KOLEKTORY SŁONECZNE.doc

KOLEKTORY SŁONECZNE DOSTĘPNE W HANDLU - TYPY I RODZAJE

Opracowano na podstawie materiałów znajdujących się na stronach firm 
sprzedających te kolektory (linki do nich znajdują się w treści poniższego teksu).

Zanim zacznie się budować kolektor słoneczny należy rozważyć czy obecnie nie lepiej kupić gotowy. Obecnie na rynku jest wiele tego typu urządzeń. Własnoręcznie zbudowany kolektor będzie wymagał okresowej obsługi (np. gdy zrobiliśmy ramę z drewna trzeba ją co jakiś czas odmalować itp.) i gorsze parametry nawet o połowę. Fabrycznie produkowane kolektory mają specjalnej konstrukcji absorbery, do oszklenia stosowane są tzw. szyby solarne. 

Płaskie kolektory słoneczne zamontowane na dachu.

Typowy kolektor słoneczny produkcji krajowej (o wymiarach 2030 x 1025 x 87 mm, obudowa aluminiowa, absorber z miedzi pokrytej galwanicznie niklem i czarnym chromem o specjalnych własnościach selektywnych w odbiorze i emisji promieni słonecznych, szyba solarna gładka) kosztuje brutto nieco ponad 1 tys. zł (styczeń 2004). Kolektory produkcji zagranicznej są droższe, niektóre nawet dwukrotnie. Zastosowane materiały są odporne na korozję i na każdą pogodę: deszcz, śnieg, grad nie są w stanie im zaszkodzić, zapewniają długie użytkowanie (gwarancja jest dawana przeciętnie na 10 lat).

Jeden z tańszych kompletnych zestawów (kolektor 1 szt., zasobnik 120 litrów, armatura hudrauliczna - manometr, termometr, naczynie zbiorcze 9 litrów, zawór bezpieczeństwa, zawór kulowy, odpowietrznik automatyczny, płyn niezamarzający 20 litrów) nie wymagający zasilania w energię elektryczną (obieg grawitacyjny) kosztuje poniżej 2 tys. zł brutto (styczeń 2004 http://www.ekologika.com.pl/sklep/index.html ). Nadaje się np. do ogrzewania wody w domku letniskowym. 

Do domu jednorodzinnego należałoby zastosować coś większego, np. minimum zestaw z dwoma kolektorami - wydatek taki to ok. 5 tys. zł brutto (styczeń 2004). 

1 Kolektor słoneczny 2 szt. 
2 uchwyt dachowy ocynkowany na jeden kolektor 2 szt. 
3 podgrzewacz 1 szt. 
4 śrubunek 3” 2 szt. 
5 zestaw przyłączeniowy kolektora 1 kpl. 
6 zestaw przyłączeniowy podgrzewacza 1 kpl. 
7 zespół pompowy ze sterownikiem 1 szt. 
8 zespół naczynia przeponowego 1 kpl. 
9 profil między kolektory 1 szt. 
10 płyn do instalacji 20 kg 
11 pompa do napełniania instalacji 1 szt. 
12 otulina 18/9 

Zdjęcie zestawu przedstawionego na powyższym schemacie. 
Oferowany jest on prze firmę http://www.hewalex.com.pl 

Oprócz płaskich kolektorów słonecznych są jeszcze inne, np. ciekawymi, zaawansowanymi technologicznie (i drogimi) są próżniowe kolektory firmy http://www.viessmann.pl . Zastosowano w nich wysokowartościowe materiały takich jak: stal szlachetna, aluminium, miedź i wysokowytrzymałe szkło zapewniające długotrwałą, bezawaryjną eksploatację. Nadają się on nie tylko do podgrzewania ciepłej wody, ale nawet do wspomagania ogrzewania domu. 

Kolektor próżniowy Vitosol

Vitosol 200 jest wysokosprawnym próżniowym kolektorem rurowym z bezpośrednim przepływem czynnika grzewczego przez płyty absorberów. Są tu zamontowane dwie rurki metalowe - jedna wewnątrz drugiej - czynnik grzewczy płynie wewnętrzną do końca rurki i wraca zewnętrzną. Dzięki izolacji cieplnej w postaci próżni, do minimum zostały zredukowane straty ciepła. Poprzez takie rozwiązanie praca kolektora staje się w niewielkim stopniu zależna od temperatury otoczenia, a w okresie jesienno-zimowym następuje zmniejszenie uzysku energii przede wszystkim z powodu zmniejszonej dawki promieniowania słonecznego. Dzięki bezpośredniemu przepływowi czynnika grzewczego, można położyć go nawet bezpośrednio na dachu płaskim lub zamontować pionowo na elewacji budynku. Poszczególne rury próżniowe można obracać wokół osi i tym samym ustawiać optymalnie względem słońca.

Połączenie rur próżniowych w kolektorze.

Vitosol 300 z uwagi na konstrukcję jest jednym z najbardziej zaawansowanych technologicznie próżniowych kolektorów słonecznych. Działanie jego oparte jest na zasadzie "rurki cieplnej" (Heatpipe), gdzie ciepło odbierane jest przez odparowującą mieszankę alkoholową, samoczynnie przepływającą ku górze, oddającą ciepło w wymienniku, a następnie skraplającą się i powracającą jako ciecz w dół kolektora. Wymiana ciepła odbywa się  „na sucho“, tzn. bez bezpośredniego kontaktu z czynnikiem nośnym. Wymiennik ciepła umożliwia uzyskanie bardzo wysokiej sprawności – nawet przy słabym nasłonecznieniu. Ponadto przez obrót wokół osi rury można optymalnie ustawić absorbery względem słońca, co dodatkowo zwiększa stopień wykorzystania energii słonecznej.

