Ile zaoszczędzisz na rachunkach, montując na dachu kolektory słoneczne?
Dzięki instalacji na dachu kolektorów słonecznych zaoszczędzisz na rachunkach za ogrzewanie. W kolektorach słonecznych energia promieniowania słonecznego zmienia się w ciepło ogrzewające przepływający przez nie płyn - efekt ich działania jest podobny do kotła grzewczego. Tyle że energia słoneczna jest za darmo, więc możesz mieć dzięki nim tańsze ogrzewanie.
Autor: Andrzej T. Papliński
Dzięki kolektorom słonecznym możesz mieć tańsze ogrzewanie - energia słoneczna jest przecież za darmo!
Kolektory słoneczne możesz wykorzystać do podgrzewania wody użytkowej i częściowo także do ogrzewania pomieszczeń. Ale to drugie zastosowanie nie jest u nas popularne. Dlaczego? Bo ilość energii dostarczanej przez kolektory w sezonie grzewczym jest nieduża, a koszt zakupu instalacji wysoki. W polskich warunkach, przy bezchmurnej pogodzie promieniowanie całkowite ma moc nawet 1050 W/m2, ale przy pełnym zachmurzeniu zaledwie 100 W/m2.
Ile ciepła mogą dostarczać kolektory słoneczne?
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 jest w stanie dostarczać w postaci ciepła nawet 50% energii słonecznej docierającej w ciągu roku do powierzchni kolektorów, czyli około 500 kWh/m2/rok. Wydaje się, że to niemało, bo zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania pomieszczeń w dobrze ocieplonym, niezbyt dużym domu może nie przekraczać 10 000 kWh/rok. Czyli kolektory o powierzchni 20 m2 mogłyby to zapotrzebowanie pokryć w całości.
W praktyce nie jest to jednak takie proste, bo w naszym klimacie przez co najmniej 1/4 roku do kolektorów dociera zbyt mało energii słonecznej, by podgrzać nią czynnik grzewczy do temperatury umożliwiającej działanie ogrzewania. W dodatku jej największy deficyt występuje zimą, czyli właśnie wtedy, kiedy potrzeba jej najwięcej. By w całości wykorzystać do ogrzewania energię słoneczną odbieraną przez kolektory, trzeba by ją magazynować przez długi czas, ale na razie nie ma na to dostatecznie prostego sposobu.
W typowych instalacjach z kolektorami słonecznymi do akumulacji ciepła stosuje się zaizolowane zbiorniki o pojemności kilkuset litrów, w których jest podgrzewana woda. W czasie ładnej pogody, gdy dzień jest długi, dostarczanego ciepła jest na ogół nadmiar – zapas wody może się wtedy nawet zagotować. Ale bez dogrzewania już po kilkudziesięciu godzinach woda przestaje być gorąca. Wobec tego stosowanie kolektorów słonecznych ma największy sens w celu podgrzewania wody do mycia, bo jest ona potrzebna codziennie przez cały rok.
Przeczytaj także:
Ile zyskasz, instalując kolektory słoneczne?
Instalacja z kolektorami słonecznymi jest droga (najtańsze kosztują około 7,5 tys. zł z montażem) i nawet mimo że dostarcza darmowe ciepło, na zwrot poniesionych wydatków musisz trochę poczekać. Dzięki zainstalowaniu typowego zestawu kolektorów słonecznych w domu jednorodzinnym możesz zmniejszyć zapotrzebowanie na ciepło z innych źródeł przeciętnie o 1500-2000 kWh/rok przy typowym dla trzy-czteroosobowej rodziny zużyciu ciepłej wody, czyli 150-200 l na dobę.
W przypadku korzystania z energii elektrycznej do podgrzewania ciepłej wody zaoszczędzisz w ten sposób nawet 1200 zł rocznie (jeśli ciepło uzyskujesz z tańszego w eksploatacji źródła, zaoszczędzisz mniej). Im więcej ciepłej wody potrzebujesz, tym większe oszczędności dadzą Ci kolektory.
Na zakup kolektorów możesz uzyskać dotację w ramach projektów samorządowych wspieranych środkami UE. Ogólnopolski program dopłat prowadzi Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej (informacje na www.nfosigw.gov.pl).
Kolektory płaskie i próżniowe
- Kolektory płaskie są tańsze i choć teoretycznie ich sprawność jest mniejsza niż rurowych (próżniowych), to w naszym klimacie sprawują się bardzo dobrze, jeśli ich rolą jest tylko podgrzewanie ciepłej wody użytkowej. Przy słonecznej pogodzie jedne i drugie działają podobnie.
