Zastosowanie układu kolektorów słonecznych

Układy kolektorów słonecznych stają się coraz bardziej popularne. Jednakże w zastosowaniu jakie w większości jest spotykane spora część energii wytwarzanej przez kolektory jest bezpowrotnie marnotrawiona. Wiąże się to głównie z faktem, że układ kolektorów słonecznych wykorzystywany jest z reguły do podgrzewania cwu i to w dodatku jako źródło dodatkowe. Często w takich układach są stosowane zbiorniki z podwójnymi wężownicami. Układ solarny z racji możliwego do uzyskania poziomu temperatury nie jest w stanie zaspokoić w warunkach polskich całkowitego zapotrzebowania na ciepło do ogrzania cwu do temperatury 45 C. Należy również dodać , że w warunkach nocnych układ nie pracuje i w przypadku potrzeby wykorzystywania cwu należy ją podgrzać za pomocą innego źródła ciepła – grzałki elektrycznej lub kotła.

Podstawą wszelkich kalkulacji powinna być wiedza na temat tego ile potrzeba energii by podgrzać wodę do wymaganej temperatury. Poniżej w tabeli przedstawiono orientacyjne wartości.

W polskich warunkach szacuje się, że z 1m2 powierzchni kolektora płaskiego można uzyskać około 500 do 600 W mocy cieplnej lub około 4 kWh/m2/dzień . Moc taka dostępna jest tylko w dzień.

Ze standardowego kolektora o powierzchni 1,92 m2 można uzyskać zatem 7,98 kWh energii. Powinno to wystarczyć na ogrzanie około 150 litrów wody w czasie około jednej godziny.

W zależności od klasy efektywności energetycznej zasobnika solarnego ciepła woda może być dostępna w dłuższym lub krótszym czasie. Istnieją na świecie rozwiązania mające na celu przedłużenie możliwości wykorzystania zakumulowanej energii cieplnej pochodzącej z układów solarnych. Stosuje się układy tzw. latentne, gdzie wykorzystywane są czynniki obiegowe mające zupełnie inne właśności niż woda lub glikol. Dzięki takim układom możliwe jest magazynowanie energii cieplnej z kolektorów słonecznych np. za pomocą zimna. To jest bardzo rewolucyjne rozwiązanie polegające na wykorzystaniu energii topnienia lodu. Szacuje się , że w wyniku topnienia 1 kg lodu możliwa jest do uzyskania temperatura do 80 ºC , którą można wykorzystać do ogrzania cwu. Układ latentny umożliwia podwojenie pojemności cieplnej układu solarnego dwukrotnie w stosunku do klasycznego układu wodnego. Można ponadto zastosować układ z termicznym zasobnikiem ciepła, który wykorzystuje reakcje odwracalne zachodzące w zakresie niskich temperatur. Zjawiska te nazywane są procesami sorpcji. Układy sorpcyjne jeszcze dodatkowo zwiększają ponad dwa razy pojemność cieplną układu solarnego.

Układy solarne znajdują coraz szersze zastosowanie w technice grzewczej, przy czym kolejne modyfikacje i usprawnienia prowadzą do lepszego wykorzystania energii słońca. Być może darmowej nie do końca, bo jednak nakłady inwestycyjne na instalację nie są małe. Ale na pewno energii odnawialnej.

Autor: Bartosz Kuźnik

Do pobrania:

• ulotka EL-SOL.pdf