Kolektory

Ciepło z promieniowania słonecznego.

Zadania jakie mają spełniać kolektory słoneczne
W naszym klimacie najwyższe zyski ciepła z energii słonecznej przypadają na okres wiosenno-letni, czyli czas, gdy nie ogrzewamy domów. W tym czasie kolektory można wykorzystać do dogrzewania wody do mycia i ewentualnie wody w basenie. W okresach grzewczych mogą jedynie wspomagać pracę systemu grzewczego, gdyż słońca jest po prostu za mało, aby kolektory mogły służyć jako główne źródło ciepła.

Jeśli zadaniem kolektorów ma być:

• przygotowanie c.w.u.– trzeba określić liczbę litrów ciepłej wody zużywanej dziennie przez domowników;
• wspomaganie c.o.– należy określić parametry instalacji grzewczej oraz zapotrzebowanie na energię w budynku.

Jaki wybrać rodzaj kolektorów słonecznych?
Jest kilka rodzajów kolektorów, spośród których trzeba będzie wybrać ten najwłaściwszy dla naszego domu.

Kolektory słoneczne płaskie (z płaskim absorberem)
Jest to najczęściej stosowany typ kolektora, w kolektorze płaskim promieniowanie słonecznie po przejściu przez przeźroczyste pokrycie  dociera do absorbera i zamieniane jest na ciepło. W ten sposób zgromadzona energia przekazywana jest do cieczy solarnej przepływającej przez rurki połączone trwale z płytą absorbera. W celu redukcji strat energii, w kolektorze znajduje się izolacja termiczna. Rozróżniamy kolektory z układem hydraulicznym w kształcie Harfy, Meandra lub tzw. podwójnej harfy. Każdy z układów ma swoje zalety i wady a wybór właściwego zależny jest od parametrów pracy całego układu, np. Meander pracuje najlepiej w instalacjach  3- 5 kolektorów, harfa powyżej 6 itd.

Kolektory słoneczne próżniowe rurowe (z absorberem w postaci rur próżniowych)
Podstawowym elementem kolektora próżniowego jest szklana rura o podwójnej ściance. Ścianki rur są połączone a powietrze znajdujące się między nimi jest wypompowywane w celu stworzenia próżni, która stanowi doskonałą izolację cieplną. Absorber w kolektorze próżniowym zazwyczaj nanoszony jest na zewnętrzną powierzchnię wewnętrznej ścianki szklanej rury. Z kolei do wewnętrznej powierzchni rury przymocowywana jest metalowa (aluminiowa lub miedziana) blacha, której zadaniem jest odebranie energii cieplnej z absorbera i przekazanie jej do rurki Heat pipe wypełnionej płynem niskowrzącym. Pod wpływem energii słonecznej płyn w parowniku zaczyna wrzeć i kieruje się ku górze, następnie w kondensatorze skrapla się i oddaje energię cieplną cieczy chłodzącej, którą stanowi płyn solarny. Ten typ kolektora, z uwagi na zastosowanie dwufazowej wymiany ciepła, określa się jako heat pipe („gorąca rurka) Jest to obecnie najpopularniejszy rodzaj kolektora próżniowego rurowego na polskim rynku, w znakomitej większości pochodzącej z importu z Azji.

Co zatem wybrać?
Różnice w budowie kolektorów próżniowych i płaskich są dość znaczne, a ich przeznaczenie jest odmienne. Kolektory próżniowe, z uwagi na swoje zalety, które zostały opisane wcześniej, doskonale nadają się do pracy w niskich temperaturach i przy małym natężeniu promieniowania. Próżniówki mogą być do 30% bardziej wydajne w okresie zimowym od kolektorów płaskich, Praktyka pokazuje jednak, że w zimie w naszym klimacie nie mamy co liczyć na energię ze słańca bo dociera do nas ok. 100 W/m2 – wiec żaden kolektor nie sprawdzi się w takich warunkach. Z kolei wysoka sprawność optyczna kolektorów z płaskim absorberem przekłada się na wyższe uzyski od wiosny przez lato do późnej jesieni. Różnice te sprawiają, że w okresie całego roku kolektory płaskie są bardziej uniwersalne, mniej narażone na czynniki zewnętrzne oraz uszkodzenia mechaniczne i przewyższają żywotnością kolektory próżniowe.