Wysoko sprawny dwururowy
wymiennik ciepła Duotec

Poszczególne rury w przypadku uszkodzenia w obu wyżej wymienionych kolektorach można wymieniać pojedynczo.

Ze względu na wysoką cenę (np. 1 m2 Vistol 200 kosztuje ponad 2,5 tys. zł brutto, a cena 1 m2 kolektora produkcji krajowej około 550 zł - stan na styczeń 2004 r.) należy rozważyć, czy nie lepiej kupić kilka kolektorów płaskich za tą samą kwotę. Jednak izolacyjność, którą zapewnia próżnia, pozwala na uniknięcie niezamierzonych strat ciepła w wyniku transmisji i konwekcji. Z tego powodu kolektory próżniowe pracują także wtedy, gdy niebo jest pochmurne i gdy jest zimno, przy pogodzie niekorzystnej dla kolektorów tradycyjnych.

Można spotkać jeszcze nieco innej konstrukcji kolektory próżniowe:

 
Kolektory próżniowe firmy: http://www.mkzary.pl

Kolektory próżniowe firmy http://www.paradigma.com.pl, http://www.duel.com.pl/ .

Rdzeniem tych kolektorów są szklane rurki absorbujące Dewara. Rurka Dewara to dwuścienna rurka szklana. Pomiędzy ściankami szklanymi - wewnętrzną i zewnętrzną tej rurki istnieje próżnia. 

Przekrój wzdłużny rurki Dewara

Wewnętrzna rurka szklana ma selektywną powłokę absorbującą. Tutaj tworzy się użytkowe ciepło słoneczne. 
Właściwość, która pozwala zastosować rurki próżniowe także w północnych szerokościach geograficznych.
Oprócz wysokiej techniki wykorzystującej już nieznaczne promieniowanie słoneczne, dwuścienne rurki szklane Dewara odznaczają się przede wszystkim długą żywotnością. Ponieważ nie ma żadnych złączy, które pełnią funkcję uszczelnień między metalem i szkłem, nie tworzą się rysy naprężeniowe, będące następstwem różnych współczynników rozszerzalności ( wydłużenia ) obydwu materiałów. Z tego powodu zostaje utrzymana próżnia, która gwarantuje wysoką skuteczność kolektora. 

Przekrój poprzeczny rurki Dewara

Poprzez specjalnie profilowaną ściankę tylną kolektora, wykonaną z lustrzanej stali szlachetnej, rurki szklane zostaną naświetlone także z kierunku przeciwnego do kierunku padania promieni słonecznych. Konstrukcja ta pozwala wykorzystać również promieniowanie rozproszone, występujące przy zachmurzonym niebie, jak i ukośnie padające promienie słoneczne w czasie zimy. 

Jeszcze inną konstrukcją kolektora próżniowego jest kolektor oferowany przez firmę http://www.rotal.pl 

Kolektor – to dwie cylindryczne rury miedziane, między którymi jest próżnia. Wewnątrz rury środkowej jest ok. 27 litrów wody użytkowej pod ciśnieniem z sieci wodociągowej, hydroforni lub układu grawitacyjnego. Ta woda zostaje ogrzana parą destylatu, który znajduje się w przestrzeni próżniowej. Ta para rur otoczona jest szczelnym kloszem polietylenowym a spód uformowany tak jak gąsior w wykonaniu dla kalenicy. 

Są też warianty z trzech lub pięciu rur, zespolone w położeniu horyzontalnym - też pod szczelnym kloszem (zdjęcie powyżej). Pojedyncze kolektory montuje się w ciągu, w miejsce gąsiorów na kalenicy, natomiast kolektory zespolone w przypadku dachów z ceramiczną dachówką najlepiej montować tak jak okna połaciowe. 

Kolektor AKFA-Solarex działa na zasadzie zwierciadła parabolicznego. Promieniowanie słoneczne odbija się od układu luster i trafia na nagrzewnicę. Dzięki systemowi naprowadzania, kolektor AKFA-Solarex zawsze ustawia się prostopadle do promieni słonecznych. Zapewnia to wysoką efektywność i maksymalne uzyski energii słonecznej. Energia słoneczna odbita od kolektora zostaje skupiona na nagrzewnicy, gdzie zamienia się w ciepło. Czynnik roboczy przepływając przez nagrzewnicę pełni funkcję transportera ciepła. Czynnik roboczy przepływa do wymiennika ciepła, gdzie oddaje energię wodzie. Funkcje wymiennika ciepła może pełnić zasobnik z wężownicą solarną lub wymiennik płytowy. Kolektor pracuje w systemie zamkniętym. Czynnik roboczy pracuje na bazie płynu niezamarzającego co umożliwia pracę w systemie całorocznym.

Więcej na temat przedstawionego kolektor 
można znaleźć na: http://www.oks.pl/oferta.htm 

Zwierciadlany kolektor słoneczny podążający za słońcem w wersji pojedynczej, zaprojektowany został z myślą o rodzinie 5-cio osobowej zamieszkującej domek jednorodzinny, gdzie średnie dzienne zużycie ciepłej wody wynosi ok. 60 litrów na osobę. Możemy uzyskać z niego do 3 [kW] mocy, co pozwala na ogrzanie do 60°C 300 litrowego zasobnika c.w.u. w czasie 8-9 godzin.

Jednak obecnie jest już następca ww. kolektora zwierciadlanego - jest to kolektor słoneczny Turbosolar - czyli  omówiony wcześniej kolektor próżniowy plus dodatkowo system naprowadzania. System nadążny daje wzrost uzysku energii od 30% do 40% w stosunku do systemów stacjonarnych próżniowych.

Kolektor Turbosolar oferowany jest przez http://www.solarex.akfa.com.pl