Starożytni Egipcjanie
czcili boską moc
słońca. Dziś wiemy,
że ich intuicja była
słuszna – to właśnie
słońce zasila naszą
planetę, pozwalając
na istnienie na niej
życia. Istnieją sposoby,
by tę czystą,
darmową energię
wykorzystywać do
własnych celów.
Jednym z nich są
kolektory słoneczne.
Poniżej prezentujemy
krótki opis tej
technologii wraz
z zestawieniem
dostępnych na rynku
produktów.
Jak to działa?
(fot. Schüco)
W odróżnieniu od ogniw słonecznych, kolektory
nie pozyskują ze światła energii elektrycznej,
ale cieplną. Choć poszczególne
modele mogą różnić się zastosowanymi rozwiązaniami
konstrukcyjnymi, zasada ich
działania jest zawsze taka sama. Na słońce
wyeksponowany zostaje element kolektora
zwany absorberem. Jest on wykonany z metalu
o wysokim współczynniku absorpcji i niskim
współczynniku emisji, dzięki czemu
pochłania energię promieni słonecznych i zamienia
ją na ciepło. Kluczowe dla wydajności
tego procesu jest zminimalizowanie strat ciepła
poprzez zastosowanie odpowiedniej izolacji.
Energia cieplna z absorbera trafia do instalacji
domowej (za pośrednictwem cieczy
zwanej czynnikiem roboczym), gdzie może
posłużyć do przygotowania ciepłej wody
użytkowej (c.w.u.) bądź do ogrzewania pomieszczeń.
Niestety jednak, w naszym klimacie
żadnej z tych funkcji nie jest w stanie pełnić
samodzielnie przez cały rok, w praktyce
więc instalacja solarna zazwyczaj współpracuje
z inną, opartą na konwencjonalnych źródłach
energii. Można oczekiwać, że dzięki
energii słonecznej pokryjemy około 60% rocznego
zapotrzebowania na c.w.u., w ciągu lata
zaś – od 90 do nawet 100%.
Elementy instalacji solarnej
Instalacja solarna może wyglądać różnie
w zależności od tego, czy jej przeznaczeniem
będzie wyłącznie przygotowywanie
c.w.u. (najpopularniejsze w Polsce rozwiązanie),
czy też służyć ma do dogrzewania pomieszczeń,
ogrzewania wody basenowej, czy
wreszcie do dowolnej kombinacji powyższych.
Innym czynnikiem wpływającym na
kształt instalacji jest to, w jaki sposób ma być
ona wspomagana w okresie niewystarczającego
nasłonecznienia – np. zimą. Zawsze jednak
podstawowym elementem takiego systemu
jest kolektor słoneczny. Ze względu na
konstrukcję, kolektory dzielimy na płaskie
i rurowe, inny zaś podział wyznacza rodzaj
zastosowanego izolatora – gdy jest nim próżnia,
mówimy o kolektorach próżniowych.
Drugim podstawowym elementem instalacji
jest zasobnik z wymiennikiem ciepła – zbiornik
z wodą nagrzewającą się dzięki pracy kolektora
lub, w razie potrzeby, drugiego źródła
energii. Za przepływ ciepła między nim
a kolektorem odpowiada czynnik roboczy,
krążący w przewodach, dzięki pracy pompy
obiegowej. Działanie systemu kontroluje automatyka,
która utrzymuje żądaną temperaturę
wody w zbiorniku sterując pracą pompy oraz
drugiego źródła energii (np. kotła lub grzałki
elektrycznej). Aby ciśnienie w rurach nie
wzrosło powyżej pożądanego poziomu, stosuje
się naczynie wzbiorcze oraz zawór bezpieczeństwa.
Naczynie wzbiorcze powinno mieć relatywnie dużą pojemność, aby w razie awarii
instalacja pomieściła czynnik roboczy, który
się zagotował.
Krzysztof Chrząszcz
Ciąg dalszy artykułu w wydaniu papierowym miesięcznika Budujemy Dom 6/2011