Czy solary można wykorzystać do ogrzewania budynku?

Czy solary można wykorzystać do ogrzewania budynku?

Solary to popularne rozwiązanie. Każdy inwestor myśli jak z ich instalacji osiągnąć najwięcej korzyści. Przygotowanie ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) to standard. Wielu zastanawia się jednak, czy da się ciepło z kolektorów wykorzystać do ogrzewania budynku?

Zdaniem Redakcji BD opinia z forum.budujemydom.pl jest:
TRAFNA WPROWADZAJĄCA W BŁĄD DYSKUSYJNA

Jeśli dom jest ciepły i ma w większości "podłogówkę", to można zastosować kolektory do wspomagania centralnego ogrzewania.
Z wodą jest większy problem, gdyż mniej słońca jest w zimie i nie wystarczy go na podgrzanie wody do użytecznej temperatury ok. 45°.
Czasem (w słoneczny dzień) to się uda, ale większość dni jest byle jaka.
A ogrzewanie podłogowe wymaga 34°C. Taką temperaturę jest łatwiej uzyskać.

Z pozoru wszystko się zgadza - instalację podłogową można zasilać wodą o temperaturze ok. 30°C (niekoniecznie akurat co najmniej 34°C). Jednak to, że temperatura jest niższa niż wymagana dla c.w.u. niewiele daje. Przede wszystkim zimą zapotrzebowanie domu na ciepło jest bardzo duże w porównaniu z docierającą do nas ilością energii słonecznej. Warto spojrzeć na zestawienie pokazujące jaka jest dzienna ilość energii promieniowania słonecznego padającego na 1 m2.

Nasłonecznienie dzienne 1 m2 płaszczyzny o nachyleniu 45°
(dane dla Warszawy)
Miesiąc Promieniowanie słoneczne kWh/m2
 I 0,6
 II 1,0
 III 3,0
 IV 3,8
 V 4,8
 VI 5,4
 VII 5,3
 VIII 4,9
 IX 3,3
 X 1,7
 XI 0,7
 XII 0,5

Nawet, jeśli solary miałyby 100% sprawność, czyli pochłaniałyby całą docierającą do nich energię bez jakichkolwiek strat - co jest oczywiście niemożliwe, a ich powierzchnia była duża, np. 10 m2, to z racji bardzo słabego nasłonecznienia w środku zimy nie dałyby wiele.

W grudniu maksymalny uzysk energii z takiej instalacji wyniósłby 5 kWh dziennie, a to odpowiada pracy niewielkiego kotła grzewczego o mocy 10 kW przez pół godziny.

Oczywiście da się wykorzystać instalację słoneczną, ale raczej do dogrzewania niż ogrzewania budynku w okresie wiosny i jesieni. Zimą zyski będą bardzo małe.

Prawdę mówiąc w zimie jest tak mało dni słonecznych, że nawet odśnieżanie kolektorów można sobie darować. Zresztą przy kolektorach płaskich i przy mrozie na zewnątrz np. -10°C nie uda się uzyskać wielkich ilości ciepłej wody.
Swoje kolektory w styczniu i lutym przez kilka dni - i to nie całych - wykorzystywałem do ogrzewania podłogowego. Przy odbiorze ciepła na poziomie 24–28°C dawały zdecydowanie więcej energii niż przy 40-45°C w przypadku podgrzewania ciepłej wody.
Fakt, że kolektory mam ustawione pod kątem 30°, więc optymalnie będą one pracowały latem.

Byłem niedawno u klienta, który ma 2 kolektory próżniowe. Przy temp. zewnętrznej -0,5°C i czystym, słonecznym niebie nagrzały się parę razy do temperatury 45°C i tyle. Nawet to nie ruszyło za wiele temperatury w zasobniku. 

Oczywiście mając dużą powierzchnię solarów i odpowiednio projektując budynek oraz instalację można osiągnąć zauważalny efekt, ale koszty będą wysokie. 

Ja jestem w tej szczęśliwej sytuacji, że kolektorów mogę mieć ile chcę a raczej ile wejdzie na dach. Swój dom wyposażyłem w instalację kolektorów do dogrzewania, weszło mi na dach 9 kolektorów płaskich, powierzchnia podłogówki dogrzewanej kolektorami wynosi ok. 80 m2. (...) przydałoby się jeszcze dorzucić parę sztuk, i w planie mam zainstalowanie jeszcze 10 próżniówek.

