Kolektory słoneczne – ekooszczędności

Kolektory słoneczne – ekooszczędności

Rosnące z roku na rok koszty utrzymania budynków sprawiają, że konwencjonalne oszczędzanie energii na ogrzewaniu i przygotowaniu ciepłej wody użytkowej staje się coraz trudniejsze.

kolektory słoneczneOkresowe wyłączanie instalacji pozwala wprawdzie na krótkotrwałą redukcję wydatków, jednak w dłuższej perspektywie nie jest specjalnie opłacalne. Ekonomicznie uzasadnione staje się zatem wprowadzenie dwóch źródeł ogrzewania w budynku. Jedno wykorzystywane jest do regulowania temperatury w pomieszczeniach, drugie - do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Takie rozwiązanie umożliwia wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, stanowiących doskonałe uzupełnienie standardowych instalacji grzewczych. Technologie wykorzystujące energię słoneczną oraz wiatrową są tanie w eksploatacji, a jednocześnie nie wymagają fachowej obsługi.  Do zmniejszenia wydatków efektywnie przyczyniają się w szczególności kolektory słoneczne, wykorzystujące energię Słońca do ogrzewania pomieszczeń oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. To drugie zastosowanie jest szczególnie popularne w polskich warunkach.

Jak to działa?

Kolektory słoneczne, dzięki absorberowi, pozwalają na wykorzystanie padającego na ich powierzchnię promieniowania słonecznego i zastosowania go do podgrzewania wody użytkowej. Absorber przez specjalne przewody (w których znajduje się niezamarzający tzw. czynnik roboczy na bazie glikolu) przekazuje energię cieplną wodzie zgromadzonej w instalacji.
Efektywność działania kolektorów słonecznych zależy od wielu czynników, wśród których decydujące znaczenie mają: pora roku i dnia oraz warunki atmosferyczne. W sezonie letnim uzyskanie sprawności wynoszącej 100% nie jest trudne do osiągnięcia, dzięki czemu kolektor całkowicie pokrywa zapotrzebowanie na energię do przygotowania ciepłej wody użytkowej. W trakcie wyjątkowo słonecznych oraz upalnych dni, może się nawet  pojawić konieczność zasłonięcia solarów roletami w celu uniknięcia przegrzania instalacji. W pozostałych okresach roku natężenie promieniowania słonecznego w Polsce jest znacznie mniejsze. Uzyskanie wystarczającej energii jest zatem utrudnione i zazwyczaj istnieje potrzeba stosowania tradycyjnych paliw do podgrzewania wody.

zastosowanie kolektorów słonecznychNa co zwrócić uwagę wybierając kolektory?

