Kolektory słoneczne są ekologicznym sposobem na dogrzanie wody

Często możemy zobaczyć je na polskich domach, osiedlach, ośrodkach wypoczynkowych. O zaletach, zasadach działania i kosztach instalacji kolektora słonecznego opowiada ekspert w tej dziedzinie - Edward Majeryk, posiadający 11-letnie doświadczenie w branży.

Kolektor a bateria

Popularnie nazywana przez nas bateria słoneczna to nie to samo co kolektor słoneczny. Podczas gdy to pierwsze zamienia energię słoneczną na energię elektryczną, to drugie zamienia wyłapywane promienie na energię cieplną.

Mówiąc krótko bateria generuje prąd, natomiast kolektor dogrzewa przede wszystkim ciepłą wodę i wspomaga system ogrzewania.

Obie instalacje wyglądają pozornie tak samo - to duże powierzchnie luster zbudowane z kilku specjalnych warstw, które mocowane na ścianach i dachach domów lub na trawnikach (w miejscach nasłonecznionych, zawsze od strony południowej i pod kątem), wyłapują promienie światła gromadząc w ten sposób energię, potrzebną do przetworzenia na energię elektryczną lub cieplną.

Jak działa system solarny ?

Kolektor - potocznie zwany przez laików "lustrem" czy "baterią" stanowi serce całego systemu. To on wyłapuje światło, by dalej przetwarzać je w energię gotową do spożytkowania przez człowieka.

Podstawą sprawnego działania jest właściwy dobór wielkości kolektora i nie należy tego bagatelizować, bo kolektory słoneczne są bardzo wrażliwe na tzw. przewymiarowanie. Zupełnie nie działa tu zasada - im większa powierzchnia tym więcej energii.

Za duże "lustro" nadprodukuje niepotrzebną energię, spowolni system, a w efekcie nie wykorzysta go w pełni tylko podniesie znacznie koszty. Rozsądna powierzchnia naszego, nazwijmy to lustra, powinna się zmieścić w granicach 1 - 1,5 mkw. na 1 mieszkańca. Także 4-5 osobowa rodzina potrzebuje mniej więcej 2-3 luster o powierzchni 1 x 2 m kw. Dalszą część systemu tworzą rurki, regulator systemu (w postaci skrzyneczki zamontowanej w piwnicy lub kotłowni), układ pompowy oraz zbiornik na wodę.

W bardzo dużym skrócie działa to tak: energia słoneczna "zbierana" cały dzień na szybie kolektora podgrzewa zimną wodę układzie przepływowym i w kotle. W zależności od wysokości temperatury tej wody, piec naszego centralnego ogrzewania musi ją dogrzać do temperatury użytkowej np. 45 stopi Celsjusza lub nie ma potrzeby dogrzewania (szczególnie latem).

Różne rodzaje instalacji

Czy to się opłaca?

* całoroczne przygotowanie ciepłej wody użytkowej w budownictwie jednorodzinnym - pokrycie zapotrzebowania na ciepło 50-70 %

* wspomaganie centralnego ogrzewania w budownictwie jednorodzinny - oszczędność 10-25%

*podgrzewanie wody basenowej - sezonowo od maja do września - oszczędność do 90%

Najtańszym rozwiązaniem jest wykorzystanie kolektora w instalacji grawitacyjnej. Nie trzeba wtedy instalować pompy obiegowej, gdyż ogrzana woda sama płynie do góry bo zbiornik zamontowany jest powyżej kolektora.

To rozwiązanie idealne w domkach letniskowych lub w prostych instalacjach z podgrzewaczem elektrycznym. Inny sposób to zastosowanie układu pompowego, który tłoczy specjalny płyn solarny (nie zamarza w niskich temperaturach tak jak woda) w układzie i przekazuje energię z kolektora do zbiornika z wodą użytkową.

Rozwiązanie to jest bardziej elastyczne pod względem możliwości montażu kolektora i zbiornika na wodę względem siebie, zaś taki rodzaj instalacji stosowany jest przede wszystkim w domach jednorodzinnych.

Ludzie są zadowoleni

O tym i o innych dobrodziejstwach kolektora przekonała się m.in. rodzina pani Elżbiety z Zielonej Góry - Korzystamy z tej instalacji od zeszłego lata. Działa bez szwanku. Cały system co pół roku jest serwisowany, także nie musimy się praktycznie niczym martwić- mówi pani Elżbieta.

Dlaczego wybrali tę formę? - Żeby jak najbardziej uniezależnić się od dostawcy gazu, którym jest podgrzewana woda użytkowa w domu i tym samym zmniejszyć opłaty za rachunki.

Jesteśmy w ogóle za rozwiązaniami ekologicznymi i ekonomicznymi w domach, np. sami ogrzewamy dom systemem dystrybucji ciepłego powietrza z kominka. Jeżeli będzie taka możliwość planujemy także w przyszłości założyć systemy wykorzystujące wiatr do generowania prądu - przekonuje pani Elżbieta.

Kolektor a nasz klimat

W wielu krajach Europy kolektory są stosowane z powodzeniem już od kilkunastu lat, np. w Niemczech, Austrii, Danii, we Francji czy nawet Szwecji.

