Jak dobrać kolektory słoneczne?

System solarny powinien być wydajny, dostosowany do realnego zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową. Zbyt mała liczba kolektorów zmniejszy jego efektywność, natomiast zbyt duża… będzie prowadzić do przegrzania w sytuacji, gdy moc urządzeń nie jest w pełni wykorzystywana. W takim razie, jak dobrać ilość kolektorów słonecznych? Przedstawiamy kilka wskazówek.

Moc i powierzchnia kolektorów – co jest ważne, gdy projektujesz system solarny?

Projektując instalację z kolektorami słonecznymi, należy wziąć pod uwagę kilka czynników: moc oraz powierzchnię urządzeń, a także ich rodzaj oraz ilość, i my omówimy każdy z tych aspektów, zaczynając od tego, na co zwracać uwagę, wybierając najważniejsze elementy instalacji.

Aby móc zaprojektować instalację, należy najpierw określić realne zapotrzebowanie na c.w.u. w gospodarstwie domowym. Najczęściej przyjmuje się, że jest to ok. 50 l na osobę, chociaż trzeba wziąć pod uwagę takie aspekty jak preferencje domowników, to, czy w domu zamontowane są wanny, czy prysznice. Na tej podstawie wylicza się, ile powinna wynosić pojemność zasobnika na wodę. Przykładowo, dla czteroosobowej rodziny, należy wybrać zasobnik o pojemności min. 300 l (minimalna wartość zakłada gospodarstwo, w którym oszczędza się wodę, zwykle zaleca się kupić nieco większy zasobnik). Gdy już wiesz, ile wody użytkowej zużywasz, możesz zacząć zastanawiać się nad optymalną instalacją źródła ciepła.

Jeszcze jedną, ważną rzeczą jest to, że w przypadku gotowego budynku powinno się sprawdzić, jakie jest nachylenie dachu, w jakie strony świata jest skierowany, a także, czy możliwe będzie bezproblemowe zainstalowanie na nim wszystkich urządzeń. Gdy dopiero budujesz dom, dobrze jest w projekcie uwzględnić te kwestie, aby instalacja była jak najbardziej wydajna.

Spełnione zostały podstawowe wymagania? Teraz istotna jest moc i ilość kolektorów. Na każde 100l pojemności zasobnika CWU przyjmuje się około 2m2 powierzchni czynnej kolektorów słonecznych. Jeśli instalacja ma wspomagać ogrzewanie, trzeba to również wziąć pod uwagę (zakłada się, że na 1 mkw. powierzchni budynku powinna przypadać do 0,5 mkw. powierzchnia instalacji zbierającej energię).

Co istotne, warto wiedzieć, że powierzchnia kolektora brutto nie jest równoznaczna z powierzchnią absorbera, który zbiera energię ze słońca. Powierzchnia absorbera uwzględnia wszystkie elementy odpowiedzialne za pozyskiwanie energii ze słońca, natomiast powierzchnia brutto kolektora podaje wyłącznie jego wymiary zewnętrzne. Jest ona ważna tylko wtedy, gdy planujesz miejsce na dachu na instalację, natomiast podczas dobierania liczby kolektorów, bierze się pod uwagę powierzchnię czynną. Istotnym parametrem jest też rzeczywista sprawność energetyczna, czyli maksymalna sprawność energetyczna pomniejszona o straty ciepła, będące wynikiem różnicy temperatury kolektorów i otoczenia.

A więc w praktyce, kolektory słoneczne zawsze dobiera się na podstawie realnych potrzeb danego gospodarstwa. Nie wiesz, jak to zrobić? Nie martw się, możemy Ci w tym pomóc. Specjalizujemy się w ekologicznych i odnawialnych źródłach ciepła, i jeśli się do nas zgłosisz, doradzimy, jakie rozwiązania i urządzenia wybrać.

Rodzaje kolektorów słonecznych

Zanim przejdziesz do tego, jaką liczbę kolektorów wybrać, musisz jeszcze wiedzieć, że są dwa typy tych urządzeń: płaskie oraz próżniowe. Czym się różnią i które z nich wybrać?

