Sprawność kolektorów słonecznych

Sprawność kolektorów słonecznych nie jest na tyle wysoka by zabezpieczyć całkowicie potrzeby cieplne użytkowników, dlatego z reguły współpracują z dodatkowym źródłem ciepła. Jednakże dbałość o ich możliwie najwyższą sprawność i jakość oraz optymalne zaprojektowanie instalacji, przekłada się z czasem na wymierne oszczędności, których skala po kilku dekadach może zrobić spore wrażenie, choć nie zawsze tak się dzieje, mimo najszczerszych chęci inwestora. Finalny efekt zależy od wielu czynników, dlatego wybór właściwych kolektorów słonecznych nie jest sprawa oczywistą.

Fot. 3. Optymalne ustawienie kolektora względem promieni słonecznych to kluczowy warunek efektywności. Fot. Hewalex
Fot. 1. Optymalne ustawienie kolektora względem promieni słonecznych to kluczowy warunek efektywności. Fot. Hewalex

Rodzaje kolektorów: różnice w ich konstrukcji i działaniu

Zróżnicowanie rodzajów kolektorów jest niewielkie, gdyż dzielą się one na kolektory płaskie i próżniowe, zwane rurowymi. Zasada działania jest w obu rodzajach identyczna: absorber pochłania promieniowanie słoneczne i zamienia je w energię cieplną, a następnie przekazuje ją dalej do czynnika roboczego jakim jest z reguły płyn niezamarzający na bazie glikolu propylenowego.W trzecim i ostatnim etapie płyn roboczy przepływa do wężownicy znajdującej się w zasobniku wody i oddaje do niej własne ciepło. Różnice między obydwoma typami kolektorów jednak są spore i wynikają z innego aspektu niż zasada działania. Podyktowane są one inną konstrukcją samego absorbera oraz innym sposobem zabezpieczania absorbera przed oddawaniem ciepła do otoczenia, czyli przed ponoszeniem strat cieplnych niweczących cały sens tworzenia instalacji solarnej.
Absorber kolektorów płaskich to płyta blaszana wykonana z aluminium lub miedzi zabezpieczona szybą z wysokoodpornego na nacisk i udary szkła hartowanego. Szkło to, o grubości najczęściej od 3 do 4 mm, cechuje się ponadto doskonałą przepuszczalnością światła do wewnątrz (optymalnie 90% lub więcej), co uzyskuje się przez wykonanie go z surowca o zmniejszonej zawartości żelaza i krzemionki. Blaszane płyty absorbujące ciepło pokrywa się z reguły ciemną powłoką na bazie tlenku tytanu (ciemno-niebieska barwa) lub jeszcze powszechniej na bazie powłoki PVD, która wspomaga pochłanianie promieniowania słonecznego i zarazem ogranicza oddawanie ciepła do otoczenia. Pod absorberem czy też raczej w absorberze znajduje się instalacja rurek miedzianych lub aluminiowych, z płynem niezamarzającym, ściśle w niego wbudowana i otulona, czy też „zanurzona” w izolującej wełnie mineralnej. Rurki mogą być położone w różnych układach – to zależy od producenta i modelu kolektora – spotyka się m.in. układ harfowy (równoległe ułożenie rurek) lub meandrowy (ułożenie na kształt wężownicy). Czynnik roboczy znajdujący się w rurkach przejmuje ciepło od absorbera, po czym w wężownicy oddaje energię cieplną do wody użytkowej. Wspomniana izolacja z wełny zapobiega utracie energii cieplnej pozyskanej przez czynnik roboczy. Całość obudowana jest – od spodu i ze wszystkich boków – blachą aluminiową (lub tworzywem sztucznym – co zdarza się rzadko), przy czym szczelność i jednocześnie wytrzymałość obudowy to jeden z ważniejszych warunków dla skutecznego działania kolektora.

Fot. 3. Kolektory powinno się montować zwrócone ku południu. Fot. HEWALEX
Fot. 2. Kolektory powinno się montować zwrócone ku południu. Fot. HEWALEX

W przypadku kolektorów próżniowych nie ma mowy o absorberze w postaci wielkopowierzchniowej płyty, lecz o segmentach, swoistych pasach absorbujących, z których każdy zamknięty jest w rurze próżniowej i które sumarycznie tworzą cały absorber. Kolejną różnicą – podstawową i nadającą tym kolektorom nazwę – jest wykorzystanie próżni jako izolatora. Pełni ona rolę identyczną do tej, jaką w kolektorach płaskich pełni wełna mineralna, jednak wywiązuje się z tego zadania znacznie lepiej. Wynika to z prostego faktu: brak powietrza to brak nośnika energii, więc przewodzenie cieplne czy konwekcja są całkowicie wyeliminowane. Jedyna strata, jaka jest notowana, wynika wyłącznie z procesu wypromieniowania energii cieplnej, a więc jest znikoma i można ją wręcz pominąć w kalkulacjach. Fakt zastosowania izolatora w postaci próżni pozwolił na położenie instalacji z czynnikiem roboczym bezpośrednio na absorberze. Jest to tzw. ciepłowód, czyli rurka przebiegająca centralnie wzdłuż całego segmentu (całej rury szklanej) i następnie wychodząca poza segment, by tam wraz z pozostałymi ciepłowodami połączyć się z główną szyną zbiorczą, która dalej doprowadza czynnik roboczy aż do zbiornika z wodą użytkową, odbierającą od niego ciepło. Najsłabszym ogniwem w tym cyklu jest miejsce wyprowadzenia ciepłowodu poza segment, a więc miejsce styku ciepłowodu i szklanej rury próżniowej. Jeśli pojawia się choć mikroskopijna nieszczelność, segment błyskawicznie wypełnia się powietrzem i wówczas właściwości izolacyjne są utracone, co wyraźnie odbija się na sprawności kolektora. Decydując się więc na kolektory próżniowe trzeba mieć na uwadze fakt, iż niższej jakości produktom częściej się taka sytuacja przytrafi a, dlatego warto celować w wyroby z najwyższej półki jakościowej od renomowanych wytwórców.,

Fot. 3. Schemat konstrukcyjny typowego kolektora płaskiego. Fot. VIESSMANN
Fot. 3. Schemat konstrukcyjny typowego kolektora płaskiego. Fot. VIESSMANN

Czynniki wpływające na sprawność kolektorów  słonecznych

Analizując czynniki od których zależy sprawność kolektorów słonecznych, należy rozróżnić ich dwie grupy: czynniki leżące w samych kolektorach, w ich konstrukcji, rodzaju, materiałach i jakości ich wykonania oraz czynniki zewnętrzne, a więc środowiskowe jak też dotyczące pozostałych elementów instalacji solarnej oraz sposobu jej poprowadzenie i ułożenia. Zaczynając od tych drugich, uwagę należy skierować w stronę samej intensywności promieniowania słonecznego i jej cykliczności, która wynika z pór roku. W okresie zimy nie można liczyć na wysoką wydajność kolektorów, gdyż słońce świeci zbyt słabo i pod zbyt ostrym kątem, a ponadto ilość dni słonecznych jest bardzo niewielka, przy czym każdego z takich dni słońce świeci przez kilka zaledwie godzin. Oczywiście można tu wskazać na pewne różnice w efektywności między kolektorami próżniowymi i płaskimi: te pierwsze mimo mniejszej powierzchni absorbującej wykazują niemal zerową stratę ciepła, więc zimą zyskują niewielką przewagę. Jednak latem sytuacja się odwraca: kolektory płaskie tracą już bardzo niewiele ciepła, zaś ich większa powierzchnia absorpcji pozwala im objąć palmę pierwszeństwa względem próżniowych, przy czym ten prymat też nie jest szczególnie duży. Abstrahując od tych różnic, trzeba pamiętać o tym, że oba typy kolektorów wykazują w okresie zimowym gwałtowny spadek swej efektywności.

Fot. 3. Schemat konstrukcyjny typowego kolektora próżniowego z poszczególnymi pasami absorbera w każdej rurze. Fot. VIESSMANN
Fot. 4. Schemat konstrukcyjny typowego kolektora próżniowego z poszczególnymi pasami absorbera w każdej rurze. Fot. VIESSMANN

Kolejnym czynnikiem, który ma kolosalne znaczenie dla sprawności każdej instalacji solarnej, jest ustawienie absorberów względem kierunku, z którego padają promienie słoneczne. Chodzi tu m.in. o orientację w odniesieniu do stron świata. Każde większe od-chylenie od skierowania ku południu powoduje słabnięcie efektywności kolektorów, które w pewnym stopniu można korygować zwiększeniem ich powierzchni. Jest tu jednak jeszcze jeden czynnik: kąt nachylenia, który powinien wynosić 90 stopni względem kierunku z którego padają promienie słoneczne. Problem w tym, że kąt ten się zmienia wskutek wędrówki punktu górowania słońca w ciągu roku, dlatego optymalnym jest ustawienie płaszczyzny kolektorów pod kątem około 45-50 stopni względem płaszczyzny ziemi – to swoisty „złoty środek”.

ZDANIEM EKSPERTA
Ireneusz Jeleń Menadżer ds. marketingu i szkoleń Hewalex
Ireneusz Jeleń Menadżer ds. marketingu i szkoleń Hewalex

Słyszy się często, że wybierając między średniej jakości kolektorem próżniowym i wysokiej jakości kolektorem płaskim, powinno się skłonić ku płaskiemu – czy praktyka faktycznie potwierdza taką prawidłowość?

Biorąc pod uwagę łącznie kryteria efektywności oraz kosztów zakupu, dla większości przypadków uzasadnienie znajduje stosowanie kolektorów płaskich. Przeważnie sprawność tych ostatnich wyraźnie przewyższa sprawność popularnych i przystępnych cenowo kolektorów próżniowych. Dostępne na rynku nieliczne kolektory próżniowe z wyższej półki technicznej cechują się porównywalną do płaskich sprawnością optyczną i wyraźnie wyższą sprawnością w większości zakresu temperatur roboczych. Jednak cena ich zakupu potrafi być nawet 5-6 razy wyższa w porównaniu do kolektorów płaskich – przeliczając na powierzchnię. O ile więc technicznie można doszukiwać się uzasadnienia zastosowania takich kolektorów próżniowych, to już ekonomicznie będzie to bardzo trudne. Należy przy tym zwrócić uwagę na okresy gwarancji, które pomimo wysokich cen wspomnianych kolektorów próżniowych, są zwykle niższe niż dla kolektorów płaskich dobrej klasy. W warunkach naszego klimatu podobnie jak np. w Austrii, czy Niemczech dochodzi dodatkowo problem zalegania śniegu w okresie zimowym. Rury próżniowe mogą być wyłączane z pracy nawet na wiele dni przez zaleganie śniegu, podczas gdy kolektor płaski samoczynnie rozmrozi szybę (konwekcja ciepła) w krótkim czasie. O takiej specyfice pracy od dawna wiedziano na doświadczonych rynkach np. Austrii, czy Niemiec. Udział kolektorów próżniowych jest w nich bardzo mały (kilka % rynku), pomimo większej siły nabywczej społeczeństwa w porównaniu do naszego kraju.

Który element kolektorów próżniowych ma największe znaczenie dla ich wysokiej sprawności?

Najwyższą sprawność uzyskują kolektory próżniowe zbudowane z użyciem rur jednościennych. Wpływa to wprost na ilość promieniowania słonecznego docierającego do absorbera. Ciekawostką jest fakt, że w świetle nowych zasad podawania sprawności w odniesieniu do powierzchni brutto (wcześniej do czynnej, czyli apertury), wpływ na nią odgrywa geometria kolektora. Ściśle mówiąc dotyczy to odstępów pomiędzy rurami próżniowymi. Im większa będzie powierzchnia „niepracująca” w powierzchni brutto, tym niższa będzie sprawność całego kolektora. W praktyce oznacza to, że kolektor próżniowy nawet z wysokiej klasy rurami próżniowymi może uzyskiwać mniejszą ilość ciepła z zajmowanej powierzchni niż kolektor płaski. Udział powierzchni absorbera lub apertury w powierzchni czynnej dla kolektorów płaskich często przekracza 90%. W kolektorach próżniowych jest niższy, nieraz nawet na poziomie 60-70%. Tak więc wykorzystanie powierzchni dachu będzie korzystniejsze przy zabudowie kolektorów płaskich.

Choć jest to często pomijany w publikacjach aspekt, to jednak projekt i sposób wykonania instalacji solarnej mają duże znaczenie dla efektywności i sprawności kolektorów. Specjalista odpowiadający za jej konfigurację musi mieć na uwadze jak największą prostotę, jak najmniejszą długość instalacji rurowej dla ograniczenia strat ciepła i jak najwyższą jakość poszczególnych elementów i podzespołów. Jest to kolejna droga do maksymalizacji efektywności instalacji i wspomagania sprawności samych kolektorów. Na sprawność kolektorów bardzo wyraźnie wpływa właściwa izolacja wszystkich przewodów łączących i instalacji rurowej. Straty ciepła na tych odcinkach, spowodowane uszkodzeniem lub zestarzeniem się niewłaściwie dobranej izolacji, są natychmiast odczuwalne w postaci zmniejszonej efektywności pracy kolektora. Generalnie jest to sprawa oczywista: instalacja musi być skutecznie zaizolowana i chroniona przed utratą ciepła na całej swojej długości. Analizę czynników wpływających na sprawność kolektorów i związanych z ich konstrukcją warto zacząć od ich wielkości, a więc powierzchni absorpcyjnej. Z punktu widzenia efektywności całej instalacji, do pewnego momentu zwiększanie tej powierzchni przekłada się na uzyskiwanie większych ilości energii. Jest jednak pewna granica powiększania liczby zainstalowanych kolektorów, poza którą inwestor może zacząć notować bardzo szybki przyrost kosztów związanych ze zwiększaniem tej powierzchni: znacznie szybszy niż przyrost energii pozyskiwanej z kolejnych kolektorów. Jest to klasyczna sytuacja związana z przewymiarowaniem inwestycji i tym samym skasowaniem sensu stosowania energetyki solarnej. Od strony sprawności, w dużych instalacjach solarnych pojawia się jeszcze jeden problem, dający o sobie znać w sezonie letnim w upalne dni: niemożność wykorzystania uzyskanej nadwyżki energii cieplnej.

Fot. 3. Kolektory płaskie można wykonać w wielu różnych wariantach. Fot. HEWALEX
Fot. 5. Kolektory płaskie można wykonać w wielu różnych wariantach. Fot. HEWALEX

Czynnikiem wpływającym na sprawność kolektora jest też obudowa i szkło pokrywające go od wierzchniej strony. Obudowa nie może ulegać deformacji i musi wytrzymywać obciążenia rzędu 100 kg/m2, co stanowi właściwie zabezpieczenie na wypadek mas śniegu zalegających zimą na dachu. Optymalne jest wykonanie obudowy w sposób jak najbardziej jednolity, np. z jednego profilu gwarantującego maksymalną sztywność. Szkło kolektora również powinno być odpowiednio wytrzymałe, powinno znieść silne gradobicie, ale przede wszystkim – co szczególnie ważne dla sprawności urządzenia – musi maksymalnie przepuszczać światło słoneczne. Takie cechy posiadają na przykład rury próżniowe wykonane ze szkła borowo-krzemowego, spotykane w próżniowych kolektorach najnowszych generacji.

Fot. 4. Kolektory mogą stanowić element dekoracyjny nowoczesnej architektury. Fot. VIESSMANN
Fot. 6. Kolektory mogą stanowić element dekoracyjny nowoczesnej architektury. Fot. VIESSMANN

Automatyka związana z optymalizacją przepływu czynnika grzewczego i pozwalająca na płynną regulację obrotów pompy obiegowej, również jest czynnikiem wpływającym na sprawność kolektorów i całej instalacji. Ma ona szczególne znaczenie w sytuacji nadmiaru energii pobranej z promieni słonecznych, kiedy to na przykład inwestor wyjedzie na urlop i nikt nie korzysta z wody nieustannie podgrzewanej w zasobniku. Automatyka może wówczas przełączyć instalację w tryb „urlopowy” czyli załączyć funkcje chłodzenia lub przekierować nadmiar energii na wodę basenową. Jest oczywiście też inne rozwiązanie, które świetnie współgra z automatyką – pokrycie absorbera tlenkiem tytanu, który po nagrzaniu się do 70ºC zmienia swoje właściwości, traci swoją przezroczystość i zaczyna skutecznie odbijać promienie słoneczne, chroniąc absorber przed zbytnim nagrzaniem się. Jednak nie zmienia to faktu, iż trudno się obyć bez automatyki sprzęgniętej ze sterownikami w jeden sprawny i niemal bezobsługowy system. Jednak najważniejsze czynniki wpływające na sprawność kolektorów słonecznych i tkwiące w nich samych, w ich konstrukcji, to szczelność kolektorów i efekt starzenia się absorbera. W odniesieniu do próżniowych kolektorów, szczelność każdego segmentu (rury próżniowej) to sprawa kardynalna. Dopóki rura jest szczelna i próżnia wewnątrz jest zachowana, problem wnikania powietrza oraz wilgoci – a zatem i problem wentylacji – w ogóle nie istnieje. Izolacja poprzez próżnię jest wówczas w pełni gwarantowana, strat ciepła nie ma, zaś różnica temperatur między absorberem i otoczeniem – warunkująca jakąkolwiek sprawność kolektora – jest utrzymana. W przypadku kolektorów płaskich szczelność ma inne przełożenie. Kluczem jest tu obudowa i taka jej szczelność, która uniemożliwia wnikanie wilgoci z zewnątrz do wewnątrz, ale zarazem pozwala na wentylację wnętrza kolektora, gdyż materiały izolacyjne cechują się jednak minimalną wilgotnością, która wymaga skutecznego usuwania. Właściwa wentylacja przy jednoczesnej szczelności przeciwko wilgoci w postaci choćby siekącego deszczu, to gwarancja dobrego zaizolowania kolektora płaskiego, a co za tym idzie utrzymania jego wysokiej sprawności.

Fot. 3. Większość dachów opada pod kątem 45 stopni - optymalnie dla kolektorów. Fot. HEWALEX
Fot. 7. Większość dachów opada pod kątem 45 stopni – optymalnie dla kolektorów. Fot. HEWALEX

Starzenie się absorbera jest procesem naturalnym i powstrzymanie go przez jak najdłuższy czas leży w najwyższym interesie inwestora. Chodzi tu o stuprocentową odporność na starzenie w przeciągu co najmniej 20 lat, co jest warunkiem minimalnym przy dzisiejszych wymaganiach wobec kolektorów słonecznych. Badania jakościowe kolektorów obejmują m.in. ten aspekt, który w decydujący sposób wpływa na jakość i sprawność urządzenia. Oczywiście z biegiem lat efekt starzenia nieuchronnie nasila się i postępuje coraz szybciej, ale dla obecnie stosowanych absorberów są to odległe perspektywy. Na koniec warto sobie przypomnieć, że całościowa ocena sprawności kolektorów słonecznych to wypadkowa trzech parametrów: sprawności optycznej (skuteczność przenikania promieni przez szkło i skuteczność ich pochłaniania przez absorber), wytracalności ciepła (współczynnik strat spowodowanych m.in. przez niewłaściwą izolację) oraz wydajności grzewczej, pod którą rozumie się uzysk energetyczny. Porównując w ten sposób oba rodzaje kolektorów, zauważa się często wyższą sprawność kolektorów próżniowych w stosunku do płaskich, przy założeniu że mają identyczną powierzchnię absorbera i pracują w identycznych i optymalnych warunkach.

Fot. 4. Kolektory można dopasować kolorystycznie do barwy użytej na dachu. Fot. VIESSMANN
Fot. 8. Kolektory można dopasować kolorystycznie do barwy użytej na dachu. Fot. VIESSMANN

Dobór właściwego kolektora słonecznego

– czym się kierować? Ponieważ kolektory słoneczne to inwestycja na kilka dekad, podczas których ich wytrzymałość i sprawność powinny utrzymywać się na niezmienionym poziomie, inwestor powinien skupić się na produktach, które przeszły badania pod kątem wytrzymałości i jakości w zgodzie z normami (PN-EN 12975). Warto również zwrócić uwagę na ceniony w Europie certyfikat Solar Keymark. Ale najważniejszym kryterium wyboru jest sposób wykorzystywania energii pozyskiwanej przez kolektory. W typowych domach jedno- lub wielorodzinnych kolektory są dobierane tak, by w około 50% były w stanie zapewnić energię cieplną potrzebną do ogrzewania ciepłej wody użytkowej. Pozostały procent zapotrzebowania pokrywany jest przez inne główne źródła ciepła, z którymi kolektory mogą współpracować. Są to choćby kotły olejowe, gazowe, coraz popularniejsze kotły na pellety, pompy ciepła, kominki czy nawet podgrzewacze elektryczne, stosowane w sytuacjach, gdy nie ma możliwości innej, jak tylko skorzystanie z energii elektrycznej. Znając bilans energetyczny budynku i wyliczywszy zapotrzebowanie cieplne dla konkretnej inwestycji solarnej, łatwo jest – opierając się na specjalistycznych kalkulatorach – oszacować wymaganą powierzchnię kolektorów. Jest ona inna dla płaskich i inna dla próżniowych kolektorów, zaś proporcja wynosi mniej więcej 7 do 10. Oznacza to, że jeśli kalkulator wskazuje na potrzebę wykorzystania 10 metrów kwadratowych powierzchni absorbera w kolektorach płaskich, to podobną ilość energii inwestor osiągnie sięgając po kolektory próżniowe o powierzchni absorbera wynoszącej około 7 metrów kwadratowych. Jednak czym innym jest porównywanie powierzchni absorbera (w próżniowych jest mniejsza przy tych samych wymiarach kolektora), a czym innym porównywanie powierzchni kolektorów. Dlatego w momencie gdy kalkulator wskaże wymaganą powierzchnię absorbującą, o wyborze decyduje w praktyce stosunek powierzchni jaką dysponuje na dachu inwestor do wymaganej powierzchni absorbującej. To dlatego w praktyce niemal zawsze instaluje się kolektory płaskie. Natomiast ważnym argumentem za wyborem kolektorów próżniowych jest ich łatwiejsza adaptacja do różnych powierzchni i rodzajów dachów – chodzi tu o większe możliwości montażowe, niż ma to miejsce w przypadku kolektorów płaskich, pozwalające również na montaż pionowy.

ZDANIEM EKSPERTA
Marcin Ponarski Dział Wsparcia Technicznego i Szkoleń Viessmann Sp. z o.o.
Marcin Ponarski Dział Wsparcia Technicznego i Szkoleń Viessmann Sp. z o.o.

Słyszy się często, że wybierając między średniej jakości kolektorem próżniowym i wysokiej jakości kolektorem płaskim, powinno się skłonić ku płaskiemu – czy praktyka faktycznie potwierdza taką prawidłowość?

Na tak postawione pytanie jest bardzo ciężko udzielić jednoznacznej odpowiedzi. Odważę się nawet zaryzykować stwierdzenie, że taka teza może być błędna. W przypadku zastosowania kolektorów słonecznych do wspomagania produkcji c.w.u., czy podgrzewania wody w basenie, największa ilość pozyskanej energii będzie przypadała na miesiące letnie. W lecie promieniowanie słoneczne pada na kolektory płaskie pod kątem zbliżonym do kąta prostego. Dzięki takiemu padaniu bardzo mało promieniowania jest odbijane lub rozpraszane. W przypadku kolektorów próżniowych, w których powierzchnia szkła jest obła, idealnie w środku rury promieniowanie pada pod kątem prostym, ale już troszkę w bok i wtedy kąt staje się bardzo ostry, zwiększając ilość odbitego lub rozproszonego promieniowania. Widać to bardzo dokładnie, porównując sprawność optyczną kolektora płaskiego Vitosol 200-FM i kolektora próżniowego 300-TM, wynoszące odpowiednio 75,5% dla 200-FM i 51,4% dla 300-TM. Oczywiście drugim bardzo ważnym parametrem jest izolacyjność cieplna kolektora. Im lepiej zaizolowany kolektor, tym mniej traci z wcześniej pozyskanej energii. W tym przypadku lepsze okazują się kolektory próżniowe (kolektor płaski traci 3,952 W/(m2K), a kolektor próżniowy tylko 1,158 W/(m2K)). Co to wszystko oznacza dla użytkownika? Jeżeli planujemy, że kolektory będą wykorzystywane w znaczącej części w lecie do produkcji c.w.u, gdy jest bardzo mała różnica temperatur między temperaturą otoczenia a temperaturą powierzchni absorbera, wtedy dużo większe znaczenie ma sprawność optyczna – czyli w takiej sytuacji lepsze są kolektory płaskie. Jednak gdy planujemy wykorzystywać intensywnie kolektory także w zimie, np. do wspomagania ogrzewania, wtedy większe znaczenie ma izolacyjność – czyli lepsze będą kolektory próżniowe.

