Energia ze źródeł konwencjonalnych jest i będzie coraz droższa, a zanieczyszczenia powstające podczas jej wytwarzania szkodzą środowisku. Jednym ze sposobów na te problemy są kolektory słoneczne – najczystsze źródło energii.
(fot. Junkers)
Poszukując informacji o kolektorach, trafimy zapewne na dyskusje o opłacalności takiej inwestycji. Jedne głosy je zachwalają, inne będą przekonywać, że nie warto. Według producentów zakup instalacji jest opłacalny, jeśli pokryje ona 40–50% zapotrzebowania na ciepłą wodę. W praktyce oznacza to zwykle zakup 2–3 kolektorów dla czteroosobowej rodziny.
Kolektory słoneczne opłaca się instalować w domach ogrzewanych wyłącznie prądem, a także w domach ogrzewanych olejem opałowym lub gazem płynnym. W domach ogrzewanych paliwem stałym uwalnia latem od kłopotliwego palenia w piecu tylko po to, by podgrzać ciepłą wodę, bo w ciepłe, słoneczne dni kolektory mogą pokryć nawet 100% zapotrzebowania na c.w.u.
Kolektory warto kupić do domu, w którym zamieszka liczna rodzina często korzystająca z kąpieli z hydromasażem. Opłacalne jest też podgrzewanie kolektorem słonecznym wody w basenie.
O kolektorach słonecznych warto pomyśleć już na etapie wyboru projektu domu, bo niektóre z ich rodzajów można zamontować w połaci dachowej, rezygnując z części poszycia, a zamiast zwykłego zasobnika ciepłej wody kupić od razu specjalny, współpracujący z kolektorami.
Można też kolektory zamontować w domu już istniejącym – najlepiej przy okazji modernizacji, np. wymiany starego kotła na paliwo stałe lub zmiany ogrzewania na elektryczne. Można też zainstalować je w domu nowo wybudowanym, w którym rachunki za ciepłą wodę są tak wysokie, że zaczniemy szukać sposobu na ich zmniejszenie.
W każdej sytuacji koszty instalacji kolektorów i przystosowania ich do urządzeń grzewczych będą inne: najniższe wtedy, gdy kolektory zainstalujemy w trakcie budowy domu, najwyższe – gdy trzeba będzie wymieniać całą instalację grzewczą.
Jak działają?
Kolektory słoneczne są częścią instalacji składającej się m.in z zasobnika solarnego, przewodów rurowych, zestawu pompowego oraz zaworu bezpieczeństwa. Instalacja taka, zwana systemem solarnym, zazwyczaj współpracuje z kotłem, ponieważ w Polsce nasłonecznienie można wykorzystać jedynie do wspomagania podgrzewania c.w.u., i to głównie latem. W okresach zachmurzenia, gdy system nie może zapewnić ciepłej wody, włącza się kocioł zintegrowany z systemem solarnym.
Działanie typowego systemu solarnego zintegrowanego z kotłem kondesacyjnym na gaz obrazuje schemat na str. 102.
Rodzaje kolektorów
Płaskie niepróżniowe. Kolektor taki to płyta stalowa, miedziana lub aluminiowa pokryta absorberem, czyli czarnym chromem, czarnym niklem, czarną miedzią lub tlenkiem tytanu, które pochłaniają promieniowanie słoneczne. W najprostszej i najtańszej wersji płyta pokryta jest czarnym lakierem, ale wtedy sprawność kolektora jest nieco mniejsza, ponieważ większe są straty ciepła przez promieniowanie. Od spodu do płyty przylegają cienkie rurki, którymi płynie rozcieńczony czynnik roboczy – glikol.
Dla ochrony kolektora przed deszczem, gradem czy śniegiem płyta pokryta jest od zewnątrz szybą ze szkła hartowanego, teflonu lub przezroczystego tworzywa.
Rama kolektora wykonana jest z włókna szklanego lub aluminium, tylna ściana zaś – z blachy stalowej z powłoką aluminiowo-cynkową. Między tylną ścianą a rurkami jest izolacja cieplna z wełny mineralnej lub pianki poliuretanowej. Izolacja zapewnia wyższą sprawność działania kolektora, ponieważ redukuje oddawanie ciepła na zewnątrz.
Płaskie próżniowe. W tych kolektorach wokół absorbera, czyli między szybą a tylną ścianką, wytworzona jest próżnia (w poprzednich jest powietrze). Są dzięki temu wydajniejsze niż płaskie niepróżniowe, ponieważ mniejsze są w nich straty ciepła. Ponadto ich elementy wolniej korodują, bo w ich wnętrzu nie wytwarza się para wodna. Kolektory te są jednak droższe od niepróżniowych.
