniżoną zawartość tlenków żelaza. Szyby stosowane w kolektorach firmy Hewalex cechują się przepuszczalnością promieniowania zwykle ponad 91%. Dostępne są także szyby o jeszcze wyższych parametrach wykonywane z tzw. szkła AR antyrefleksyjnego o przepuszczalności bliskiej nawet 97%. Jednak koszt ich zastosowania, a także brak dłuższego doświadczenia w zachowaniu parametrów w długoletniej eksploatacji kolektora słonecznego, ogranicza obecnie szersze zastosowanie szkła antyrefleksyjnego. Budowa kolektora słonecznego stanowi o jego wartości dla użytkownika, decydując o zachowaniu wysokich parametrów pracy przez cały okres jego eksploatacji. Potwierdzeniem jakości kolektora słonecznego jest jego zgodność z wymaganiami normy EN 12975, która przewiduje cykl testowy symulujący jego 20-letnią eksploatację. Od kilku lat na rynku europejskim funkcjonuje w tym zakresie certyfikat Solar Keymark nadawany kolektor słonecznym, które pomyślnie przeszły w niezależnym instytucie badawczym, przewidziane w normie EN 12975 testy.
Dodatkowo kolektor wcale nie jest lekki co tylko zwiększa koszty, a jak rozumiem szukamy jak najtańszych rozwiązań. Co do luster parabolicznych to wykonanie ich niestety nie jest proste, chociaż ze względu na swoją budowę kolektory takie nie wymagają pozycjonowania, ale powierzchnię odbierającą mamy o wiele mniejszą niż przy Czego dowiesz się z artykułu? Jakie są korzyści z instalacji kolektorów słonecznych? Ile kolektorów słonecznych zamontować? Jak lokalizacja kolektorów słonecznych wpływa na ich sprawność działania? Jakie są rodzaje kolektorów słonecznych? Jakie są orientacyjne koszty instalacji kolektorów słonecznych? W ciągu roku energii słonecznej dociera do nas znacznie więcej niż wynoszą nasze potrzeby energetyczne. Na 1 m2 działki pada rocznie ok. 1000 kWh tej darmowej, odnawialnej energii. Jednym z najlepiej sprawdzonych i stosowanych już od dziesiątków lat sposobów jej wykorzystania jest użycie kolektorów słonecznych. W naszym klimacie służą one przede wszystkim do podgrzewania ciepłej wody użytkowej ( Czysty zysk Dobrze zaprojektowana i wykonana instalacja z kolektorami słonecznymi zapewnia ok. 50% ciepła potrzebnego w ciągu roku do przygotowywania Nie znaczy to, że przez pół roku będziemy się mogli obyć bez konwencjonalnego źródła ciepła (kotła, grzałki). W ciepłe i słoneczne dni rzeczywiście tak będzie, ale często kolektory wstępnie podgrzeją wodę (np. do 30°C), a potem jej temperaturę będzie trzeba jeszcze nieco podnieść. Ale tak czy inaczej na energię wydamy już znacznie mniej. Istotny jest tu też aspekt ekologiczny. Energia słoneczna jest formą energii odnawialnej. Praca kolektorów jest więc przyjazna dla środowiska naturalnego, zastępuje użycie konwencjonalnych paliw. Ponadto kolektory szczególnie warto polecić właścicielom domów ogrzewanych paliwami stałymi (węglem, drewnem, peletami). Dzięki nim poza sezonem grzewczym praktycznie nie musimy rozpalać w kotle. Ewentualnie od czasu do czasu wspomożemy kolektory grzałką elektryczną. Koszty i tak będą bardzo niskie, a wygoda ogromna. Wbrew pozorom, nawet jeżeli mamy nowoczesny kocioł z podajnikiem (prawie bezobsługowy), instalacja solarna jest w pełni uzasadniona. Podtrzymanie żaru w kotle poza sezonem grzewczym pochłonie więcej paliwa niż podgrzanie Aż ok. 60% energii ze słońca dociera do nas w zaledwie cztery miesiące w roku - od maja do końca sierpnia. (fot. Gaspol) Wielkość