| muratordom.pl » Instalacje » Kolektory, pompy ciepła » Możliwości kolektorów słonecznych. Czy ogrzewanie domu wchodzi w grę?

Możliwości kolektorów słonecznych. Czy ogrzewanie domu wchodzi w grę?

Kolektory słoneczne służą do zamiany energii promieniowania słonecznego w ciepło. Czego można od nich oczekiwać? W praktyce kolektory stosuje się najczęściej do ogrzewania wody użytkowej, wody w basenach, do zasilania instalacji ogrzewania pomieszczeń i ciepła technologicznego. Zdecydowanie najpopularniejsze jest pierwsze z tych zastosowań, a to głównie ze względu na korzystny stosunek kosztów systemu do uzyskiwanych efektów energetycznych.

Jak wykorzystać ciepło z kolektorów słonecznych?

Można próbować wykorzystywać energię słoneczną­ także do ogrzewania pomieszczeń, ale niezbędne do tego nakłady finansowe na instalację są bardzo duże w stosunku do uzyskiwanych w naszym klimacie efektów. Niestety – zimą, gdy zapotrzebowanie na ciepło jest największe, kolektory nie są w stanie dostarczać go w znacznej ilości. System nadający się do zasilania w ciepło instalacji centralnego ogrzewania trzeba wyposażyć w kolektory o powierzchni równej mniej więcej połowie powierzchni ogrzewanych pomieszczeń.

Ile ciepła przekazuje słońce

Nasłonecznienie, czyli średnia moc promieniowania słonecznego, waha się w Polsce od 900 do 1100 kWh/(m2 x rok) w zależności od rejonu. Na ustawioną prostopadle do promieni słonecznych powierzchnię znajdującą­ się w górnej granicy atmosfery pada promieniowanie o mocy około 1366 W/m2 ( stała słoneczna). Do ziemi dociera jednak tylko jego część. Najważniejszym czynnikiem decydującym o ilości energii docierającej do powierzchni ziemi jest zachmurzenie. W polskich warunkach, przy bezchmurnej pogodzie, promieniowanie całkowite (bezpośrednie i rozproszone) ma moc nawet 1050 W/m2 (z tego 90% to promieniowanie bezpośrednie), a przy pełnym zachmurzeniu poniżej 100 W/m2 i wówczas jest to tylko promieniowanie rozproszone. Dlatego do określenia opłacalności stosowania kolektorów słonecznych niezbędna jest wiedza o tym, przez jak długi czas na danym obszarze można liczyć na bezchmurne niebo. Informuje o tym wielkość zwana usłonecznieniem, która jest sumą godzin bezchmurnych w porze dziennej dla danego obszaru w ciągu roku. Dla Polski wynosi ona średnio 1600 godzin.

Energia słoneczna i wydajność instalacji

W kolektorach słonecznych udaje się zamienić w ciepło od kilku do nawet 85% energii słonecznej, w zależności od zastosowanych w nich rozwiązań, ich jakości oraz warunków, w jakich pracują.

Można przyjąć, że dobra instalacja słoneczna jest w stanie dostarczyć w postaci ciepła 50% energii słonecznej docierającej w ciągu roku do powierzchni kolektorów, czyli około 500 kWh/(m2 x rok). To niemało, bo zapotrzebowanie na ciepło do podgrzewania wody użytkowej dla czteroosobowej rodziny wynosi przeciętnie około 3000 kWh/rok.

Wynikałoby z tego, że zastosowanie kolektorów słonecznych o powierzchni 6 m2 powinno wystarczyć do tego, żeby ciepłą wodę w domu jednorodzinnym podgrzewało tylko słońce. W praktyce sprawa nie jest taka prosta, bo kolektory słoneczne nie pracują stale z taką samą mocą.

