Stały wzrost cen gazu, oleju, węgla czy energii elektrycznej powoduje, że kolektory słoneczne stały się popularną alternatywą dla tradycyjnych źródeł energii wykorzystywanych w systemach grzewczych.
Natężenie promieniowania słonecznego wynosi w Polsce średnio 1000 kWh/m2/rok. W zależności od regionu mieści się w przedziale 900–1100 kWh/m2/rok. 77% promieniowania słonecznego przypada na półrocze letnie – od kwietnia do września. W ciągu roku jest to 1600 godzin słonecznych. Średnia dzienna suma natężenia promieniowania słonecznego wynosi w ciągu roku 2,7 kWh/m2, w półroczu letnim wynosi 4,2 kWh/m2. Wielkość promieniowania w zależności od zachmurzenia to: w słoneczny letni dzień – 1000 W/m2, przy małym zachmurzeniu – 700 W/m2, przy pełnym zachmurzeniu – 50 W/m2.
OGRZEWANIE ZE SŁOŃCA
Generalnie w polskich warunkach klimatycznych zestaw solarny dobiera się w taki sposób, żeby służył do ogrzewania wody użytkowej. Przyjmuje się, że na 1 osobę potrzeba ok. 1,5 m2 powierzchni czynnej kolektora płaskiego. Jednocześnie do zmagazynowania ciepłej wody, potrzebny jest zasobnik o pojemności 1,5 do 2 razy większej niż wynosi jej dobowe zużycie. Zatem przyjmując, że 4-osobowa rodzina zużywa ok. 200 litrów na dobę, będzie potrzebny zasob- Stały wzrost cen gazu, oleju, węgla czy energii elektrycznej powoduje, że kolektory słoneczne stały się popularną alternatywą dla tradycyjnych źródeł energii wykorzystywanych w systemach grzewczych. nik o pojemności nie mniejszej niż 300 litrów. Taki dobór instalacji pozwala w półroczu letnim uzyskać od 80% do ponad 90% ciepłej wody „ze słońca”, czyli koszty energii zużywanej na ogrzewanie wody zmniejszą się nawet o ponad 90%! Na półrocze zimowe (wg danych statystycznych o nasłonecznieniu na terenie Polski publikowanych m.in. przez IMiGW) przypada natomiast tylko 23% rocznego promieniowania słonecznego. W związku z tym głównym źródłem ciepłej wody staje się w tym czasie kocioł zasilany konwencjonalną energią. Jak wynika z przedstawionego opisu oczywiście nie da się pokryć całorocznego zapotrzebowania na ciepłą wodę w 100% „za darmo”. Dobierając instalację w przedstawiony sposób średniorocznie uzyskuje się oszczędności w zużyciu energii sięgające 60%. Ktoś może zapytać, dlaczego nie więcej? Wynika to z faktu, że chcąc uzyskać więcej energii ze słońca należałoby zwiększyć powierzchnię kolektorów. Wtedy rzeczywiście zimą wzrosłaby produkcja ciepłej wody, jednak latem instalacja przegrzewałaby się i pojawiłby się problem, co uczynić z nadmiarem energii. Chyba, że byłaby możliwość wykorzystania jej do ogrzewania wody w basenie.
KOLEKTOR PŁASKI CZY PRÓŻNIOWY
Opinie na temat wyboru rodzaju kolektora są podzielone. Zarówno fachowcy, jak i użytkownicy najczęściej są przekonani do zalet wybranego przez siebie typu kolektora. Jednak decydując się na wybór warto pamiętać, że 77% promieniowania słonecznego przypada na półrocze letnie (od kwietnia do września) – w tym okresie wyższy uzysk energii osiągają kolektory płaskie. Kolektory próżniowe osiągają lepsze uzyski przy niższych temperaturach zewnętrznych, tzn. w półroczu zimowym. Cena kolektorów próżniowych dobrej klasy jest zdecydowanie wyższa od kolektorów płaskich. Nawet przy założeniu, że średnioroczny uzysk energii będzie nieco większy z kolektorów próżniowych, to koszt inwestycji zwróci się zdecydowanie szybciej przy kolektorach płaskich.
ZINTEGROWANY SYSTEM
Jak już zostało wspomniane, na półrocze zimowe przypada stosunkowo mało promieniowania słonecznego, zatem chcąc myśleć o wspomaganiu ogrzewania domu należy znacznie przewymiarować instalację solarną i zastosować zbiornik buforowy z wbudowaną wężownicą solarną oraz z umieszczonym wewnątrz zbiornikiem do ogrzewania wody użytkowej. Należy oczywiście pamiętać, że zwiększenie powierzchni kolektorów będzie powodowało przegrzewanie instalacji latem, czyli takie rozwiązanie można stosować wtedy, gdy nadmiar energii może być spożytkowany w inny sposób. Coraz szerszym zainteresowaniem cieszy się system grzewczy integrujący kolektory słoneczne, kominek z płaszczem wodnym i elektryczny kocioł c.o. Rozwiązanie to pozwala przy zachowaniu niedużych kosztów eksploatacji stworzyć układ zapewniający w pełni zautomatyzowane i komfortowe ogrzewanie domu i wody. Jednocześnie system nie wymaga budowy przyłącza gazowego ani specjalnego pomieszczenia na kotłownię, co znacząco obniża koszty inwestycji.
