Kolektory słoneczne to pierwsze z urządzeń wykorzystujących odnawialne źródła energii, które zdobyły popularność w naszym kraju. Na polskim rynku dostępne są już od dawna i wiele budynków jednorodzinnych oraz obiektów użyteczności publicznej czy działalności komercyjnej wyposażone są w taką instalację. W większości przypadków jest wykorzystywana jedynie do podgrzewu wody użytkowej, ale chętnie wykorzystuje się kolektory słoneczne również w roli wsparcia dla systemu grzewczego. Jednak, aby instalacja mogła pracować efektywnie, niezbędne są kolektory słoneczne o dużej sprawności, odpowiedni zasobnik na ciepłą wodę użytkową (stanowiący również bufor ciepła), a także odpowiednia izolacja termiczna.

Reklama

Na tak ogromną popularność systemów solarnych składa się wiele czynników. Przede wszystkim są to najniższe koszty podgrzewania wody użytkowej spośród wszystkich popularnych źródeł ciepła. W polskich warunkach klimatycznych, poprawnie wykonana instalacja, jest w stanie wytworzyć około 300 do nawet 600 kWh z jednego metra kwadratowego powierzchni absorbera. Końcowy wynik zależy oczywiście od sprawności układu, a na nią z kolei wpływ mają opisane w dalszej części artykułu elementy. Przekłada się to również na długość okresu zwrotu inwestycji. Przeciętnej wielkości instalacja solarna (4 – 5 m2) generuje w ciągu roku oszczędności odpowiadające kosztom wytworzenia około 3000 kWh energii. Dodatkowo do niedawna obecny na rynku program dopłat wynoszący 40 proc. był dla wielu obecnych użytkowników czynnikiem decydującym.

Zestaw solarny pokrywa około 70 proc. rocznego zapotrzebowania na ciepło do przygotowania wody użytkowej. Instalacja solarna dostarcza łącznie w ciągu roku od 5 000 do 9 000 kWh energii na potrzeby podgrzania ciepłej wody użytkowej, osiągając przy tym średnioroczną sprawność niewiele wyższą niż 30 proc. W przypadku wspomagania systemu centralnego ogrzewania, zestaw solarny pokrywa zwykle jedynie 30-50 proc. rocznego zapotrzebowania na ciepło do tego celu. Jest on w stanie dostarczyć w ciągu roku łącznie między 4 000 a 7 000 kWh energii. Średnioroczna sprawność w tym przypadku jest porównywalna jak przy podgrzewie wody użytkowej. Różnice w podanych wartościach zależą oczywiście od wielkości zapotrzebowania energetycznego oraz od wielkości instalacji.

Sprawność instalacji solarnej jest powiązana m.in. z odpowiednim zabezpieczeniem przed stratami ciepła uprzednio podgrzanego czynnika roboczego transportowanego pomiędzy kolektorami a zasobnikiem ciepłej wody użytkowej. Właśnie z uwagi na wspomniane straty tak ważne jest dokładne zaizolowanie przewodów rurowych. Niejednokrotnie prowadzą one od dachu budynku aż do podpiwniczenia, gdzie znajduje się zasobnik. Przewody mogą mieć zatem nawet ponad 10 metrów długości i niewystarczająca warstwa izolacji lub używanie nieprzystosowanych do tego celu materiałów może powodować ogromne ubytki w wysokości temperatury transportowanego czynnika. W dużym stopniu od tego uzależnione jest ile energii pozyskamy z naszej instalacji.

Kolejnym czynnikiem, który wpływa na obniżenie sprawności całego układu oraz często również na jego awaryjna pracę jest niestosowanie się do zaleceń producenta. Pod takim hasłem należy rozumieć wszelkie błędy występujące już na etapie montażu oraz zaniedbania tuż przed uruchomieniem instalacji. Najczęściej powtarzające się zaniedbania to błędne ustawienie ciśnienia systemowego oraz brak wstępnej kontroli naczynia wzbiorczego i nieprawidłowe bądź niedokładne odpowietrzenie instalacji. Do pozostałych błędów można zaliczyć również nieprawidłowy montaż czujnika temperatury w kolektorze, a także nieprzepłukanie obiegu solarnego po zainstalowaniu, co należy koniecznie wykonać zaraz przed napełnieniem układu czynnikiem roboczym.

Jak pokazuje wieloletnia praktyka stosowania systemów solarnych, równoczesne wystąpienie zarówno strat ciepła na przewodach łączących kolektory z zasobnikiem wynikające z wadliwie wykonanej izolacji oraz zaniedbań opisanych w powyższym akapicie prowadzi w większości przypadków do całkowicie niewydajnej pracy całego układu. Możliwa do osiągnięcia w instalacjach solarnych sprawność około 32 proc., w takich przypadkach jest daleka od realizacji, a nawet bliska zeru. Konieczna jest gruntowna modernizacja, która niesie za sobą dodatkowe, niemałe koszty. Aby zatem zabezpieczyć się przed spadkiem oczekiwanej sprawności oraz nieprzewidywalnymi wydatkami należy już podczas projektowania instalacji kolektorów słonecznych zadbać o doświadczoną ekipę instalatorów. Przewody powinny być izolowane materiałami tworzonymi specjalnie do tego celu, które cechują się przede wszystkim odpornością na promieniowanie UV oraz wahania temperatur. Również same przewody muszą charakteryzować się odpornością na utrudnione warunki pracy.  Dodatkowo dbałość o dokładne wykonanie czynności przed oddaniem instalacji do eksploatacji przyczyni się do zachowania trwałości i wysokiej wydajności całego układu. Pozwoli to jednocześnie na bezawaryjną pracę układu.