instalacji W typowym domu jednorodzinnym, dla 4-5 osób w zupełności wystarczają 2 lub 3 kolektory słoneczne. Zapewniają one ok. 50% pokrycie zapotrzebowania na ciepło do podgrzewania inwestycja nie jest zbyt kosztowna i nie przysparza problemów technicznych ani w trakcie budowy, ani eksploatacji. W typowym domu jednorodzinnym, dla 4-5 osób w zupełności wystarczają 2 lub 3 kolektory słoneczne. (fot. Ruukki) Bo właśnie budowanie zbyt dużych instalacji jest powszechnie popełnianym błędem. Nie warto tak robić, bo pomimo nieraz znacznego wzrostu kosztów korzyści będą niewielkie, a do tego pojawią się problemy. Dodając np. jeszcze 2 kolektory, w ciągu roku uzyskamy więcej ciepła, ale właśnie rocznie. W miesiącach zimowych, gdy słońca dostajemy niewiele, a temperatura powietrza jest niska, i tak zaspokoimy zaledwie ok. 1/5 zapotrzebowania na energię. Bilans poprawi się wczesną wiosną i późną jesienią. To jest niewątpliwa korzyść. Problem w tym, że taka instalacja w sezonie letnim da praktycznie dwa razy więcej energii niż potrzebujemy. I jak ją wówczas zagospodarować? Problemu nie mają właściciele basenów przydomowych (taka objętość wody wchłonie praktycznie każdą ilość energii), albo niektórych rodzajów kolektorów, które samoczynnie opróżniają się, gdy nie ma zapotrzebowania na ciepło. Niestety, fora internetowe są pełne porad jak poradzić sobie z przegrzaniem kolektorów - jak je schłodzić, zasłonić, albo może wymienić zasobnik wody na większy. Pokazuje to, jak powszechny jest problem. Instalacja solarna musi być zabezpieczona materiałami odpornymi na wysokie temperatury i promieniowanie słoneczne. (fot. Armacell) W naszej szerokości geograficznej, kolektory wykorzystuje się głównie do przygotowania niekiedy także do podgrzewania wody w przydomowym basenie. (fot. Makroterm) Prawidłowa orientacja Najlepiej, jeśli kolektory skierowane są wprost na południe. To po prostu kierunek z którego pada najwięcej bezpośredniego promieniowania słonecznego. Jednak nawet dość znaczne odchylenie (do 45°) na wschód lub zachód jest dopuszczalne i obniża uzysk energii o nie więcej niż 20%. Natomiast trzeba zdecydowanie odradzić zakładanie kolektorów od strony północnej. Tam prawie nie ma najkorzystniejszego, bezpośredniego promieniowania słonecznego. Pozyskamy więc bardzo mało ciepła. Natomiast niezależnie od stron świata, podstawowym wrogiem instalacji solarnych jest zacienienie. Cień może rzucać sąsiedni budynek, drzewa, komin, czy lukarna na dachu. Praktycznie eliminuje to dane miejsce. Najlepiej, jeśli kolektory skierowane są wprost na południe. To po prostu kierunek z którego pada najwięcej bezpośredniego promieniowania słonecznego. (fot. Buderus (Bosch)) Przeczytaj Może cię zainteresować Dowiedz się więcej + Pokaż więcej Jeżeli ze względu na niekorzystną orientacje względem stron świata albo zacienienie do zabudowy nie nadaje się dach domu, trzeba pomyśleć o innych rozwiązaniach. Kolektory można też umieścić na samodzielnej konstrukcji nośnej (stelażu) ustawionej przy budynku lub na dachu płaskim. Czasem odpowiednie elementy nośne mocuje się też na ścianie budynku, na tarasie, daszku nad wykuszem itd. Wbrew pozorom, możliwości jest sporo, a takie samodzielne ustawienie pozwala nawet lepiej dobrać kąt nachylenia kolektorów. Kolektory montuje się również na konstrukcjach wsporczych na dachach płaskich, ewentualnie na gruncie. (fot. Viessmann) Musimy