Zyski pochodzące z promieniowania słonecznego uzależnione są od wielkości kolektorów oraz ich usytuowania względem stron świata. Powierzchnia absorbera wynosząca 1 m² jest w stanie wygenerować blisko 525 kWh energii rocznie, co stanowi zaledwie kilka procent zapotrzebowania na energię do przygotowania ciepłej wody. W celu optymalnego wykorzystania instalacji stosuje się zatem zazwyczaj kolektory
o łącznej powierzchni czynnej wynoszącej co najmniej 30 m².
Na efektywność systemu solarnego wpływa również rodzaj zastosowanego absorbera. Powierzchnie o wysokich współczynnikach absorpcji promieniowania skuteczniej wykorzystują energię słoneczną. Wysokość strat określana jest na podstawie wskaźnika emisji, w związku z czym parametr ten musi mieć jak najniższą wartość. Kluczowe znaczenie dla wydajności instalacji solarnej ma również sprawność wykorzystania przez nią docierającej energii słonecznej. Powinna ona wynosić nie mniej niż 75% dla kolektorów płaskich oraz przynajmniej 80% dla rurowych.
W przypadku systemów solarnych próżniowych (rurowych) temperatura otoczenia nie ma tak dużego znaczenia, jak w przypadku kolektorów płaskich. Czynnik absorbujący w tym wypadku stanowi bowiem gaz lub glikol umieszczony w próżniowym, przezroczystym zbiorniku, przepuszczającym światło. Rozwiązanie to umożliwia podgrzewanie wody, jednak nie przewodzi ciepła, dzięki czemu zostają ograniczone straty przez przenikanie. Kolektory rurowe mają większą sprawność od płaskich i można je z powodzeniem montować zarówno na powierzchniach płaskich (dach, grunt), jak i pionowych (ściany konstrukcyjne). Są jednak również znacznie droższe.
Rozważając zakup kolektorów słonecznych należy dokładnie przeanalizować i wyliczyć ich wielkość oraz ułożenie. Przyjmuje się, iż do domu jednorodzinnego o powierzchni 150 m². należy kupić system solarny o powierzchni 45-75 m² – umożliwi on przygotowanie ciepłej wody dla czterech osób. Należy jednocześnie pamiętać, że ciężar poszczególnych paneli może sięgać 20-30 kg
w związku z czym konstrukcja dachu , jeśli na nim kolektory maja być zamontowane, powinna być odpowiednio wytrzymała. Dostęp do instalacji nie może utrudniać ewentualnego naprawiania lub mycia kolektorów. Jeżeli nie ma możliwości zainstalowania systemu na dachu, równie efektywnie może funkcjonować na płaskim gruncie, czy specjalnie uformowanej skarpie. Instalacja solarna powinna również umożliwiać zmianę kierunku nachylenia kolektorów, ponieważ w ciągu roku zmienia się kąt padania promieni słonecznych. Najnowocześniejsze rozwiązania zapewniają podążanie kolektora za słońcem, dzięki czemu jego promieniowanie jest efektywnie wykorzystywane przez kilka godzin dziennie. W dobrze zaprojektowanej instalacji odchylenie absorberów od osi północ-południe poza sezonem grzewczym nie powinno przekraczać 30°, natomiast zimą 10°.

Kolektory słoneczne – opłacalna inwestycja?

Opłacalność inwestycji w kolektory słoneczne w polskich warunkach klimatycznych uzależniona jest przede wszystkim od rodzaju instalacji. Koszt kupienia i zamontowania wszystkich elementów wynosi zazwyczaj od kilku do kilkunastu tysięcy złotych. Całoroczne kolektory, umożliwiające dowolną zmianę kąta nachylenia, są zdecydowanie droższe, niż rozwiązania podstawowe, jednak również bardziej efektywne. Tempo zwrotu nakładów inwestycyjnych związane jest także z rodzajem zastosowanego dodatkowego nośnika energii do przygotowania ciepłej wody użytkowej - największe oszczędności można osiągnąć eliminując urządzenia wykorzystujące energię elektryczną, olej opałowy i gaz. Ogólnie przyjmuje się, że prawidłowo zaprojektowana i wykonana instalacja solarna pozwala na zredukowanie kosztów ogrzania wody w sezonie letnim o blisko 90%. W przeliczeniu na cały rok oszczędności będą niższe i wyniosą ok. 60%.  
Warto jednak pamiętać, że optymalnie działające kolektory słoneczne pozwalają również na podnoszenie temperatury w pomieszczeniach. Wykorzystanie energii słonecznej może przyczynić się do zmniejszenia wydatków na ogrzewanie o 20-40%. Po upływie okresu zwrotu inwestycji instalacja solarna będzie zatem przynosiła wyraźne korzyści właścicielowi.
Inwestorzy zainteresowani zakupem solarów zainteresują się zapewne nowym programem rządowych dopłat do inwestycji realizowanym przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Warszawie. Dotacje na zakup kolektorów sięgają nawet 45% wartości zaciągniętego kredytu, co pozwala w znaczący sposób zredukować koszty instalacyjne.

Oceń artykuł
4,67 / 3 głosów
Co sądzisz na ten temat
Zaloguj się i skomentuj pierwszy

Autor: Emila Jaroszyńska

Zdjęcia: Viessmann

Polecamy Ci również

Zobacz także