Kolektory - ciepło za darmo

          Kolektory słoneczne pochłaniają energię słoneczną i zamieniają ją na energię cieplną.

          Zgromadzona w zasobnikach energia jest wykorzystywana do produkcji ciepłej wody lub rzadziej - ogrzewania domu.

         Nasłonecznienie Polski czyli liczba godzin z widoczną tarczą słońca w ciągu roku waha się około 1600 -1900 godzin. Okres jesienno-zimowy (listopad-marzec) to czas, kiedy efekt pracy kolektorów słonecznych jest znikomy. Dopiero od kwietnia zaczyna się dobry okres na pozyskiwanie energii słonecznej. 
         Od maja do sierpnia średnio notuje się co najmniej 20 dni w miesiącu, kiedy można intensywnie korzystać ze słonecznych instalacji grzewczych.

         Przyjmuje się, że średnia roczna sprawność instalacji solarnej waha się w okolicach 50%. Oznacza to, że roczna ilość uzyskanego ciepła wynosi z 1 m² około 500 kWh/m².

         Korzystając z energii wytwarzanej przez kolektory do ogrzewania domu, można w polskich warunkach ogrzać około 6 m² dobrze izolowanego budynku, posiadającego instalację grzewczą podłogową lub coraz bardziej popularną ścienną czyli niskotemperaturową.

         Magazynowanie energii przy dogrzewaniu budynków to wymysł teoretyków, ciepło z kolektorów powinno być od razu wpuszczone w podłogę lub ścianę.

         Gromadzenie ciepła w zbiornikach z wodą i odzyskiwanie wiąże się ze stratami. Przy zastosowaniu kolektorów do dogrzewania występuje problem co zrobić z tą energią latem, kiedy najwięcej się jej wytwarza.

         Koszty inwestycyjne takiego przedsięwzięcia są bardzo wysokie, dlatego w tym artykule skupimy się tylko na kolektorach przystosowanych do produkcji ciepłej wody.

         Na rynku są dostępne także układy mieszane, które ogrzewają ciepłą wodę a w okresieprzejściowym (marzec, kwiecień, wrzesień i październik) dostarczają ciepło do centralnego ogrzewania).

         Układy mieszane wymagają zastosowania większych zbiorników ciepłej wody oraz dosyć skomplikowanej automatyki.

Budowa kolektora

·                         Pokrywa – hartowana szyba pryzmatyczna. Najlepiej gdy jest wykonana ze szkła o niskiej zawartości tlenków żelaza.

·                         Sercem kolektora słonecznego jest absorber, czyli płyta pochłaniająca promienie słoneczne. Najczęściej wykonana jest z miedzi. Od powierzchni absorbera zależy ile uzyskamy ciepła. Dla zwiększenia wydajności kolektora (nawet o 50%), płyty absorberów pokrywa się powłokami, dzięki którym promieniowanie cieplne nie wydostaje się na zewnątrz. Absorber pokryty powłoką nieselektywną bardzo dobrze pochłania ciepło, ale także dużo go emituje. Znacznie lepszy, pokryty powłoką selektywną, również bardzo dobrze absorbuje ciepło i jednocześnie ogranicza emisję cieplną.

·                         Izolacja i obudowa – aby kolektor nie oddawał ciepła do otoczenia musi być dobrze zaizolowany. Izolatorem jest najczęściej wełna mineralna lub poliuretan.

·                         Kolektor musi być podłączony do instalacji. Do płyty są przymocowane rury, w których cyrkuluje ciecz. Płyta absorbera pochłania promieniowanie słoneczne a czynnik roboczy (cyrkulacyjny) odbiera ciepło i transportuje je do wymiennika. Cieczą roboczą jest najczęściej płyn niezamarzający - glikol polipropylenowy.

·                         W instalacji solarnej do przygotowywania tylko ciepłej wody niezbędny jest zasobnik (stalowy zbiornik), w którym gromadzi się ciepła woda. Jest niezbędny ze względu na przesunięcie czasowe między okresem, kiedy z kolektora otrzymuje się maksymalną ilość ciepła (między godziną 9 a 15 – wówczas jest największe nasłonecznienie) a okresem dużego zapotrzebowania na ciepłą wodę. Zasobnik powinien mieć dodatkowo grzałkę elektryczną, aby można było podgrzać wodę, gdy jej zabraknie. Pojemność zbiornika ciepłej wody użytkowej należy dobrać do dobowego zapotrzebowania na wodę i wybrać ten o pojemności dwukrotnie większej od dobowego zapotrzebowania, wówczas zapewniamy sobie komfortowe korzystanie z ciepłej wody (przykładowo minimalna pojemność zbiornika ciepłej wody dla czteroosobowej rodziny to 300 l).