jednak pamiętać, aby odległość pomiędzy kolektorami i zasobnikiem wody była możliwie mała. Trzeba je przecież połączyć rurami otulonymi dość grubą izolacją cieplną. W chłodniejszych porach roku jej skuteczność ma zasadnicze znaczenie. Bo co z tego, że płyn solarny nagrzeje się w kolektorze, jeżeli zdąży się ochłodzić po drodze, zanim dotrze do zbiornika Elastyczne rury preizolowane z izolacją kauczukową służą np. do łączenia kolektorów słonecznych z zasobnikami gorącej wody. (fot. Armacell) Musimy też od razu myśleć, jaki sposób ułożenia i wyprowadzenia rur na dach będzie najwygodniejszy. Czasem da się do tego celu wykorzystać nieczynny kanał w kominie, ukryć rury w warstwie ocieplenia dachu i użyć specjalnej dachówki z przepustem. Doświadczony instalator, po obejrzeniu naszego domu, na pewno coś doradzi. Rodzaje kolektorów Nieprzypadkowo kwestią tą zajmujemy się dopiero na końcu. Tak naprawdę możemy je rozsądnie wybrać dopiero wówczas, jeżeli wiemy, jak dużą ilość energii chcemy pozyskać, ile i gdzie możemy przeznaczyć miejsca. Zanim cokolwiek kupimy, musimy zdecydować, co jest dla nas priorytetem. Czy mamy dużo miejsca, czy dla odmiany dobrze nasłoneczniona i cały dzień wolna od zacienienia jest tylko niewielka część dachu. Czy ciepło z kolektorów potrzebne jest nam przede wszystkim poza sezonem grzewczym, żebyśmy mogli nie palić wówczas w kotle, czy może mamy bezobsługowy kocioł na gaz płynny, ale dzięki kolektorom liczymy na zmniejszenie rachunków. Tego rodzaju pytania można mnożyć, dlatego dobrze przemyślmy czego oczekujemy od instalacji solarnej, zanim umówimy się z instalatorem. Na naszym rynku mamy dwa główne typy kolektorów: płaskie - mają absorber, czyli element pochłaniający promienie słoneczne, w formie metalowej płyty. Od spodu stykają się z nią rurki, którymi przepływa płyn solarny. To on ogrzewa następnie wodę w zasobniku Od góry zaś absorber osłania tafla bardzo wytrzymałego szkła (musi wytrzymać grad). Całość zamknięta jest w obudowie izolowanej wełną mineralną. Jest to więc dość prosta i trwała konstrukcją, o ile oczywiście komponenty są dobrej jakości; próżniowe - mają absorber w różnej postaci, ale zawsze podzielony na części, z których każda umieszczona jest w szklanej rurze próżniowej. Podstawowe założenie jest takie, że dzięki próżni uzyskujemy bardzo dobrą izolacyjność termiczną. Co jest szczególnie ważne w chłodniejszych porach roku. Rury próżniowe łączy rodzaj szyny zbiorczej, przez którą przepływa płyn solarny. To on odbiera od nich ciepło i przekazuje dalej do zasobnika Jednak stosowane tu rozwiązania są bardzo różne i w praktyce kolektory próżniowe mogą zasadniczo różnić się sprawnością, izolacyjnością cieplną, trwałością i innymi cechami. Najczęściej uzasadniony w domach jednorodzinnych jest montaż kolektorów płaskich. Są one tańsze i prostsze w budowie. Ich uszkodzenie i spadek wydajności jest mniej prawdopodobny. Ponadto w ciepłych, letnich miesiącach, dają więcej energii niż próżniowe o takiej samej powierzchni zabudowy. Cechują je większe straty ciepła do otoczenia, ale gdy jest i tak gorąco, ma to mniejsze znaczenie. Za to mają większą powierzchnię absorbera, elementu pochłaniającego energie słoneczną. Montaż kolektorów próżniowych ma sens, jeżeli zależy nam na większym uzysku energii w chłodniejszych miesiącach (wczesną wiosną i jesienią). Jednak przede wszystkim trzeba zwracać baczną uwagę na