Ciepło ze słońca - kolektory słoneczne

Jednym z odnawialnych źródeł energii jest energia promieniowania słonecznego. Słońce produkuje bezpłatną, nieograniczoną energie. Kolektory słoneczne mogą przetworzyć energie promieniowania na energię cieplną, którą można wykorzystać m. in. przy pracy centralnego ogrzewania oraz w instalacjach ciepłej wody.

W większych instalacjach, gdy np. podgrzewają wodę w basenie, istota ekonomiczna nie budzi zastrzeżeń. Jednak w budynkach jednorodzinnych, gdzie średnie zużycie dzienne wody o temperaturze 45°C wynosi od 200l do 240l, opłacalność tego typu instalacji zależy od:

• kosztów nośnika energii (najdroższy jest gaz płynny, olej opałowy oraz prąd),
• wzrostu cen paliwa w czasie najbliższych kilkunastu lat (na tyle szacuje się wytrzymałość korektorów słonecznych),
• uzyskania dofinansowania do inwestycji.

Przeciętna instalacja dla 4 osób umożliwia zaoszczędzenie około 2500 kWh energii. Gdy woda jest podgrzewana przy pomocy najdroższego nośnika, jakim jest prąd, to można zaoszczędzić około 1200zł, jeśli do ogrzania wody wykorzystywany jest gaz ziemny, to oszczędności będą stanowić ok. 600zł. Przy bieżących stawkach opłaty za energie, biorąc pod uwagę nawet najbardziej korzystny wariant, czas zwrotu kosztów inwestycji (około 15 000zł) to ponad 10 lat. Dopłaty mogą zwiększyć opłacalność inwestycji. Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (NFOSiGW) oferuje dotacje w wysokości 45% sumy kredytu zaciągniętego na potrzebę kupna i montażu kolektorów. Niestety od dofinansowania należy zapłacić podatek dochodowy oraz ponieść koszty kredytu, w rezultacie realna wartość dotacji nie przekracza 20%. Efektywniejsze mogą być dopłaty proponowane na poziomie gmin, przeważnie są to pieniądze z Regionalnych Programów Operacyjnych. 

Obecnie rynek oferuje wiele typów kolektorów słonecznych, jednak najbardziej atrakcyjne są kolektory słoneczne cieczowe płaskie i próżniowe.

Kolektor płaski

Kolektor płaski to szczególnie popularny i najprostszy typ kolektora. Układ meandrowy zwiększa wydajność i trwałość kolektora, co równocześnie podwyższa bezpieczeństwo eksploatacji tej instalacji również w niskich temperaturach. Zasada działania tych kolektorów opiera się na absorbowaniu promieni słonecznych przez powłokę, która posiada na swojej spodniej części przymocowane rurki miedziane lub aluminiowe przeznaczone dla płynu grzewczego. Przy pomocy wężownic w zbiorniku wody, ciecz solarna (glikol) oddaje ciepło ogrzewając wodę użytkową.

Schemat budowy kolektora płaskiego

Kolektor próżniowy

Kolektor próżniowy dzięki bardziej skomplikowanej budowie, zachowuje produkowane ciepło, mimo zmian temperatury otoczenia, dlatego w okresach zimowo-wiosennych i jesienno-zimowych sprawdza się lepiej niż kolektory płaskie. Rurki wykonane z miedzi wewnątrz kolektora są fabrycznie wypełnione cieczą, która posiada niską temperaturę parowania. W trakcie nagrzewania rur przez energie słoneczną ciecz zaczyna parować i wtedy ciepło przechodzi do końcówki rury, która jest umieszczona w kanale zbiorczym, który jest wymiennikiem ciepła. Przy pomocy kondensatora ciepło przekazywane jest w pierwszej kolejności do cieczy przepływającej przez kanał zbiorczy, w następnej kolejności ciepło transportowane jest do zbiornika z ciepłą wodą.

Działanie kolektora próżniowego

Gdzie montować kolektory?

Najlepszym miejscem montażu kolektorów słonecznych jest strona południowa. Kolektory instaluje się z minimalnym pochyleniem i odchyleniem. Ważne jest także instalacja w niezacienionym miejscu. Najczęściej montowane są nad pokryciem dachu, ale również istnieje możliwość montażu w linii pokrycia dachu. W wypadku, gdy instalacja kolektorów na dachu jest niemożliwa to mocuje się je na elewacji budynku bądź na terenie działki.