Kolektory słoneczne

Zapotrzebowanie domu na ciepło można zdecydowanie ograniczyć, poprawiając izolacyjność jego przegród zewnętrznych. Jednak nawet w bardzo energooszczędnym domu zużycie energii do przygotowania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) nie da się zbytnio ograniczyć, bo ilość potrzebnej wody zależy po prostu od liczby mieszkańców i ich nawyków. Ciepło można jednak pozyskać ze słońca za pomocą kolektorów, nie zanieczyszczając środowiska. Instalacja solarna jest niestety dość kosztowna, warto więc dopasować ją do potrzeb, by niepotrzebnie nie przepłacać.

Budowa kolektorów

(fot. Viessmann)

Na rynku występują przede wszystkim dwa typy kolektorów: płaskie oraz próżniowe. Nie można powiedzieć, że któreś z nich są lepsze. Gdy jest zimno, więcej energii uzyskamy z kolektorów próżniowych, bo one mniej tracą go do otoczenia, jednak latem przewagę mają kolektory płaskie. Za kolektorami płaskimi przemawia też ich niższa cena.

Najważniejsze, by kolektory były starannie wykonane, a ich montaż fachowy – wystarczy choćby zła izolacja rur, byśmy stracili znaczną część pozyskanego ciepła. Zanim kupimy kolektory, najlepiej poprosić o przedstawienie symulacji wydajności całej instalacji w poszczególnych miesiącach dla różnych wariantów proponowanych przez sprzedawcę (np. kolektory płaskie/kolektory próżniowe). Wówczas będziemy mogli porównać spodziewane zyski z kosztami inwestycji.

Kolektory płaskie

Promieniowanie słoneczne pochłaniane jest w nich przez metalową płytę nazywaną absorberem, która nagrzewa się i przekazuje ciepło do wypełnionych roztworem glikolu rurek umieszczonych na jej spodzie. Ogrzany płyn płynie przewodami do wymiennika ciepła umieszczonego w zasobniku ciepłej wody, po czym ochłodzony powraca do kolektora.

Obudowa kolektora musi chronić go przed uszkodzeniami, dlatego od góry przykrywa go tafla szkła odpornego na grad. Obudowa zapobiega też ucieczce ciepła z kolektora do otoczenia, dlatego jest izolowana termicznie – najczęściej wełną mineralną. Sama płyta absorbera jest pokryta specjalną powłoką, która bardzo skutecznie pochłania promieniowanie słoneczne, lecz sama wypromieniowuje niewiele ciepła.

Rurowe kolektory próżniowe

Składają się z wielu szklanych rur, wewnątrz których znajduje się element absorbujący promienie słoneczne. W rurach panuje próżnia, która jest niemal doskonałym izolatorem, zatem straty pozyskanego przez absorber ciepła są znikome.

Absorberem jest najczęściej:

metalowa blaszka;
druga szklana rurka z naniesionymi na zewnętrzne ścianki związkami metali, które poprawiają absorpcję promieniowania słonecznego;

Ciepło absorber przekazuje albo rurce z glikolem umieszczonej wewnątrz szklanej rury, albo tzw. ciepłowodowi (heat pipe). Następnie ciepło musi trafić do instalacji. W tym celu poszczególne rury łączy „szyną zbiorczą” (np. rurą, przez którą przepływa roztwór glikolu). Połączenia elementów muszą zapewniać z jednej strony efektywne przekazywanie ciepła, a równocześnie – nie mogą powodować nadmiernych jego strat do otoczenia. Spełnienie tych warunków jest trudne.

Rurowe kolektory próżniowe mogą dość skutecznie wykorzystywać także promieniowanie padające na rury z boku, a dodatkowo często wyposaża się je w zwierciadła paraboliczne skupiające światło na absorberze.

Jarosław Antkiewicz

Pełny artykuł w PDF: Kolektory słoneczne

Pozostałe artykuły