Energia słoneczna jako alternatywne źródło energii: rodzaje i cechy systemów solarnych

W ostatnim dziesięcioleciu energia słoneczna jako alternatywne źródło energii jest wykorzystywana coraz częściej do ogrzewania i zaopatrywania budynków w ciepłą wodę. Głównym powodem jest dążenie do zastąpienia tradycyjnych paliw dostępnymi, ekologicznymi i odnawialnymi źródłami energii.

Przemiana energii słonecznej w cieplną zachodzi w systemach solarnych – konstrukcja i zasada działania modułu określa specyfikę jego zastosowania. W tym artykule omówimy rodzaje kolektorów słonecznych i zasady ich działania, a także przedstawimy popularne modele modułów słonecznych.

Zasadność stosowania systemu solarnego

Instalacja solarna – zestaw urządzeń do przekształcania słonecznej energii promieniowania w energię cieplną, która następnie przekazywana jest do wymiennika ciepła w celu ogrzania czynnika grzewczego systemu ogrzewania lub ciepłej wody użytkowej.

Wydajność instalacji heliotermicznej zależy od nasłonecznienia – ilości energii docierającej w ciągu jednego dnia do 1 m² powierzchni ustawionej pod kątem 90° względem kierunku promieni słonecznych. Jednostką miary jest kWh/m², wartość parametru zmienia się w zależności od pory roku.

Średni poziom nasłonecznienia dla regionu o klimacie umiarkowanie kontynentalnym wynosi 1000–1200 kWh/m² (rocznie). Ilość słońca jest parametrem decydującym przy obliczaniu wydajności instalacji solarnej.

Wykorzystanie alternatywnego źródła energii pozwala na ogrzewanie domu i uzyskiwanie ciepłej wody bez tradycyjnych nakładów energetycznych – wyłącznie za pomocą promieniowania słonecznego.

Montaż systemu zaopatrzenia w ciepło słoneczne jest kosztownym przedsięwzięciem. Aby nakłady inwestycyjne się zwróciły, niezbędne są precyzyjne obliczenia systemu i przestrzeganie technologii instalacji.

Przykład. Średnia wartość nasłonecznienia dla Tuły w środku lata wynosi 4,67 kW/m²*dzień, przy ustawieniu panelu systemu pod kątem 50°. Wydajność kolektora słonecznego o powierzchni 5 m² oblicza się następująco: 4,67*4=18,68 kW energii cieplnej dziennie. Ta ilość wystarczy do podgrzania 500 l wody z temperatury 17 °C do 45 °C.

Jak pokazuje praktyka, przy stosowaniu instalacji słonecznej właściciele domów letniskowych w okresie letnim mogą całkowicie przejść z elektrycznego lub gazowego podgrzewania wody na metodę słoneczną.

Mówiąc o celowości wdrażania nowych technologii, ważne jest uwzględnienie cech technicznych konkretnego kolektora słonecznego. Jedne zaczynają działać przy 80 W/m² energii słonecznej, a inne potrzebują tylko 20 W/m².

Nawet w klimacie południowym zastosowanie systemu kolektorowego wyłącznie do ogrzewania się nie zwróci. Jeśli instalacja będzie używana tylko zimą przy niedoborze słońca, to koszt sprzętu nie zwróci się nawet przez 15-20 lat.

Aby jak najefektywniej wykorzystać kompleks słoneczny, należy go włączyć do systemu ciepłej wody użytkowej. Nawet zimą kolektor słoneczny pozwoli „obciąć” rachunki za nośniki energii na podgrzewanie wody nawet o 40-50%.

Według szacunków ekspertów, przy użytkowaniu domowym system słoneczny zwraca się po około 5 latach. Wzrost cen energii elektrycznej i gazu skróci okres zwrotu kompleksu.

Oprócz korzyści ekonomicznych „ogrzewanie słoneczne” ma dodatkowe zalety:

1. Ekologiczność. Zmniejsza się emisja dwutlenku węgla. W ciągu roku 1 m² kolektora słonecznego zapobiega przedostaniu się do atmosfery 350-730 kg odpadów.
2. Estetyka. Przestrzeń kompaktowej łazienki lub kuchni można uwolnić od nieporęcznych bojlerów lub gazowych podgrzewaczy przepływowych.
3. Trwałość. Producenci zapewniają, że przy przestrzeganiu technologii montażu, kompleks będzie służył przez około 25-30 lat. Wiele firm udziela gwarancji do 3 lat.

