Systemy solarne
Podstawowym i niewyczerpalnym źródłem energii odnawialnej jest słońce. Całkowite promieniowanie słoneczne [ W/m2 ] jest sumą promieniowania bezpośredniego (docierającego do powierzchni ziemi ) i rozproszonego.
Na szerokości geograficznej jakiej umiejscowiona jest Polska możemy liczyć przy optymalnych warunkach pogodowych, że wartość energii całkowitego promieniowania słonecznego wyniesie od 900 kWh/m2 do 1200 kWh/m2 na rok. Usłonecznienie - średnia ilość bezpośredniego działania słońca w ciągu roku szacowana jest na ok. 1600 godzin.
Produktem dzięki, któremu możemy wykorzystać energię słoneczną do ogrzewania wody użytkowej, wody w basenie czy wspomagania centralnego ogrzewania są kolektory słoneczne.
Głównym elementem systemu solarnego są kolektory słoneczne. Dostępne są dwa rodzaje kolektorów : płaskie i próżniowe.
Najważniejszą częścią kolektora płaskiego jest absorber, którego zadaniem jest absorbowanie promieni słonecznych. Jest on zbudowany z blachy miedzianej, która pokryta jest warstwą absorbującą. Warstwą absorbującą stosowana przez producentów jest zwykle tytan lub czarny chrom. Tytanowy absorber jest wydajniejszy od tego z czarnego chromu średnio do 15% rocznie. Aby ograniczyć straty ciepła kolektor izolowany jest niepalną wełną mineralną.
Zaawansowanym produktem techniki solarnej są kolektory próżniowe. Są one znacznie sprawniejsze ( do 30% ) od kolektorów płaskich, zwłaszcza w okresie od późnej jesieni po wczesna wiosnę, kiedy warunki pogodowe są mniej sprzyjające.
Kolektory takie już przy nasłonecznieniu wynoszącym 200 W/m2 mogą przekształcić promieniowanie w możliwą do wykorzystania energię. Pracują one zatem wydajnie nawet w pochmurne zimowe dni.
Kolektory te zbudowane są z rur szklanych, pomiędzy którymi znajduje się próżnia. To dzięki zastosowaniu takiego rozwiązania jest możliwa wysoka wydajność tego produktu. Ogrzewanie płynu w rurach może odbywać się dwojako:
a) jak w płaskich kolektorach poprzez kanały przepływowe z czynnikiem grzewczym,
b) poprzez pojedynczą zamkniętą rurę zwaną „ rurką ciepła " działającą na zasadzie kondensatora.
Próżniowe rury mocowane są szeregowo w izolowanej szynie zbiorczej. Ich ważna zaletą jest możliwość łatwej wymiany w przypadku uszkodzenia, bez konieczności zamykania układu lub wymiany kolektora.
Ogrzewanie wody użytkowej:
W naszej strefie klimatycznej zastosowanie systemu solarnego daje możliwości zaoszczędzenia do 65% kosztów związanych z produkcją ciepłej wody użytkowej. W warunkach jesienno zimowych kiedy poziom nasłonecznienia jest znacznie mniejszy zalecane jest wsparcie instalacji dodatkowym źródłem ciepła. Może nim być grzałka elektryczna, piec CO lub pompa ciepła.
Ogrzewanie wody w basenach:
Dobrym rozwiązaniem dla posiadających baseny jest wykorzystanie kolektorów do podgrzewania wody. Utrzymanie temperatury 23 - 24 ĚŠC w miesiącach maj - wrzesień wymaga zainstalowania 0,7 m2 kolektora na 1 m2 powierzchni lustra wody basenowej bez osłony termicznej. Dla basenów z osłoną termiczną wielkość instalacji jest już znacznie mniejsza i wynosi 0,5 - 0,6 m2 kolektora na 1 m2 powierzchni lustra wody basenu.
Wspomaganie układu centralnego ogrzewania:
Wydajność systemów solarnych wykorzystywanych do wspomagania centralnego ogrzewania jest największa w okresach przejściowych ( marzec - kwiecień, wrzesień październik ). Ogrzewanie pomieszczeń kolektory najefektywniej wspierają przy współpracy z ogrzewaniem niskotemperaturowym - podłogowym oraz ściennym. Wielkość instalacji solarnej przyjmuje się szacunkowo 1 m2 kolektora słonecznego na 10 m2 ogrzewanej powierzchni.
Kolektory to najważniejsza część instalacji solarnej. Instalacji do produkcji ciepłej wody użytkowej, podgrzewania wody w basenie i wspomagania centralnego ogrzewania. W skład takiego systemu wchodzą :
- kolektory słoneczne,
- zbiornik z wymiennikiem,
- zespół pompowy z zaworem bezpieczeństwa,
- sterownik elektroniczny,
- osprzęt do mocowania kolektora,
- płyn solarny,
- pompka do napełniania układu oraz naczynie wzbiorcze,
- zespoły przyłączeniowe kolektora i zbiornika.