- W niesprzyjających warunkach wyższą sprawność osiągają próżniowe – przede wszystkim podczas pracy w niskiej temperaturze (próżnia ogranicza straty ciepła), a niektóre (najdroższe) także przy zachmurzonym niebie, gdy promieniowanie słoneczne jest rozproszone. Jednak jesienią i wiosną, ale przede wszystkim zimą, jest ono i tak stosunkowo nieduże, więc zmniejszenie strat ciepła niewiele zmienia. A ponieważ kolektory rurowe są droższe od płaskich, ich stosowanie nie zawsze się opłaca.
Ograniczone możliwości kolektorów
Zapotrzebowanie na ciepło do podgrzewania wody użytkowej dla czteroosobowej rodziny wynosi przeciętnie około 3000 kWh/rok. Z dotychczasowych doświadczeń użytkowników wynika, że w Polsce typowy zestaw kolektorów słonecznych jest w stanie pokryć to zapotrzebowanie najwyżej w 70%. Dlaczego nie w 100%? Bo nawet gdyby zastosować kolektory o bardzo dużej powierzchni i odpowiednio pojemny zasobnik do magazynowania podgrzanej wody, nie da się wykorzystać całej energii dostarczanej przez kolektory w czasie słonecznej pogody, chyba że domownicy kąpaliby się kilka razy dziennie. Ale i to nie zmieni faktu, że w okresach, gdy niebo jest przez kilka dni zachmurzone, energii słonecznej jest zbyt mało, by podgrzać nią wodę w zasobniku do temperatury umożliwiającej kąpiel, a jej zapas zgromadzony wcześniej do tego czasu zdąży wystygnąć. Trzeba się zatem pogodzić z tym, że działanie kolektorów słonecznych musi być wspomagane innym urządzeniem grzewczym.
Sprawdź, czy masz miejsce na kolektory
Przed zakupem kolektorów zastanów się, gdzie je zamontujesz. Weź pod uwagę to, że najwięcej energii słonecznej pozyskuje się, gdy promienie słoneczne padają pod kątem prostym na powierzchnię absorbującą ciepło. W związku z tym powinieneś szukać miejsca, w którym uda się skierować powierzchnię czynną kolektorów na południe i nachylić je pod kątem 30-60º. Skierowane na wschód lub zachód będą pozyskiwać o blisko 20% mniej ciepła. Można to zrekompensować, zwiększając ich powierzchnię, tyle że wiąże się to z większym wydatkiem.
Może się zdarzyć, że zamontowanie kolektorów płaskich w optymalnym położeniu jest trudne. Wtedy warto rozważyć zakup kolektorów rurowych, najlepiej wyposażonych w ukierunkowujące promienie słońca zwierciadło paraboliczne – droższych, ale za to osiągających wyższą sprawność. Dzięki temu mogą dostarczać tyle samo ciepła, mając mniejsze wymiary. Może znalezienie dla nich miejsca będzie łatwiejsze? Szukając go, zwracaj uwagę, by kolektory nie znalazły się w cieniu rzucanym przez sąsiednie budynki, komin, drzewa czy inne obiekty.
WIDEO: Kolektory słoneczne. Czy warto zainwestować?
Potrzebujesz specjalnego zasobnika
Ponieważ kolektory słoneczne nie zawsze są w stanie dostarczyć niezbędną do ogrzewania ilość energii, w instalacjach z nimi stosuje się zasobniki na wodę umożliwiające podgrzewanie jej także przez drugie źródło ciepła – kocioł, kominek z płaszczem wodnym lub pompę ciepła. W tym celu mają wbudowane dwie wężownice – jedną przepływa czynnik grzewczy z kolektorów, drugą – z innego źródła.
Wodę może też podgrzewać wbudowana w zasobnik elektryczna grzałka i wtedy druga wężownica nie jest potrzebna. Ale musisz pamiętać, że ogrzewanie prądem jest drogie. Dlatego większość osób wybiera system, w którym kolektory współpracują z kotłem. Istotne jest, by mógł się on uruchamiać automatycznie, w przeciwnym razie będziesz musiał kontrolować temperaturę wody w zasobniku i w odpowiednim momencie uruchomić go ręcznie (taki problem jest tylko z urządzeniami na paliwa stałe).
Jeżeli chcesz, by instalacja słoneczna wspomagała także ogrzewanie pomieszczeń (wymaga to zastosowania kolektorów o większej powierzchni), potrzebujesz zasobnika dwupłaszczowego – z drugim zbiornikiem wewnątrz. W takim urządzeniu ciecz ogrzana w kolektorach zasila wężownicę umieszczoną w przestrzeni między zewnętrznym a wewnętrznym płaszczem – ogrzewając wodę wypełniającą tę przestrzeń. Ta woda służy do zasilania instalacji centralnego ogrzewania i jednocześnie ogrzewa wodę użytkową znajdującą się w zbiorniku wewnętrznym. W nim może być jeszcze jedna wężownica umożliwiająca podłączenie drugiego źródła ciepła (kotła, kominka z płaszczem wodnym, pompy ciepła) podgrzewającego wodę użytkową, gdy nie działają kolektory.