Argumenty przeciwko wykorzystaniu energii słonecznej: wyraźna sezonowość, zależność od pogody i wysokie początkowe inwestycje.

Ogólna budowa i zasada działania

Rozważmy wariant systemu słonecznego z kolektorem jako głównym elementem roboczym systemu. Wygląd urządzenia przypomina metalową skrzynię, której przednia strona wykonana jest ze szkła hartowanego. Wewnątrz skrzyni umieszczony jest organ roboczy – wężownica z absorberem.

Blok pochłaniania ciepła zapewnia ogrzewanie czynnika grzewczego – krążąca ciecz przekazuje wygenerowane ciepło do obiegu wody użytkowej.

Główne elementy systemu solarnego: 1 – pole kolektorów, 2 – odpowietrznik, 3 – stacja rozdzielcza, 4 – zbiornik zrzutu nadciśnienia, 5 – kontroler, 6 – zasobnik ciepłej wody, 7,8 – grzałka elektryczna i wymiennik ciepła, 9 – zawór termostatyczny mieszający, 10 – wypływ ciepłej wody, 11 – dopływ zimnej wody, 12 – spust, T1/T2 – czujniki temperatury.

Kolektor słoneczny musi pracować w tandemie ze zbiornikiem akumulacyjnym. Ponieważ czynnik grzewczy nagrzewa się do temperatury 90-130°C, nie można go podawać bezpośrednio do kranów ciepłej wody użytkowej ani do grzejników. Czynnik grzewczy trafia do wymiennika ciepła bojlera. Zbiornik akumulacyjny jest często uzupełniany grzałką elektryczną.

Schemat działania:

1. Słońce nagrzewa powierzchnię kolektora.
2. Promieniowanie cieplne jest przekazywane do elementu pochłaniającego (absorbera), w którym znajduje się ciecz robocza.
3. Czynnik grzewczy krążący w rurkach wężownicy nagrzewa się.
4. Sprzęt pompowy, jednostka sterująco-kontrolna zapewniają odprowadzenie czynnika grzewczego rurociągiem do wężownicy zbiornika akumulacyjnego.
5. Następuje przekazanie ciepła do wody w bojlerze.
6. Schłodzony czynnik grzewczy wraca do kolektora i cykl się powtarza.

Podgrzana woda z podgrzewacza jest podawana do obiegu grzewczego lub do punktów poboru wody.

Przy instalacji systemu grzewczego lub całorocznego zaopatrzenia w ciepłą wodę, system wyposaża się w źródło dodatkowego podgrzewania (kocioł, elektryczna grzałka). Jest to konieczny warunek utrzymania zadanej temperatury.

Panele słoneczne w instalacjach domów jednorodzinnych najczęściej wykorzystuje się jako rezerwowe źródło energii elektrycznej:

Rodzaje kolektorów słonecznych

Niezależnie od przeznaczenia, system solarny jest wyposażany w płaski lub rurowy kolektor słoneczny. Każdy z wariantów ma szereg charakterystycznych cech pod względem parametrów technicznych i efektywności eksploatacji.

Próżniowy – do klimatu zimnego i umiarkowanego

Konstrukcyjnie próżniowy kolektor słoneczny przypomina termos – wąskie rurki z czynnikiem grzewczym umieszczone są w kolbach o większej średnicy. Między naczyniami tworzy się warstwa próżniowa odpowiedzialna za izolację termiczną (zachowanie ciepła – do 95%). Kształt rurowy jest najbardziej optymalny do utrzymania próżni i „przechwytywania” promieni słonecznych.

Podstawowe elementy rurowej instalacji heliotermicznej: rama nośna, obudowa wymiennika ciepła, próżniowe szklane rurki pokryte wysoce selektywną powłoką w celu intensywnego „pochłaniania” energii słonecznej

Wewnętrzna (termiczna) rurka wypełniona jest roztworem soli o niskiej temperaturze wrzenia (24–25 °C). Po podgrzaniu ciecz odparowuje – opary unoszą się do góry kolby i podgrzewają czynnik grzewczy krążący w obudowie kolektora.