ich jakość. Od kilku lat na rynku jest mnóstwo tanich kolektorów próżniowych z dalekiego wschodu. W rzeczywistości często wcale nie mają lepszych parametrów izolacyjnych niż dobrej jakości kolektory płaskie. Ponadto ich marna jakość może spowodować, że uzysk energii też jest niski, a po kilku latach jeszcze wyraźnie spada. Wszystko dlatego, że pośledniej jakości rury próżniowe często ulegają rozszczelnieniu. A wtedy nici z deklarowanej, świetnej izolacyjności. Montaż kolektorów próżniowych ma sens, jeżeli zależy nam na większym uzysku energii w chłodniejszych miesiącach (wczesną wiosną i jesienią). (fot. Viessmann) Dlatego porównując oferty zwracajmy baczną uwagę na renomę i tradycję producenta. Ponadto czy deklarowane parametry mają poparcie w dokumentach wydanych przez niezależne instytucje. Najpopularniejszym certyfikatem tego rodzaju jest Solar Keymark. Wszystkie elementy instalacji solarnej, czyli kolektory, zasobnik wody, sterownik, pompę obiegową i elementy zabezpieczające zwykle najlepiej kupić jako kompletny zestaw od jednego producenta. (fot. Gaspol) Koszty instalacji Za zestaw solarny z dwoma kolektorami płaskimi, zasobnikiem 200 l i niezbędnymi akcesoriami zapłacimy 5-7 tys. zł. Układ bardziej rozbudowany będzie 2-3 razy droższy. Na instalację z kolektorami słonecznymi można wziąć pożyczkę na preferencyjnych warunkach w wysokości do 8000 zł. Taką możliwość przewiduje rządowy program "Czyste Powietrze". Co ważne, sposób ogrzewania naszego domu musi spełniać wymogi programu, chociaż w tym przypadku pożyczka nie dotyczy instalacji grzewczej. W istniejącym budynku musi to być więc co najmniej kocioł klasy 5 na paliwa stałe, lub spełniający wymogi dyrektywy Ecodesign (Ekoprojekt), jeżeli dom jest dopiero w trakcie budowy. Jeżeli zaś mamy kocioł gazowy, musi to być urządzenie kondensacyjne. Czas zwrotu z inwestycji w instalację solarną 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. Poradnik Cenisz nasze porady? Możesz otrzymywać najnowsze w każdy czwartek! Redaktor: Norbert SkupińskiNa zdjęciu otwierającym: Kolektory mają spory wpływ na wygląd domu, dlatego warto je zgrupować wraz z oknami dachowymi. (fot. Fakro) Nieco lepszym rozwiązaniem będzie ogrzewanie elektryczne na podczerwień, które pozwoli dogrzać się miejscowo, np. przy biurku albo w łóżku, bez ogrzewania całego pokoju. To daje możliwość pewnych niewielkich oszczędności. Niestety, ogrzewanie na podczerwień najczęściej to drogie urządzenia (promienniki) albo mało estetyczne Jeśli interesują Cię nie kolektory, lecz baterie słoneczne, zajrzyj do sklepu modern Home. Kolektory słoneczne w Polsce są jeszcze strasznie drogie. Mimo tego, że znaczna część sprzedawanych w Polsce kolektorów produkowana jest w Chinach, mają one dużą szansę nie zwrócić się nigdy w ich przewidywanym czasie życia. Bo zyski energetyczne z kolektora mogą nie być na tyle duże, by zrekompensować koszt ich zakupu (plus ewentualny koszt kredytu) i koszty eksploatacji (przeglądy, uzupełnianie / wymiana płynu niezamarzającego, praca pompki obiegowej). W naszych warunkach klimatycznych kolektor słoneczny nadaje się w zasadzie tylko do przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Energii słonecznej mamy w Polsce mnóstwo (ponad 1 000 kWh/m² rocznie!), ale niestety głównie wtedy, gdy akurat nie jest nam ona potrzebna… Latem zapotrzebowanie na ciepło jest najmniejsze, a energię słoneczną najłatwiej