A napromieniowanie słoneczne w Polsce jest zbliżone do napromieniowania w tych właśnie krajach. - Działanie kolektora nie jest uzależnione od mocy słońca, ale od naświetlenia w ogóle - tłumaczą eksperci i użytkownicy systemu solarnego. Na zewnątrz słońce nie musi niemiłosiernie prażyć, żeby lustra działały. Tu chodzi o absorpcję światła, nawet tego zza chmur.

Zimą, gdy ciemno robi się już o godzinie 16, procent nagrzewanej przez system wody jest mniejszy o około 30 - 40 proc. W okresie chłodniejszym wystarczą dwie, trzy godziny słońca w ciągu dnia, żeby ogrzać wodę w zbiorniku ( 300 l ) o kilkanaście stopni więcej niż temperatura wody z sieci wodociągowej.

Natomiast latem czteroosobowa rodzina nie jest w stanie wykorzystać ilości ogrzanej przez kolektory wody. Instalacja zaspokaja potrzeby 4 domowników w 100 proc. - piec gazowy wówczas jest zupełnie wyłączony. - Czasami nawet trzeba uważać, żeby się nie poparzyć, bo woda jest za gorąca - mówi pani Elżbieta.

Wydatek pozorny

- Do każdego metra kwadratowego powierzchni naszego kraju dociera ok. 1000 kWh (kilowatogodzin) w ciągu roku - tłumaczy Majeryk. I jako ciekawostkę podaje, że gdybyśmy potrafili przechwycić i zmagazynować całą energię słoneczną, która pada na boisko piłkarskie przez cały rok, to wartość tej energii (liczona według cen prądu) przekroczyłaby 2 mln. zł.

Dlatego warto pamiętać, że oprócz oczywistych względów, jakimi jest ochrona środowiska, czy wygoda użytkowników (bezobsługowość systemu), osoba budująca instalację słoneczną powinna mieć świadomość, że poniesione koszty w przyszłości zwrócą się w postaci zaoszczędzonej energii.

- Trzeba też wiedzieć, że im większe jest zużycie ciepłej wody w domu, tym kolektory są inwestycją bardziej opłacalną. Pieniądze wydane dziś na sprzęt i instalację mogą nas zabezpieczyć przed skutkami systematycznego wzrostu cen gazu, oleju, czy prądu - mówi Majeryk.

I podaje, że szacunkowo czas zwrotu kosztów takiej instalacji przy dzisiejszych cenach (instalacji kolektora do cen gazu, czy paliw opałowych, na których oszczędzamy stosując kolektory) to 4-5 lat.

Kto może sobie założyć

Kolektory słoneczne można stosować z powodzeniem w budownictwie jedno- , jak i wielorodzinnym.
Jeszcze do niedawna zwykło się uważać, że na taki ekologiczny luksus stać tylko willowych bogaczy. Że powoli staje się to mitem, wystarczy spojrzeć na liczby.

Całościowa instalacja w domku jednorodzinnym dla 4-5 osobowej rodziny, czyli założenie 2-3 luster o powierzchni 1 x 2 mkw., plus instalacja wewnętrznego układu (pompy, zbiornik na wodę) to koszt w granicach 11-12 tys. zł. W przypadku osiedla bloków, instalacja systemu na jednym budynku wymagałaby nakładu mniej więcej 2-3 tys. zł od rodziny.

Tu problem tkwi jedynie w tym, że jak jedna rodzina się nie zgodzi, to kolektora nie ma.

Kolektory mogą okazać się niezastąpione w domach ogrzewanych wyłącznie prądem (wysokie ceny energii) albo kotłem na paliwo stałe (uciążliwe dokładanie opału) - ciepłą wodę można wtedy uzyskiwać z kolektorów, dogrzewając ją jedynie podgrzewaczem elektrycznym.

Co wybrać?

Obecnie na rynku dostawcy oferują dwa podstawowe typy kolektorów:

* rurowe - próżniowe

* oraz cieczowe - płaskie.

Te próżniowe ze względu na bardzo wysoką cenę i dość długi okres zwrotu inwestycji (przekraczający zazwyczaj 10 lat) nie cieszą się zbytnią popularnością. Zdecydowana większość Polaków decyduje się na słoneczne cieczowe kolektory płaskie.

Na co zwrócić uwagę?

Okazuje się, że konkurencja na rynku kolektorów cieczowych płaskich jest już dość wysoka, dlatego też zanim wybierzemy, oprócz ogólnej ceny za sztukę, warto wziąć pod uwagę kilka ważnych szczegółów konstrukcyjnych, bo może to znacząco wpłynąć na efektywność i niezawodność całego systemu.

Sprawdźmy czy wielkość powierzchni absorbującej światło jest odpowiednio duża, technologię wykonania rurek przepływowych oraz z czego wykonane są szyby kolektora.

Najlepsza jest szyba pryzmatyczna, odbierająca światło z różnych kątów, w przeciwieństwie do szyb gładkich.

I wreszcie konstrukcja kolektora - całość powinna być lekka, sztywna oraz uwzględniać różne warianty mocowania. Ponadto solidne firmy dają nam 10-letnią gwarancję. Podczas gdy ogólnie żywotność całego systemy szacuje się na około 50 lat.