W procesie kondensacji krople wody spływają do końcówki rurki i proces się powtarza.

Dzięki obecności warstwy próżniowej ciecz wewnątrz kolby termicznej może wrzeć i odparowywać przy ujemnej temperaturze zewnętrznej (do -35 °C).

Charakterystyka modułów słonecznych zależy od takich kryteriów:

• konstrukcja rurki – piórowa, współosiowa;
• budowa kanału termicznego – „Heat pipe”, cyrkulacja bezpośrednia.

Kolba piórowa – szklana rurka, w której zamknięty jest płytowy absorber i kanał termiczny. Warstwa próżniowa przechodzi przez całą długość kanału termicznego.

Rurka współosiowa – podwójna kolba z próżniową „wkładką” między ściankami dwóch zbiorników. Przekazywanie ciepła odbywa się od wewnętrznej powierzchni rurki. Końcówka rurki termicznej wyposażona jest we wskaźnik próżni.

Efektywność rurek piórowych (1) jest wyższa w porównaniu z modelami współosiowymi (2). Jednak pierwsze są droższe i bardziej skomplikowane w montażu. Ponadto w przypadku awarii kolbę piórową trzeba wymieniać w całości

Kanał „Heat pipe” to najpopularniejszy wariant przekazywania ciepła w kolektorach słonecznych.

Mechanizm działania opiera się na umieszczeniu w szczelnych metalowych rurkach łatwo odparowującej cieczy.

Popularność „Heat pipe” wynika z przystępnej ceny, bezobsługowości i łatwości naprawy. Ze względu na złożoność procesu wymiany ciepła maksymalny poziom sprawności wynosi 65%

Kanał przepływowy – przez szklaną kolbę przechodzą równoległe, połączone w U-kształtny łuk metalowe rurki

Nośnik ciepła, przepływając przez kanał, nagrzewa się i jest podawany do korpusu kolektora.

Warianty konstrukcji próżniowego kolektora słonecznego: 1 – modyfikacja z centralną rurką grzewczą «Heat pipe», 2 – instalacja słoneczna z przepływem bezpośrednim nośnika ciepła

Rurki współosiowe i piórkowe mogą być różnie łączone z kanałami cieplnymi.

Wariant 1. Kolba współosiowa z «Heat pipe» – najpopularniejsze rozwiązanie. W kolektorze następuje wielokrotne przekazywanie ciepła od ścianek szklanej rurki do wewnętrznej kolby, a następnie do nośnika ciepła. Stopień optycznej sprawności osiąga 65%.

Schemat budowy rurki współosiowej «Heat pipe»: 1 – osłona szklana, 2 – powłoka selektywna, 3 – metalowe żebrowanie, 4 – próżnia, 5 – kolba cieplna z substancją łatwo wrzącą, 6 – wewnętrzna rurka szklana

Wariant 2. Kolba współosiowa z przepływem bezpośrednim znana jako kolektor U-kształtny. Dzięki konstrukcji zmniejszają się straty ciepła – energia cieplna z aluminium przekazywana jest do rurek z krążącym nośnikiem ciepła.

Oprócz wysokiej sprawności (do 75%) model ma wady:

• trudność montażu – kolby stanowią jedną całość z dwururkowym korpusem kolektora (mainfold) i są instalowane w całości;
• wykluczona jest wymiana pojedynczych rurek.

Ponadto agregat U-kształtny jest wymagający wobec nośnika ciepła i droższy od modeli «Heat pipe».

Budowa kolektora słonecznego U-kształtnego: 1 – szklany «cylinder», 2 – powłoka absorpcyjna, 3 – aluminiowa «osłona», 4 – kolba z nośnikiem ciepła, 5 – próżnia, 6 – wewnętrzna rurka szklana

Wariant 3. Rurka piórkowa z zasadą działania «Heat pipe». Charakterystyczne cechy kolektora:

• wysokie właściwości optyczne – sprawność około 77%;
• płaski absorber bezpośrednio przekazuje energię ciepła do rurki z nośnikiem ciepła;
• dzięki zastosowaniu jednej warstwy szkła zmniejszone jest odbicie promieniowania słonecznego;

Możliwa jest wymiana uszkodzonego elementu bez spuszczania nośnika ciepła z systemu słonecznego.

