Jak dobrać liczbę i rodzaj kolektorów słonecznych?

Jak obliczyć ile c.w.u potrzebuje dom?

Aby móc zaprojektować instalację, należy najpierw określić realne zapotrzebowanie na c.w.u. w gospodarstwie domowym. Najczęściej przyjmuje się, że jest to ok. 50 l na osobę, chociaż trzeba wziąć pod uwagę takie aspekty jak preferencje domowników, to, czy w domu zamontowane są wanny, czy prysznice. Na tej podstawie wylicza się, ile powinna wynosić pojemność zasobnika na wodę. Przykładowo, dla czteroosobowej rodziny, należy wybrać zasobnik o pojemności min. 300 l (minimalna wartość zakłada gospodarstwo, w którym oszczędza się wodę, zwykle zaleca się kupić nieco większy zasobnik). Wiedząc, ile wody zużywają domownicy, można zacząć planować nad optymalną instalacją źródła ciepła.

Jeszcze jedną, ważną rzeczą jest to, że w przypadku gotowego budynku powinno się sprawdzić, jakie jest nachylenie dachu, w jakie strony świata jest skierowany, a także, czy możliwe będzie bezproblemowe zainstalowanie na nim wszystkich urządzeń. Gdy dom jest w trakcie budowy, dobrze uwzględnić w projekcie te kwestie, aby instalacja była jak najbardziej wydajna.

Jak obliczyć potrzebną moc i liczbę kolektorów słonecznych?

Na każde 100 l pojemności zasobnika c.w.u przyjmuje się około 2 m² powierzchni czynnej kolektorów słonecznych. Jeśli instalacja ma wspomagać ogrzewanie, trzeba to również wziąć pod uwagę (zakłada się, że na 1 m². powierzchni budynku powinna przypadać do 0,5 mkw. powierzchnia instalacji zbierającej energię).

Co istotne, warto wiedzieć, że powierzchnia kolektora brutto nie jest równoznaczna z powierzchnią absorbera, który zbiera energię ze słońca. Powierzchnia absorbera uwzględnia wszystkie elementy odpowiedzialne za pozyskiwanie energii ze słońca, natomiast powierzchnia brutto kolektora podaje wyłącznie jego wymiary zewnętrzne. Jest ona ważna tylko wtedy, gdy wybiera się miejsce na dachu na instalację, natomiast podczas dobierania liczby kolektorów, bierze się pod uwagę powierzchnię czynną. Istotnym parametrem jest też rzeczywista sprawność energetyczna, czyli maksymalna sprawność energetyczna pomniejszona o straty ciepła, będące wynikiem różnicy temperatury kolektorów i otoczenia.

Na powierzchnię brutto kolektora składają się wszystkie elementy: 1 - kolektory słoneczne,2 - bufor dwufunkcyjny, 3 - grupa solarna, 4 - sterownik, 5 - naczynie wzbiorcze fot. OEM Energy

Rodzaje kolektorów słonecznych

Przed wyborem kolektorów słonecznych, dobrze jest wiedzieć, czym różni się kolektor płaski od próżniowego:

• Kolektor płaski jest zbudowany z szyby pryzmatycznej lub antyrefleksyjnej, pod którą znajduje się absorber. Jest on znacznie tańszy, niż próżniowy, ale za to generuje wyższe straty ciepła w sytuacji, gdy wzrasta temperatura kolektora w stosunku do temperatury otoczenia. Wbrew pozorom często może się on jednak okazać lepszym rozwiązaniem. Dlaczego? Powodów jest kilka. Latem osiąga wyższą moc grzewczą (można szybciej podgrzewać wodę), natomiast zimą śnieg roztapia się na jego powierzchni. Plusem tego rodzaju urządzeń jest również to, że zajmują mniejszą powierzchnię dachu.
• Kolektor próżniowy. Ten rodzaj kolektora jest skonstruowany ze szklanych, hartowanych rur cieplnych, pomiędzy którymi znajduje się próżnia. Dzięki temu straty ciepła są niższe, niż w przypadku płaskich kolektorów, ale generuje to sporo niedogodności, zwłaszcza zimą. Usuwanie z nich śniegu jest trudne lub wręcz niemożliwe, przez co efektywność instalacji się zmniejsza. Minusem tych urządzeń jest również znacznie wyższa cena.

Jak dobrać liczbę kolektorów?

Na podstawie zapotrzebowania na ciepłą wodę określa się powierzchnię czynną kolektorów, co jest ostatnim krokiem do tego, aby obliczyć wielkość instalacji. Dokonując tych obliczeń, dowiemy się, jaka powinna być łączna powierzchnia kolektorów płaskich lub próżniowych.

Należy pamiętać o tym, że przewidywaną efektywność systemu uzyska się tylko wtedy, gdy kolektory są zamontowane w odpowiednim miejscu. Co to znaczy?

• Zaleca się, aby były skierowane na południe, pod kątem od 35 do 45 stopni, kiedy służą głównie do podgrzewania wody użytkowej.
• Jeśli mają dodatkowo wspomagać ogrzewanie, wtedy ich kąt nachylenia należy zwiększyć, nie przekraczając jednocześnie wartości 60 stopni.

Ponadto miejsce, w którym kolektory zostaną zamontowane, nie może być zacienione. Spełniając wszystkie te warunki i dodatkowo dobierając optymalną liczbę urządzeń, możliwe będzie zaoszczędzenie do 70% zapotrzebowania na energię cieplną w skali roku.

źródło i zdjęcia: OEM Energy