Biblioteka

Kolektory słoneczne a ciepła woda użytkowa

Dodano: czwartek, 21 sierpnia 2014 10:45

Przygotowanie ciepłej wody użytkowej to w polskich warunkach najczęściej spotykany sposób spożytkowania energii słonecznej. Jak dobrać kolektory słoneczne do przygotowania c.w.u.?

Zużycie ciepłej wody jest zaś mniej więcej stałe przez cały rok. Instalacje słoneczne do przygotowania c.w.u. dobiera się zwykle tak, aby pokrywały 50-60% rocznego zapotrzebowania na energię do podgrzania ciepłej wody. Trzeba wyraźnie podkreślić, że sformułowanie "zapotrzebowanie na energię do podgrzania ciepłej wody" wcale nie oznacza tego samego, co "zapotrzebowania na ciepłą wodę". W czym tkwi różnica?

Woda, aby nadawała się do mycia, musi mieć około 40°C. Woda wodociągowa ma zaś około 10°C. Trzeba więc ją podgrzać o 30 stopni. W mroźny i niezbyt słoneczny zimowy dzień, płyn solarny w kolektorze ogrzeje się zaś do niezbyt wysokiej temperatury, załóżmy 25°C. Co najwyżej tyle osiągnie też woda w zasobniku c.w.u. Aby woda nadawała się do mycia, musi ją jeszcze dogrzać kocioł (ew. grzałka). Można powiedzieć, że uzupełni te brakujące 15 stopni. W takiej sytuacji nie można powiedzieć, że kolektory słoneczne nic nie zrobiły - dogrzały wodę częściowo, kocioł zużył więc tylko połowę energii, którą trzeba by dostarczyć, gdyby kolektorów nie było. Cały czas pamiętajmy jednak, że bez drugiego źródła ciepła nie mielibyśmy wcale wody zdatnej do mycia, co najwyżej nieco mniej zimną.

Trzeba przy tym podkreślić, że zwiększanie powierzchni kolektorów nigdy nie zapewni nam 100% pokrycia zapotrzebowania na c.w.u. Instalacja z kolektorami o większej powierzchni będzie oczywiście nieco bardziej wydajna w okresie wiosny i jesieni, dzięki czemu pokrycie rocznego zapotrzebowania wzrośnie. Jednak w opisanych powyżej warunkach - przy niskiej temperaturze zewnętrznej i małym nasłonecznieniu - różnica pomiędzy małą i dużą instalacją będzie tylko taka, że ta pierwsza podgrzeje do 25°C 200 l wody, a druga mogłaby podgrzać do tej samej temperatury 300-400 l. Tylko czy potrzebujemy aż takiej ilości ledwo ciepłej wody?

Dlatego właśnie instalacje solarne zwykle wymiaruje się tak, aby zapewniały 50-60% ciepła niezbędnego do przygotowania c.w.u. W praktyce oznacza to, że kolektory wystarczają w pełni latem. Wiosną i jesienią wymagają wspomagania przez kocioł, zaś zimą dają bardzo niewiele ciepła. Zwiększenie powierzchni kolektorów pracujących tylko na potrzeby c.w.u. jest po prostu mało opłacalne, ponadto w sezonie letnim będziemy borykać się z problemem nadmiaru ciepła, którego nie ma jak spożytkować.

Jak dużej powierzchni kolektorów będziemy potrzebować, aby zaspokoić 60% zapotrzebowania na ciepło do przygotowania c.w.u.? Zakładając typowe zużycie c.w.u. dla 4 osób wynoszące 200 l dziennie, przy podgrzaniu z 10°C (woda wodociągowa) do 45°C, możemy orientacyjnie przyjąć:

  • 5 m2 kolektorów płaskich;
  • 3,5 m2 kolektorów próżniowych.

Jarosław Antkiewicz
fot. Hewalex