Kolektor płaski

Kolektor płaski jest zbudowany z szyby pryzmatycznej lub antyrefleksyjnej, pod którą znajduje się absorber. Jest on znacznie tańszy, niż próżniowy, ale za to generuje wyższe straty ciepła w sytuacji, gdy wzrasta temperatura kolektora w stosunku do temperatury otoczenia. Wbrew pozorom często może się on jednak okazać lepszym rozwiązaniem. Dlaczego? Powodów jest kilka. Latem osiąga wyższą moc grzewczą (można szybciej podgrzewać wodę), natomiast zimą śnieg roztapia się na jego powierzchni. Plusem tego rodzaju urządzeń jest również to, że zajmują mniejszą powierzchnię dachu.

Kolektor próżniowy

Ten rodzaj kolektora jest skonstruowany ze szklanych, hartowanych rur cieplnych, pomiędzy którymi znajduje się próżnia. Dzięki temu straty ciepła są niższe, niż w przypadku płaskich kolektorów, ale generuje to sporo niedogodności, zwłaszcza zimą. Usuwanie z nich śniegu jest trudne lub wręcz niemożliwe, przez co efektywność instalacji się zmniejsza. Minusem tych urządzeń jest również znacznie wyższa cena.

Jak dobrać liczbę kolektorów?

Wiesz już, jaki rodzaj instalacji solarnej będzie optymalny w Twoim przypadku, znasz zapotrzebowanie na ciepłą wodę? Na podstawie tych czynników określa się powierzchnię czynną kolektorów, co jest ostatnim krokiem do tego, aby obliczyć wielkość instalacji. Dokonując tych obliczeń, dowiesz się, jaka powinna być łączna powierzchnia kolektorów płaskich lub próżniowych.

Musisz pamiętać o tym, że przewidywaną efektywność systemu uzyskasz tylko wtedy, gdy kolektory są zamontowane w odpowiednim miejscu. Co to znaczy? Zaleca się, aby były skierowane na południe, pod kątem od 35 do 45 stopni, gdy służą głównie do podgrzewania wody użytkowej. Jeśli mają dodatkowo wspomagać ogrzewanie, wtedy ich kąt nachylenia należy zwiększyć, nie przekraczając jednocześnie wartości 60 stopni. Ponadto miejsce, które wybierzesz na instalację, nie może być zacienione. Jeśli spełnisz wszystkie te warunki i dodatkowo dobierzesz optymalną liczbę urządzeń, możliwe będzie zaoszczędzenia do 70% zapotrzebowania na energię cieplną w skali roku.

Zakup kolektorów i eksploatacja a wydajność instalacji solarnej

Na koniec podkreślimy jeszcze raz – rodzaj oraz liczbę kolektorów solarnych dobiera się do konkretnego gospodarstwa domowego. Choć istnieją uniwersalne wskazówki, to najbardziej wydajna będzie ta instalacja, która jest ściśle dopasowana do zapotrzebowania na wodę, stylu życia domowników (nawet tego, jak często goszczą u siebie rodzinę, znajomych). Dlatego ostatecznie radzimy skorzystać z pomocy specjalisty, który Ci w tym pomoże.

Jeśli liczba kolektorów okaże się zbyt mała, możliwe jest włączenie dodatkowych urządzeń do podgrzewania c.w.u. I o ile jest to standardem zimą, o tyle latem konieczność ich użycia zmniejsza oszczędności na rachunkach wynikające z montażu instalacji. Przesada w drugą stronę też nie jest dobrym rozwiązaniem, ponieważ niewykorzystana moc grzewcza będzie prowadzić do przegrzewania się kolektorów, co przyspieszy ich zużycie (żywotność tych urządzeń, przy prawidłowym użytkowaniu, to min. 20 lat). Z tych względów, projektując cały system, nie warto opierać się na uniwersalnych wartościach.

Na koniec krótko wspominamy o jeszcze jednej kwestii, czyli o eksploatacji. Chociaż właściwy dobór liczby kolektorów ma kluczowe znaczenia dla ich wydajności, to efektywność urządzeń może spadać w trakcie użytkowania, jeśli o nie nie dbasz. Czyli, w praktyce, nie zlecasz wykonania regularnych przeglądów serwisowych. Jeśli liczysz na szybki zwrot inwestycji, a także spore oszczędności w następnych latach, musisz pamiętać także i o tym czynniku.