W naszym klimacie przez co najmniej 1/4 roku jest ona niewystarczająca do działania instalacji grzewczej. Chodzi przede wszystkim o zimę, ale i w pozostałych porach roku również zdarzają się dni, gdy promieniowanie słoneczne jest zbyt słabe, by kolektory dostarczały ciepło do instalacji. Problem częściowo rozwiązuje zastosowanie zbiorników akumulacyjnych, w których magazynuje się podgrzaną przez słońce wodę. W czasie ładnej pogody kolektory dostarczają na ogół za dużo ciepła, więc teoretycznie można wykorzystać je w okresie, gdy mamy do dyspozycji mniej energii słonecznej. W typowych instalacjach do domów jednorodzinnych zbiorniki akumulacyjne mają pojemność kilkuset litrów, ale magazynowana w nich woda stygnie. Można liczyć, że bez dogrzewania pozostanie gorąca przez kilkadziesiąt godzin, więc trzeba pogodzić się z koniecznością korzystania, także z innego źródła ciepła przez całą zimę, od czasu do czasu także wiosną i jesienią, a może się zdarzyć, że także latem.

Kolektory mogą być również wykorzystane do instalacji wspomagających ogrzewanie budynku. Należy zwrócić jednak uwagę na następujące uwarunkowania:

  • aby udział energii z kolektorów w ogrzewaniu był znaczący, budynek powinien zapewniać niskie straty energii cieplnej do otoczenia;
  • zastosowany system ogrzewania powinien opierać się na niskich parametrach temperaturowych ( np. ogrzewanie podłogowe);
  • ze względu na konieczność zastosowania większej ilości kolektorów, należy przewidzieć możliwość wykorzystania nadwyżki ciepła w okresie letnim np. do ogrzewania basenu kąpielowego, co spowoduje poprawę wskaźnika nakładów inwestycyjnych do uzyskanego efektu.
Autor: Hewalex

1. Schemat podstawowej instalacji dla ciepłej wody użytkowej i wspomagania ogrzewania (HEWALEX)

Autor: Hewalex

2. Schemat kompleksowej instalacji dla ciepłej wody użytkowej, basenu kąpielowego i wspomagania ogrzewania budynku zasilanej energią z baterii kolektorów, kotła CO i kominka (HEWALEX)

Tuznajdziesz
Porównaj
Przeczytaj dodatkowo:
Ogrzewanie domu i wody powietrzną pompą ciepła....

Bezobsługowe ogrzewanie domu – a latem także chłodzenie – to dla jego właścicieli trudna do...

Z jakimi urządzeniami grzewczymi dobrze...

Nowoczesne urządzenia grzewcze – kocioł kondensacyjny i pompa ciepła – najlepiej...

Pompa ciepła powietrze woda. Sposób na obniżenie...

Zastanawiasz się, jak zredukować rachunki za ogrzewanie domu bez spadku komfortu? Rozwiązaniem jest...

Jak sterować ogrzewaniem, gdy jesteśmy poza domem?

Wielką zaletą bezobsługowych urządzeń grzewczych, takich jak kotły kondensacyjne czy pompy ciepła, jest to,...

Ekonomiczne ogrzewanie domu. Kocioł gazowy,...

Aby ogrzewanie domu było ekonomiczne, dobrze przemyśl wybór systemu grzewczego. Podpowiadamy, jakie...

Ogrzewanie domu pompą ciepła na działce bez...

Jednym z nowoczesnych sposobów ogrzewania domu jest instalacja z pompą ciepła. Najbardziej popularne...

Żaden utwór zamieszczony w serwisie nie może być powielany i rozpowszechniany lub dalej rozpowszechniany w jakikolwiek sposób (w tym także elektroniczny lub mechaniczny) na jakimkolwiek polu eksploatacji w jakiejkolwiek formie, włącznie z umieszczaniem w Internecie - bez pisemnej zgody ZPR Media S.A.. Jakiekolwiek użycie lub wykorzystanie utworów w całości lub w części z naruszeniem prawa tzn. bez zgody ZPR Media S.A. jest zabronione pod groźbą kary i może być ścigane prawnie.