Biblioteka

Działanie oraz wykorzystanie kolektorów słonecznych

Dodano: piątek, 21 maja 2010 10:34

Dostępność konwencjonalnej energii do domowych instalacji grzewczych jest bezproblemowa, podobnie jak z energią słoneczną dostępną w każdy mniej lub bardziej słoneczny dzień, a do tego za darmo i dla każdego. Trzeba ją tylko odpowiednio skumulować i wykorzystać.

W tradycyjnej instalacji grzewczej dysponujemy pewną ilością paliwa, dzięki któremu możemy podgrzać określoną ilość wody do żądanej temperatury, choć jeśli paliwa jest mało, to i wody podgrzejemy niewiele. Instalacja kolektorów słonecznych działa jednak inaczej. Zamiast paliwa wykorzystujemy promieniowanie słoneczne, którego intensywność jest od nas w zasadzie niezależna i zmienia się wraz z porą roku. Na miesiące letnie, od maja do końca sierpnia, przypada ok. 60% energii docierającej do nas ze słońca, a od listopada do lutego jest to zaledwie ok. 10%. W związku z tym kolektor ani próżniowy, ani płaski nie jest w stanie pokryć zimą zapotrzebowania na c.w.u., a tym bardziej nie nadaje się na główne źródło ciepła dla domu, bo zimą potrzebujemy go przecież najwięcej.

Możliwości wykorzystania kolektora zależą też w dużym stopniu od jego strat ciepła, które są tym większe im mniej skuteczna jest jego izolacja. Rzecz w tym, że kolektor o słabej izolacji pochłonie co prawda pewną ilość promieniowania słonecznego nawet gdy temperatura otoczenia jest bardzo niska (czym chętnie pochwali się sprzedawca), ale ten zysk energii będzie miał tylko teoretyczne znaczenie, bo powstałe ciepło i tak ucieknie do otoczenia.

W praktyce potrzebna jest przynajmniej kilku-, czy kilkunastostopniowa różnica temperatury pomiędzy wodą w zasobniku a płynem solarnym z kolektora słonecznego. Zdecydowanie lepszą izolacyjność oferują kolektory próżniowe (aniżeli kolektory płaskie), dlatego są wydajniejsze w niskiej temperaturze.

W grudniu czy styczniu, gdy temperatura spada poniżej zera (choćby tylko do -2°C) płyn z kolektora płaskiego będzie miał np. temperaturę zaledwie 10°C, czyli tyle co zimna woda wodociągowa. Jego ciepła więc nie wykorzystamy.

W takich warunkach kolektor próżniowy pozwoli zaś uzyskać temperaturę ok. 20°C, może więc wstępnie podgrzać wodę. Do żądanej temperatury dogrzeje ją następnie konwencjonalne źródło ciepła (kocioł, grzałka elektryczna itp.).

Uwaga!

Zwiększenie powierzchni kolektorów będzie w tej sytuacji niemal bezowocne - woda w zasobniku i tak nie osiągnie wyższej temperatury niż płyn ogrzany przez kolektor.

Efektywność działania kolektorów słonecznych w różnych miesiącach można nieco poprawić, dobierając odpowiednio ich kąt nachylenia do poziomu:

  • do 30° - jeśli zależy nam na wykorzystaniu kolektorów głównie latem, bo np. podgrzewamy wówczas wodę w basenie albo prowadzimy pensjonat i gości mamy niemal wyłącznie latem. Lepszym wyborem będą wówczas kolektory płaskie.
  • ok. 50° - to najczęstsze rozwiązanie, dobre gdy kolektory podgrzewają c.w.u dla kilku osób. Zapewnia zwiększenie uzysku energii wiosną i jesienią, zimą zaś i tak możliwości kolektorów są bardo słabe, natomiast latem mamy raczej nadmiar ciepła do wykorzystania. Kolektory próżniowe będą w tej sytuacji nieco bardziej wydajne.
  • 80°-90° - gdy mimo wszystko zależy nam na zwiększeniu zysków z kolektora słonecznego zimą. Taka instalacja będzie musiała być zdecydowanie większa niż typowa, co zrównoważy wpływ niekorzystnego ustawienia w sezonie letnim. W tym przypadku uzasadnione jest stosowanie tylko kolektorów próżniowych.

Korzystny wpływ na działanie ma zastosowanie zwierciadeł parabolicznych skupiające światło na absorberze nawet o niekorzystnych porach dnia.

opr.: Redakcja
zdjęcie: