Biblioteka

Kolektory słoneczne

Dodano: piątek, 22 października 2010 08:14

Ciepła woda w kranie i gorące grzejniki - wszystko za cenę kilku kolektorów zamocowanych na dachu! Niestety, to zbyt piękne, żeby było prawdziwe. Zatem instalowanie kolektorów ma jedynie wymiar ekologiczny.

Spis treści
» Kolektory w liczbach
» Instalacja solarna
» Jak to działa?
» Potrzeby i możliwości
» Pewny wybór!
   »Pokaż wszystko

To dwa skrajne poglądy, które nieustannie krążą na forach internetowych, w dyskusjach publicznych i folderach informacyjnych. Najbardziej obiektywnym źródłem informacji są liczby, to one właśnie posłużą nam do oceny użyteczności i opłacalności kolektorów słonecznych w domowej instalacji.

Kolektory w liczbach

Instalacja solarna przyniesie największe korzyści w domach wielorodzinnych lub pełniących funkcję pensjonatów (Schüco)

Do obliczeń, mających wykazać realne korzyści z instalacji solarnych, przyjęliśmy następujące założenia (dotyczą one przeciętnych wartości):

  • przeznaczenie kolektorów: dogrzewanie c.w.u. dla 4-osobowej rodziny.
  • średnie dobowe zużycie c.w.u.: 300 l wody wstępnie podgrzanej o 35°C, a więc do ok. 45°C.
  • okres eksploatacji instalacji solarnej: ok. 20 lat.
  • zapotrzebowanie na energię cieplną do podgrzania c.w.u.: roczne - 4200 kWh.

Instalacja solarna (jeśli jest prawidłowo zaprojektowana i wykonana) jest w stanie pokryć 70% całkowitego zapotrzebowania na energię do dogrzania c.w.u. Oznacza to, że kolektory słoneczne pokryją rocznie średnio 2940 kWh (4200 kWh × 0,7 = 2940 kWh) energii.

W poniższej tabeli porównano koszty pozyskania tej ilości energii z różnych źródeł. Kwoty w kolumnach są teoretycznymi oszczędnościami, wynikającymi z zastąpienia tradycyjnych źródeł ciepła do przygotowania c.w.u. przez instalację solarną.

Wnioski: przeciętny system solarny wraz z montażem kosztuje ok. 15 000 zł.

Do tej kwoty trzeba dodać koszty eksploatacyjne instalacji solarnej (zdjęcie obok - Fakro), jak na przykład zużycie prądu przez pompy cyrkulacyjne, konserwacje itp. Przyjęliśmy, że wynoszą one ok. 4000 zł w całym okresie użytkowania:

  • szacunkowy koszt energii elektrycznej do napędu pomp - 150 zł rocznie, czyli 3000 zł w ciągu 20 lat;
  • koszty konserwacji i drobnych napraw - 1000 zł także w całym okresie eksploatacji.

Zatem sumaryczny koszt instalacji solarnej (uwzględniający zarówno nakłady inwestycyjne, jak i eksploatacyjne) to ok. 19 000 zł. Porównując tę kwotę z oszczędnościami podanymi w tabeli, okazuje się, że inwestycja w instalację solarną najszybciej zwróci się, w przypadku, gdy zamiast niej musielibyśmy podgrzewać wodę energią elektryczną. W pozostałych przypadkach będziemy musieli poczekać dłużej na zwrot kosztów.

Jak łatwo zauważyć, im droższe paliwa tradycyjne zastąpimy odnawialnym, tym szybciej zwrócą nam się koszty poniesione na instalację solarną.

Uwaga! Przyjęte w założeniach wartości są umowne i w każdym przypadku mogą być inne. W domach, gdzie średnie zużycie c.w.u jest większe niż przeciętne, wspomniane 70% energii pozyskanej dzięki kolektorom może oznaczać całkiem spore oszczędności. Będą one zauważalne np. w domach, gdzie jest wielu mieszkańców lubiących częste kąpiele w wannie, albo w domach pełniących funkcje pensjonatów. Także tam, gdzie instalacja solarna wykorzystywana będzie do podgrzewania wody w basenie.

Instalacja solarna

Zasobnik solarny - w nim magazynuje się ciepłą wodę podgrzaną dzięki kolektorom. Powinien być co najmniej 1,5 raza większy od dziennego zapotrzebowania domowników na wodę, dzięki temu można będzie korzystać z niej zarówno w dzień, jak i w nocy (Ulrich)

Najważniejszymi elementami instalacji solarnych są kolektory, a ponadto niżej opisane elementy.

Zasobnik solarny. Zbiornik, w którym magazynowana jest ciepła woda. Jego pojemność powinna być od 1,5 do 2 razy większa od dziennego zapotrzebowania na c.w.u., które zwykle mieści się w przedziale 50-80 l wody (o temperaturze 60°C) na jedną osobę:

  • najmniejsze zbiorniki mają pojemność ok. 125 l;
  • dla dwuosobowej rodziny przyjmuje się zbiornik 200-300 l;
  • dla czteroosobowej - 300-600 l.

Zbiornik o pojemności dwa razy większej od dziennego zapotrzebowania mieszkańców na c.w.u. umożliwia korzystanie z ciepłej wody zarówno wieczorem, jak i rano, choć kolektory słoneczne podgrzewają wodę tylko za dnia. Zasobniki dostępne są w dwóch odmianach - zależnie od obiegu, w jakim pracują:

  • grawitacyjnym, czyli pasywnym - ogrzany czynnik grzewczy płynie do zasobnika, który w takich instalacjach musi się znajdować powyżej kolektorów (dokładniej: jego dolna krawędź - 30 cm ponad nimi);
  • wymuszonym - czynnik grzewczy wprawiany jest w ruch pracą pompy. Zwykle zasobniki te są biwalentne, czyli z dwiema wężownicami grzejnymi w postaci spirali: jedna podłączona jest do kolektorów, druga do kotła. Jeśli woda podgrzana wcześniej przez kolektory ma wyższą temperaturę od zgromadzonej w dolnej części zasobnika, wtedy regulator włącza pompę. Jeśli niebo jest zachmurzone i woda nie podgrzeje się do nastawionej temperatury, włącza się kocioł. Jeśli zasobnik ma tylko jedną wężownicę, ciepła woda jest dostępna jedynie wtedy, gdy zostanie podgrzana przez kolektory: jeśli cały jej zapas zostanie zużyty (co zwykle się dzieje wieczorem), to w nocy nie będzie już ciepłej wody. Taki zasobnik pracujący samodzielnie, a więc podłączony tylko do kolektorów, jest rozwiązaniem najtańszym, stosowanym np. w domach letniskowych.

Zbiorniki z jedną wężownicą mają grzałkę elektryczną, która przygotowuje c.w.u., gdy kolektor nie pracuje.

Przewody rurowe. Łączą kolektory z zasobnikiem c.w.u.

Pompa cyrkulacyjna. Wymusza obieg czynnika grzewczego przez wymiennik do kolektora. Jest niezbędna, gdy zasobnik pracuje w obiegu wymuszonym (najbardziej efektywne rozwiązanie).

Automatyka sterująca. Steruje pracą instalacji, przetwarza sygnały docierające z czujników temperatury i steruje pompą cyrkulacyjną.

Czynnik grzewczy (medium grzewcze). Najczęściej jest nim niezamarzający płyn - roztwór glikolu; może być nim także woda, jest to jednak rozwiązanie ryzykowne - woda może bowiem zamarznąć w układzie podczas silnych mrozów.

Naczynie wzbiorcze. Wyrównuje ciśnienie powstające w układzie.