Wariant 4. Kolba piórkowa o działaniu przepływowym – najskuteczniejsze narzędzie wykorzystania energii słonecznej jako alternatywnego źródła energii do podgrzewania wody lub ogrzewania mieszkań. Wysokowydajny kolektor pracuje ze sprawnością – 80%. Wadą systemu jest trudność naprawy.

Schematy urządzenia pierzastych kolektorów słonecznych: 1 – heliosystem z kanałem «Heat pipe», 2 – dwururkowy korpus heliokolektora z przepływem prostym czynnika grzewczego

Niezależnie od wykonania, kolektory rurowe charakteryzują się następującymi zaletami:

• działanie w niskiej temperaturze;
• niskie straty ciepła;
• długi czas działania w ciągu doby;
• zdolność do podgrzewania czynnika grzewczego do wysokich temperatur;
• mała parność;
• prostota instalacji.

Główną wadą modeli próżniowych jest brak możliwości samooczyszczania z pokrywy śnieżnej. Warstwa próżniowa nie przepuszcza ciepła na zewnątrz, dlatego śnieg nie topnieje i blokuje dostęp słońca do pola kolektorowego. Dodatkowe minusy: wysoka cena i konieczność zachowania kąta nachylenia rur roboczych nie mniejszego niż 20°.

Kolektorowe urządzenia słoneczne, podgrzewające powietrzny czynnik grzewczy, mogą być używane do przygotowania ciepłej wody, jeśli są wyposażone w zbiornik akumulacyjny:

Bardziej szczegółowo o zasadzie działania próżniowego kolektora słonecznego z rurami proszę przeczytać dalej.

Wodny – optymalny wariant dla szerokości południowych

Płaski (panelowy) heliokolektor – prostokątna płyta aluminiowa, zamknięta od góry plastikową lub szklaną pokrywą. Wewnątrz skrzyni znajduje się pole absorpcyjne, metalowa wężownica i warstwa izolacji cieplnej. Powierzchnia kolektora wypełniona jest przepływowym rurociągiem, przez który porusza się czynnik grzewczy.

Podstawowe elementy płaskiego heliokolektora: korpus, absorber, powłoka ochronna, warstwa izolacji termicznej i elementy mocujące. Podczas montażu stosuje się matowe szkło o współczynniku przepuszczalności zakresu widmowego 0,4-1,8 µm.

Absorpcja ciepła przez wysokoselektywną powłokę absorpcyjną sięga 90%. Przepływowy metalowy rurociąg znajduje się pomiędzy „pochłaniaczem” a izolacją cieplną. Stosowane są dwa schematy układania rur: „harfa” i „meander”.

Proces montażu kolektorów słonecznych podgrzewających płynny nośnik ciepła obejmuje szereg tradycyjnych etapów:

Jeśli obieg grzewczy zostanie uzupełniony linią dostarczającą wodę sanitarną do CWU, warto podłączyć do kolektora słonecznego akumulator ciepła. Najprostszym rozwiązaniem będzie zbiornik o odpowiedniej pojemności z izolacją termiczną zdolną utrzymać temperaturę podgrzanej wody. Należy go zamontować na estakadzie:

Kolektor rurowy z ciekłym nośnikiem ciepła działa jak efekt cieplarniany – promienie słoneczne przenikają przez szkło i ogrzewają rurociąg. Dzięki szczelności i izolacji termicznej ciepło jest zatrzymywane wewnątrz panelu.

Wytrzymałość modułu słonecznego w dużej mierze zależy od materiału osłony ochronnej:

• szkło zwykłe – najtańsze i najbardziej kruche pokrycie;
• szkło hartowane – wysoki stopień rozpraszania światła i zwiększona wytrzymałość;
• szkło antyrefleksyjne – charakteryzuje się maksymalną zdolnością absorpcyjną (95%) dzięki obecności warstwy eliminującej odbicie promieni słonecznych;
• szkło samoczyszczące (polarne) z dwutlenkiem tytanu – zanieczyszczenia organiczne wypalają się na słońcu, a pozostałości brudu są zmywane przez deszcz.