Dlaczego tak dużo? W zimie dzień jest przecież krótki i jeżeli dogrzewamy to przez cały sezon grzewczy średnia dzienna wychodzi nam ok. 5 godzin, a w grudniu tylko 3,5 godziny, a ciepło chcemy mieć 24 godziny. Następnym powodem jest kąt pochylenia kolektorów - w moim przypadku jest to ok. 38 stopni (leżą na połaci dachu) a powinno być co najmniej 60-70°, bo ten kąt jest najbardziej korzystny do dogrzewania.

No i najważniejsze: w jakim stopniu chcemy mieć pokrycie w ciepło z kolektorów? Im większa ilość tym większe pokrycie. I tu proszę nie wierzyć, że instalując 2-4 kolektory dogrzejemy budynek. (...) twierdzenie, że kolektory zaspokoją nam 85% energii (jak tu ktoś twierdził) jest mocno przesadzone bo to zależy od ich ilości.

Zwiększenie powierzchni kolektorów, poza oczywiście stroną ekonomiczną, ma jednak i inne ograniczenie - wobec małego nasłonecznienia oraz wzrastających wraz z różnicą temperatury pomiędzy solarem a otoczeniem strat ciepła płyn w kolektorach, niezależnie od ich powierzchni, będzie miał czasem niską temperaturę, np. 20-30°C. A wtedy nie będzie w stanie bardziej ogrzać wody w instalacji.

Obojętnie, jaka ilość kolektorów będzie zainstalowana, to przy słońcu, które jest w stanie nagrzać tylko do 40 stopni czynnik, woda będzie miała niższą temperaturę, a to oczywiście wynika z wymiany ciepła, strat itp.

W efekcie bardzo rozbudowana instalacja (o dużej powierzchni) nawet jeśli jest w stanie dostarczyć znacznych ilości ciepła, to nie mamy jak go wykorzystać - co nam przyjdzie np. z 500 l wody o temperaturze 20°C? Oczywiście i na to jest sposób. Instalację solarną można połączyć z pompą ciepła, która "wyciągnie" energię ze źródła o niskiej temperaturze. 

Żeby osiągnąć bardzo wysoki stopień pokrycia na ciepło nie możemy robić tego przy zastosowaniu samych kolektorów, lecz w połączeniu z pompą ciepła - nadwyżki latem w grunt a zimą poprzez pompę do budynku. (...) Dopiero takie połączenie urządzeń da nam pokrycie ze słoneczka w bardzo wysokim stopniu. A i tak nie osiągniemy 100%, bo pompa zużyje nam trochę prądu, chyba że dołożymy parę baterii słonecznych lub wiatrak.

Pytanie tylko czy gdy mamy tanie w eksploatacji ogrzewanie pompą ciepła instalowanie dużej liczby kolektorów ma w ogóle sens?

Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: Nibe-Biawar

Jarosław Antkiewicz
Jarosław Antkiewicz

Człowiek wielu zawodów, instalator z powołania i życiowej pasji. Od kilkunastu lat związany z miesięcznikiem i portalem „Budujemy Dom”. W swojej pracy najbardziej lubi znajdywać proste i praktyczne rozwiązania skomplikowanych problemów. W szczególności propaguje racjonalne podejście do zużycia energii oraz zdrowy rozsądek we wszystkich tematach związanych z budownictwem.

W wolnych chwilach, o ile nie udoskonala czegoś we własnym domu i jego otoczeniu, uwielbia gotować albo przywracać świetność klasycznym rowerom.

Komentarze

Zdaniem Czytelnika
08-08-2023 15:48
Komentarz dodany przez Lucjan: Najprostszym i najtańszym magazynem ciepła jest piaskowy magazyn ciepła. Nie boi się dużych temperatur ani mrozu, nie musi być super szczelny, a olej w wężownicy spokojnie wytrzyma 300 stopni.
Gość Czesław.
03-06-2022 01:27
Warto wspomagać się doświadczeniami innych. Moim zdaniem zamontować panel na ścianie. Odpada odśnieżanie , oraz kąt padania słońca korzystny. Dziękuję za sensowny wpis. Proszę odnieść się do mojej myśli. Pozdrawiam,
Nie, przynajmniej nie stale. Przy słonecznej pogodzie byłoby to możliwe, ale już nie, gdy będzie pochmurno, albo śnieg zapada kolektory.
Wiecej na Forum BudujemyDom.pl
Sprawdź asortyment firmy
Bruk-Bet Fotowoltaika
Bruk-Bet Fotowoltaika
Ogniwa fotowoltaiczne
Zobacz firmę
Czytaj tak, jak lubisz
W wersji cyfrowej lub papierowej
Moduł czytaj tak jak lubisz