Jak zwiększyć efektywność kolektorów słonecznych do maksimum?
Efektywność systemów ogrzewczych zależy między innymi od dokładności sterowania nimi. W systemach solarnych opiera się ono zwykle na pomiarze temperatury wody w zasobniku i płynu na wylocie z kolektorów. Gdy płyn ma temperaturę wyższą niż woda, jest uruchamiana pompa obiegowa powodująca krążenie płynu przez kolektory i zasobnik solarny. Szczególnie zimą bardzo ważne jest precyzyjne ustawienie różnicy temperatury, przy której następuje włączenie pompy obiegowej.
Standardowe ustawienie sterownika to wspomniane wcześniej 6 K (czyli 6oC). W zimowych warunkach, kiedy kolektory rzadko osiągają temperaturę dużo wyższą niż wymagana w instalacji ogrzewczej, zmiana nastawy sterownika zaledwie o jeden stopień może się przełożyć na znaczną różnicę w ilości odbieranej energii słonecznej. Korzystne jest więc obniżenie różnicy temperatury, przy której włącza się pompa.
Straty ciepła w rurach - droga płynu z kolektorów słonecznych
Trzeba jednak brać pod uwagę to, że zanim płyn z kolektora dotrze do wężownicy, przepływa przez rury i po drodze jego temperatura nieco się obniża z powodu strat ciepła. Nie można dopuścić do sytuacji, w której płyn docierający do wężownicy będzie miał temperaturę niższą niż woda w zbiorniku, bo wtedy ochłodzi ją, zamiast ogrzać. Mała różnica temperatury oznacza niewielką moc przekazywania ciepła. A gdy moc jest bardzo mała, napęd pompy obiegowej wywołującej przepływ płynu solarnego pochłania więcej energii, niż dostarczają jej kolektory. Wiele zależy tu od długości rurociągu i sposobu, w jaki jest zabezpieczony przed stratami ciepła, oraz od energochłonności napędu pompy.
Dlatego ustalenie optymalnej różnicy temperatury jest dość trudne. Do uzyskania największego z możliwych uzysku energii przydaje się skomplikowany układ automatycznego sterowania uzależniający wydajność pompy, a więc i ilość pobieranej przez nią energii, od różnicy temperatury mierzonej przez dodatkowe czujniki na wlocie i wylocie do wężownicy.
Wzrost efektywności kolektorów słonecznych
Kontrolując ją, zapobiega powstawaniu powyższych niekorzystnych sytuacji. W miarę zmniejszania się tej różnicy temperatury zmniejsza się wydajność pompy, a gdy różnica spadnie do 2 K (czyli do granicy opłacalności działania instalacji słonecznej) – wyłącza ją. Dzięki jego zastosowaniu efektywność systemu może być wyższa o 10%.