Najbardziej odporne na uderzenia jest szkło poliwęglanowe. Materiał ten stosowany jest w drogich modelach.

Odbicie promieni słonecznych i zdolność absorpcyjna: 1 – powłoka antyrefleksyjna, 2 – szkło hartowane odporne na uderzenia. Optymalna grubość zewnętrznej osłony ochronnej – 4 mm

Cechy eksploatacyjno-funkcjonalne panelowych instalacji słonecznych:

• w systemach z wymuszoną cyrkulacją przewidziano funkcję odszraniania, umożliwiającą szybkie pozbycie się pokrywy śnieżnej na polu kolektorów;
• szkło pryzmatyczne wychwytuje szeroki zakres promieni pod różnymi kątami – w okresie letnim sprawność instalacji osiąga 78-80%;
• kolektor nie boi się przegrzania – w przypadku nadmiaru energii cieplnej możliwe jest wymuszone chłodzenie nośnika ciepła;
• zwiększona odporność na uderzenia w porównaniu z rurowymi odpowiednikami;
• możliwość montażu pod dowolnym kątem;
• przystępna polityka cenowa.

Systemy nie są pozbawione wad. W okresie niedoboru promieniowania słonecznego, wraz ze wzrostem różnicy temperatur, sprawność płaskiego kolektora słonecznego znacznie spada z powodu niewystarczającej izolacji termicznej. Dlatego moduł panelowy sprawdza się latem lub w regionach o ciepłym klimacie.

Systemy solarne: cechy konstrukcji i eksploatacji

Różnorodność systemów solarnych można klasyfikować według takich parametrów: metoda wykorzystania promieniowania słonecznego, sposób cyrkulacji nośnika ciepła, liczba obiegów i sezonowość eksploatacji.

Kompleks aktywny i pasywny

W każdym systemie konwersji energii słonecznej przewidziany jest odbiornik promieniowania słonecznego. W zależności od sposobu wykorzystania uzyskanego ciepła rozróżnia się dwa typy kompleksów słonecznych: pasywne i aktywne.

Pierwszy rodzaj – system ogrzewania słonecznego, gdzie elementami pochłaniającymi promieniowanie słoneczne są elementy konstrukcyjne budynku. Jako powierzchnia odbiorcza służą dach, ściana-kolektor lub okna.

Schemat niskotemperaturowego pasywnego systemu słonecznego ze ścianą-kolektorem: 1 – promienie słoneczne, 2 – półprzezroczysty ekran, 3 – bariera powietrzna, 4 – ogrzane powietrze, 5 – zużyte strumienie powietrza, 6 – promieniowanie cieplne ze ściany, 7 – powierzchnia pochłaniająca ciepło ściany-kolektora, 8 – ozdobne żaluzje

W krajach europejskich technologie pasywne są stosowane przy wznoszeniu budynków energooszczędnych. Powierzchnie solarno-odbiorcze dekoruje się jako udawane okna. Za pokryciem szklanym umieszcza się poczernioną ścianę ceglaną z otworami świetlnymi.

Jako akumulatory ciepła występują elementy budowli – ściany i stropy, izolowane polistyrenem od zewnątrz.

Systemy aktywne zakładają zastosowanie niezależnych urządzeń, nie związanych z budowlą.

Do tej kategorii należą omówione wyżej kompleksy z kolektorami rurowymi, płaskimi – instalacje solarno-termiczne, z reguły umieszczane na dachu budynku.

Systemy termosyfonowe i cyrkulacyjne

Urządzenia solarno-termiczne z naturalnym przepływem czynnika grzewczego w obwodzie kolektor-akumulator-kolektor odbywa się za pomocą konwekcji – ciepła ciecz o małej gęstości unosi się do góry, schłodzona – spływa w dół.

W systemach termosyfonowych zbiornik akumulacyjny umieszcza się powyżej kolektora, zapewniając samoczynną cyrkulację czynnika grzewczego.

Schemat pracy jest charakterystyczny dla jednoobwodowych systemów sezonowych. Kompleksu termosyfonowego nie zaleca się stosować dla kolektorów o powierzchni większej niż 12 m².