Który element kolektorów próżniowych ma największe znaczenie dla ich wysokiej sprawności?

Obecnie stosowane kolektory próżniowe bardzo często wykorzystują technologię HeatPipe, czyli nie ma bezpośredniego przepływu czynnika solarnego przez rurę kolektora. W takich kolektorach bardzo ważny jest sposób wykonania połączenia między rurą próżniową a głowicą, w której przepływa czynnik solarny. Takie połączenie musi bardzo dobrze przewodzić energię cieplną zatem instalator montujący takie kolektory musi zwrócić uwagę, by miejsce połączenia było dokładnie posmarowane pastą termoprzewodzącą. Oczywiście przy montażu należy zwracać uwagę czy rury nie są uszkodzone (rozszczelnione). Rozszczelnione rury będą, zamiast grzać, wychładzać instalację a dodatkowo będą wewnątrz pokrywały się wilgocią, która będzie destrukcyjnie oddziaływała na warstwę absorbera.

Fot. 3. Absorber z meandrowym układem rurek wypełnionych płynem roboczym. Fot. HEWALEX
Fot. 9. Absorber z meandrowym układem
rurek wypełnionych płynem roboczym. Fot. HEWALEX
Fot. 3. Miedziane rurki kolektora płaskiego w ułożeniu równoległym. Fot. HEWALEX
Fot. 10. Miedziane rurki kolektora
płaskiego w ułożeniu równoległym. Fot. HEWALEX

Część inwestorów kieruje się również ceną, zwracając się niejako automatycznie w stronę tańszych kolektorów płaskich. Jednak cena powinna być wyznacznikiem dopiero w drugim kroku, ustępując pierwszeństwa kryteriom technicznym. Dopiero po zwymiarowaniu instalacji i samych kolektorów, po dokładnym określeniu zapotrzebowania na energię cieplną – rozumianym jako pochodna wszystkich istotnych czynników technicznych dla danej inwestycji – oraz porównaniu relacji między kosztami inwestycji, a zyskami, można zacząć kierować się ceną, ale pod warunkiem, że inwestor porusza się w obrębie wyselekcjonowanej części oferty rynkowej, dopasowanej do projektowanej instalacji i wykonanej przez renomowanych producentów. Praktyka znów wskazuje na dominację kolektorów płaskich, za którą odpowiada nieraz kilkukrotnie wyższa cena odpowiedników próżniowych. Inwestorzy rzadko widzą uzasadnienie dla poniesienia cztero lub nawet sześciokrotnie większego kosztu i rozciągania okresu oczekiwania na ich zwrot z inwestycji. Podsumowanie Technologia solarna z całą pewnością nie jest zagadnieniem raczkującym na polskim rynku, lecz jednocześnie nadal istnieje dla niej ogromne pole dla dalszego rozwoju i ekspansji. Przy odpowiedniej polityce i otoczce prawno-administracyjnej, jeszcze przez wiele lat kolektory słoneczne będą podbijać polski rynek i wspomagać działania na rzecz zrównoważonego rozwoju i odpowiedzialnej oraz ekologicznej gospodarki energetycznej w skali zarówno mikro jak i makro.

Fot. 3. Kolektor próżniowy generuje tyle samo ciepła co płaski, przy nieco mniejszej powierzchni absorbcji. Fot. VIESSMANN
Fot. 11. Kolektor próżniowy generuje tyle samo ciepła co płaski, przy nieco mniejszej powierzchni absorbcji. Fot. VIESSMANN

Łukasz Lewczuk
Na podstawie materiałów publikowanych m.in. przez:
Viessmann Sp. z o.o.,
Kospel S.A.,
Nibe-Biawar Sp. z o.o.,
Vaillant Saunier Duval Sp. z o.o.,
Hewalex Sp. z o.o. Sp.k.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here