można zamienić właśnie w ciepło. I dlatego kolektory słoneczne wykorzystuje się przede wszystkim do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Ogrzewanie słoneczne to zupełnie inna historia. Jak tanio wykorzystać energię słoneczną? Moim zdaniem — najlepiej będzie zbudować własny kolektor słoneczny! Płaskie kolektory słoneczne to naprawdę nie jest jakiś szczyt techniki. Ot, kawałek blachy pokrytej powłoką selektywną, która pochłania więcej promieniowania niż sama emituje, tak zwany absorber. Do tej blachy przymocowany jest wymiennik ciepła, który odbiera od absorbera ciepło — dlatego nosi nazwę wymiennika ciepła. I w zasadzie tyle. Całość zamknięta jest w obudowie, której zadaniem jest ochrona kolektora przed uszkodzeniami (np. grad), zmniejszanie strat ciepła (stąd warstwa izolacji cieplnej i przeszklenie) a jednocześnie wpuszczanie do wnętrza kolektora możliwie dużej ilości energii słonecznej. Taki kolektor słoneczny można więc zbudować w domu. Będzie zauważalnie gorszy od kolektora ze sklepu, ale za to kilka razy tańszy. A dzięki temu znacznie bardziej się opłaci. Budowa kolektora słonecznego sprowadza się do wykonania wymiennika ciepła (z rurek stalowych, miedzianych lub z tworzywa sztucznego) w układzie wężownicy lub harfy i zamontowanie do tego wymiennika blachy stanowiącej absorber. Ta blacha montowana jest w najróżniejszy sposób: lutowana, spawana, klejona, nitowana, itd. Im większa powierzchnia styku blachy i wężownicy, tym lepiej. Wtedy wymiennik ciepła lepiej odbiera energię z absorbera i kolektor ma większą sprawność. Niebanalnym problemem jest za to podłączenie kolektora do instalacji ciepłej wody. Najprostsze kolektory pracują w układzie otwartym, gdy woda z wodociągu podgrzewana jest podczas przepływania przez kolektor. Trudno sobie jednak wyobrazić użycie kolektora w takim układzie. Najlepszym rozwiązaniem jest cyrkulacja wody zgromadzonej w zasobniku przez kolektor. Można wtedy wykorzystać stary elektryczny podgrzewacz pojemnościowy (tzw. bojler) do magazynowania podgrzanej już wody. Taki kolektor będzie działać bardzo skutecznie (ze względu na brak wymienników po drodze), co pozwoli oddać możliwie dużo ciepła do instalacji ciepłej wody, ale niestety będzie musiał być opróżniany na zimę. Inaczej zamarzająca woda rozsadzi kolektor i zniszczy go. Można zastosować obwód zamknięty, z wykorzystaniem płynu niezamarzającego. Wtedy jednak konieczne będzie zastosowanie jakiegoś wymiennika ciepła na drodze kolektor → ciepła woda. Typowym przykładem takiego wymiennika jest tzw. wężownica w zasobniku ciepłej wody. Ale równie dobrze może to być wymiennik ciepła stosowany do łączenia kominków z instalacją centralnego ogrzewania. Kolektor zbudowany w domu będzie gorszy niż ten kupiony w sklepie. Co do tego nie mam wątpliwości. W domowych warunkach nie sposób wykonać pokrycie selektywne o jakości takiej, jak to wykonywane przemysłowo (ono emituje nawet kilkanaście razy mniej promieniowania, niż go pochłania). Ale jeśli budowa kolektora słonecznego w domu kosztuje 10 razy mniej, niż zakup w sklepie, można zbudować sobie dwa takie kolektory i z nawiązką zrekompensować ich gorszą sprawność. Mimo to i tak warto to zrobić — a jeśli interesuje Cię kompletna instrukcja budowy i wykorzystania kolektora słonecznego domowym sposobem, zajrzyj do mojej książki. 🙂 . 333 320 368 250 157 318 111 152jak tanio zbudować kolektor słoneczny