Bezciśnieniowy system słoneczny ma szeroki wachlarz wad:

• w pochmurne dni wydajność kompleksu spada – do przepływu czynnika grzewczego wymagana jest duża różnica temperatur;
• straty ciepła spowodowane powolnym przemieszczaniem się cieczy;
• ryzyko przegrzania zbiornika z powodu braku kontroli procesu grzewczego;
• niestabilność pracy kolektora;
• trudność umieszczenia zbiornika-akumulatora – przy montażu na dachu wzrastają straty ciepła, przyspieszają procesy korozyjne, pojawia się ryzyko zamarznięcia przewodów.

Zalety systemu „grawitacyjnego”: prostota konstrukcji i przystępność cenowa.

Nakłady kapitałowe na urządzenie cyrkulacyjnego (wymuszonego) systemu słonecznego są znacznie wyższe niż instalacja kompleksu bezciśnieniowego. W obwód „wcinana” jest pompa, zapewniająca przepływ czynnika grzewczego. Praca stacji pompowej sterowana jest przez kontroler.

Dodatkowa moc cieplna wytwarzana w kompleksie wymuszonym przewyższa moc pobieraną przez urządzenia pompowe. Efektywność systemu wzrasta o jedną trzecią.

Taki sposób cyrkulacji jest wykorzystywany w całorocznych dwuobwodowych instalacjach solarno-termicznych.

Zalety w pełni funkcjonalnego kompleksu:

• nieograniczony wybór lokalizacji zbiornika akumulacyjnego;
• działanie poza sezonem;
• wybór optymalnego trybu ogrzewania;
• bezpieczeństwo – blokada działania przy przegrzaniu.

Wadą systemu jest zależność od energii elektrycznej.

Rozwiązania techniczne schematów: jedno- i dwuobwodowe

W instalacjach jednobwodowych krąży ciecz, która następnie jest dostarczana do punktów poboru wody. W okresie zimowym wodę z systemu należy spuścić, aby zapobiec zamarzaniu i pękaniu rur.

Cechy jednobwodowych kompleksów heliotermicznych:

• zalecane jest „napełnienie” systemu oczyszczoną, miękką wodą – osadzanie się soli na ściankach rur prowadzi do zatykania kanałów i uszkodzenia kolektora;
• korozja spowodowana nadmiarem powietrza w wodzie;
• ograniczona żywotność – w granicach czterech-pięciu lat;
• wysoka wydajność latem.

W dwubwodowych kompleksach helio krąży specjalny czynnik grzewczy (niezamarzająca ciecz z dodatkami przeciwpieniącymi i antykorozyjnymi), oddający ciepło wodzie przez wymiennik ciepła.

Schematy budowy jednobwodowego (1) i dwuobwodowego (2) heliosystemu. Drugi wariant charakteryzuje się większą niezawodnością, możliwością pracy zimą i długim okresem eksploatacji (20-50 lat)

Niuanse eksploatacji modułu dwuobwodowego: nieznaczne obniżenie wydajności (o 3-5% mniej niż w systemie jednobwodowym), konieczność całkowitej wymiany czynnika grzewczego co 7 lat.

Warunki pracy i zwiększania efektywności

Obliczenia i montaż heliosystemu lepiej powierzyć profesjonalistom. Przestrzeganie techniki instalacji zapewni działanie i uzyskanie deklarowanej wydajności. Aby poprawić efektywność i okres eksploatacji, należy uwzględnić pewne niuanse.

Zawór termostatyczny. W tradycyjnych systemach ciepłowniczych element termostatyczny rzadko jest instalowany, ponieważ za regulację temperatury odpowiada generator ciepła. Jednak przy urządzaniu heliosystemu nie można zapomnieć o zaworze ochronnym.

Podgrzanie zbiornika do maksymalnej dopuszczalnej temperatury zwiększa wydajność kolektora i umożliwia wykorzystanie ciepła słonecznego nawet przy pochmurnej pogodzie

Optymalne umiejscowienie zaworu – 60 cm od grzejnika. Przy bliskim położeniu „termostat” nagrzewa się i blokuje dopływ gorącej wody.

Umiejscowienie zbiornika akumulacyjnego. Zbiornik buforowy CWU powinien być instalowany w dostępnym miejscu. Przy umieszczaniu w kompaktowym pomieszczeniu szczególną uwagę należy zwrócić na wysokość sufitów.

Minimalna wolna przestrzeń nad zbiornikiem – 60 cm. Ten odstęp jest niezbędny do serwisowania akumulatora i wymiany anody magnezowej.

Instalacja zbiornika wyrównawczego. Element kompensuje rozszerzalność termiczną w okresie stagnacji. Instalacja zbiornika powyżej urządzeń pompujących spowoduje przegrzanie membrany i jej przedwczesne zużycie.

Optymalne miejsce dla zbiorniczka wyrównawczego – pod grupą pompującą. Wpływ temperatury przy takim montażu znacznie się zmniejsza, a membrana dłużej zachowuje elastyczność.

Podłączenie obwodu helio. Przy podłączaniu rur zaleca się utworzenie pętli. «Termopętla» ogranicza straty ciepła, zapobiegając wypływaniu podgrzanej cieczy.

Technicznie poprawny wariant realizacji «pętli» obwodu helio. Lekceważenie wymogu staje się przyczyną obniżenia temperatury w zbiorniku-akumulatorze o 1–2°C na noc.

Zawór zwrotny. Zapobiega «odwróceniu» cyrkulacji czynnika grzewczego. Przy braku aktywności słonecznej zawór zwrotny nie pozwala na rozproszenie ciepła zgromadzonego w ciągu dnia.

Popularne modele modułów «słonecznych»

Cieszą się popytem heliosystemy krajowych i zagranicznych firm. Dobrą reputację zdobyły produkty producentów: NPO Maszynostrojenija (Rosja), Gelion (Rosja), Ariston (Włochy), Alten (Ukraina), Viessman (Niemcy), Amcor (Izrael) i inne.

Heliosystem «Sokół». Płaski heliokolektor wyposażony w wielowarstwową powłokę optyczną z napylaniem magnetronowym. Minimalna zdolność emisji i wysoki poziom absorpcji zapewniają sprawność do 80%.

Charakterystyka eksploatacyjna:

• temperatura robocza – do -21 °C;
• promieniowanie zwrotne ciepła – 3–5%;
• warstwa górna – hartowane szkło (4 mm).

Kolektor SWK-A (Alten). Próżniowa helioinstalacja o powierzchni absorpcji 0,8–2,41 m² (w zależności od modelu). Czynnik grzewczy – glikol propylenowy, izolacja termiczna miedzianego wymiennika ciepła o grubości 75 mm minimalizuje straty ciepła.

Dodatkowe parametry:

• obudowa – anodowane aluminium;
• średnica wymiennika ciepła – 38 mm;
• izolacja – wełna mineralna z obróbką antyhigroskopijną;
• powłoka – szkło borokrzemowe 3,3 mm;
• Sprawność – 98%.

Vitosol 100-F – płaski heliokolektor montażu poziomego lub pionowego. Miedziany absorber z harfową wężownicą rurową i powłoką heliotytanową. Przepuszczalność światła – 81%.

Orientacyjne ceny heliosystemów: płaskie heliokolektory – od 400 u.j./m², kolektory rurowe – 350 u.j./10 kolb próżniowych. Kompletny zestaw systemu cyrkulacyjnego – od 2500 u.j.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Zasada działania kolektorów słonecznych i ich rodzaje:

Ocena wydajności płaskiego kolektora w temperaturze poniżej zera:

Technologia montażu panelowego kolektora słonecznego na przykładzie modelu Buderus:

Energia słoneczna – odnawialne źródło ciepła. Biorąc pod uwagę wzrost cen tradycyjnych surowców energetycznych, wdrażanie systemów solarnych uzasadnia nakłady inwestycyjne i zwraca się w ciągu najbliższych pięciu lat przy zachowaniu techniki montażu.

Jeżeli posiada Państwo cenne informacje, którymi chcą się Państwo podzielić z odwiedzającymi naszą stronę, prosimy o pozostawienie komentarzy w sekcji pod artykułem. Tam również można zadać pytania dotyczące tematu artykułu lub podzielić się doświadczeniem z użytkowania kolektorów słonecznych.