Kolektory słoneczne to najszybciej rozwijające się w Polsce źródło OZE. Obok mikroelektrowni wiatrowych, siła słońca cieszy się największą popularnością wśród zwolenników zielonej energii. Poniżej przedstawiamy kolektory słoneczne od A do Z.
|
” |
KONKURS
Aby wziąć udział w konkursie, przeczytaj artykuł i odpowiedz na pytanie konkursowe w komentarzu do artykułu.
Pytanie konkursowe: Jakie są typy kolektorów słonecznych i czym się różni zasada ich działania?
Przypominamy: Liczą się wyłącznie odpowiedzi pod tekstem.
|
Pomimo, że nasłonecznienie w Polsce nie jest tak intensywne jak w krajach południowych, to jednak swobodnie wystarczy na wykorzystanie kolektorów słonecznych w sposób efektywny.
W Niemczech charakteryzujących się podobnymi warunkami nasłonecznienia, rozwiązania takie cieszą się niezwykłą popularnością i są powszechnie stosowane. Prawie 40 proc. wszystkich kolektorów w całej UE instaluje się właśnie u naszego zachodniego sąsiada.
Właściwie zaprojektowana i zamontowana instalacja powinna w polskich warunkach klimatycznych zaspokoić ok. 60 proc. rocznego zapotrzebowania na ciepło do przygotowania ciepłej wody użytkowej (cwu) i tym samym znacznie obniżyć koszty energii.
Przy pomocy instalacji słonecznej można także pokryć do 30 proc. rocznego zapotrzebowania na ciepło do dogrzewania pomieszczeń.
Instalacje słoneczne są szczególnie zalecane do podgrzewania cwu w budynkach mieszkalnych, jedno- i wielorodzinnych, w hotelach, na campingach, w budynkach użyteczności publicznej, takich jak biura czy szpitale.
W ostatnich latach coraz popularniejsze stają się słoneczne systemy chłodzenia pomieszczeń, gdzie w instalacji wykorzystuje się system chłodziarek absorpcyjnych, choć mają obecnie największe znacznie w krajach południowych. U nas natomiast energia słońca zaczyna coraz częściej podgrzewać wodę w basenach.
Obecnie polski rynek kolektorów słonecznych jest jednym z wiodących rynków europejskich i znajduje się na czwartym miejscu w europejskim rankingu sprzedaży instalacji słonecznych, tuż za Niemcami, Włochami i Hiszpanią (uwzględniając wyniki sprzedaży w 2011 r.).
W Polsce sprzedaż w tym okresie wzrosła o ponad 70 proc. i wynosiła ok. 253,7 tys. m2, biorąc pod uwagę powierzchnię czynną paneli słonecznych. Na koniec 2011 roku łącznie zainstalowanych i użytkowanych było 909 tys. m2 kolektorów słonecznych, co stanowi równoważnik 637 MW mocy cieplnej.
W Polsce w ostatnich latach nie zaobserwowano wzrostu cen kolektorów słonecznych. W 2011 roku średnia cena ofertowa za 1 m2 powierzchni czynnej kolektora kształtowała się na poziomie 1300 zł i była o 1-2 proc. wyższa niż w roku 2010. Uwzględniając fakt, że inflacja w Polsce kształtowała się na poziomie 4 proc., praktycznie miał więc miejsce spadek cen kolektorów.
Analizując sprzedaż instalacji kolektorów słonecznych w Polsce, warto zwrócić uwagę na ich sprzedaż w poszczególnych regionach. Co roku największą popularnością cieszą się instalacje słoneczne w województwach małopolskim i śląskim.
Znaczna ilość sprzedawana jest również w województwie podkarpackim (tj. 50-60 tys. m2), a w województwach łódzkim i wielkopolskim sprzedaż wynosi ok. 30-40 tys. m2. Zainteresowanie instalacjami słonecznymi widać również w woj. dolnośląskim, mazowieckim i lubelskim, gdzie sprzedaż waha się od ponad 20 do 30 tys. m2, natomiast województwa Polski północnej nadal mają niewielki udział w sprzedaży i instalacji kolektorów słonecznych.
Kolektory słoneczne służą do przemiany energii promieniowania słonecznego w ciepło. Najpopularniejsze w naszym kraju są dwa zasadnicze typy kolektorów słonecznych: płaskie i próżniowo-rurowe.
W najpowszechniejszym u nas kolektorze płaskim promieniowanie słoneczne pochłaniane jest przez płytę absorbera, wykonaną najczęściej z aluminium lub miedzi i pokrytą powłoką zwiększającą absorpcję promieniowania.
Powłoką tą może być zwykła czarna farba, niemniej obecnie nowoczesne konstrukcje posiadają specjalne powłoki selektywne o właściwościach optycznych, zwiększających absorpcję promieniowania słonecznego, przy jednoczesnym zmniejszeniu emisyjności cieplnej.
Od spodu płyty absorbera przymocowany jest układ rur w sposób zapewniający dobry kontakt cieplny, którym przepływa czynnik grzewczy (dobrze przewodzący ciepło, niezamarzający płyn – np. mieszanina glikolu z wodą). Odbiera on ciepło od nagrzanego absorbera i przekazuje do wymiennika ciepła.
Układ rur ukształtowany jest najczęściej w postać harfy, meandra lub harfy podwójnej. Od spodu płyty absorbera umieszczona jest warstwa izolacji cieplnej, przeważnie z wełny mineralnej.
Cała konstrukcja kolektora zamknięta jest w obudowie wykonanej zazwyczaj z aluminium lub tworzywa. Od góry kolektor osłonięty jest szybą ze szkła hartowanego lub specjalnego tworzywa, odznaczającego się dobrą przepuszczalnością promieniowania słonecznego i wysoką wytrzymałością na zmienne warunki atmosferyczne.
Podejmując zamiar skorzystania z energii pochodzącej z kolektorów słonecznych, warto wziąć pod uwagę następujące założenia:
– przeciętne dzienne zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową wynosi 50 litrów na osobę wody o temperaturze 450C;
– szacunkowa wielkość powierzchni kolektorów przyjmowana jest od 1,0 do 1,5 m2 na osobę;
– pojemność zasobnika powinna wynosić 70 do 100 litrów na osobę, co odpowiada od 1,5 - do 2-krotnego dziennego zapotrzebowania.
Rozważając możliwość instalacji kolektorów słonecznych, trzeba również zapoznać się z istniejącymi warunkami architektoniczno-budowlanymi w miejscu przewidywanej inwestycji.
W przypadku instalowania kolektorów na dachu ważne są następujące kwestie:
- Czy jest wystarczająca ilość miejsca na dachu dla planowanej powierzchni kolektorów słonecznych?
- Czy powierzchnia dachu, gdzie mają być one zamontowane, nie jest zacieniona przez drzewa lub inne budynki?
- Czy dach ma odpowiednio wytrzymałą konstrukcją?
Sprawą zasadniczą jest również wybór instalatora. Jest niezwykle ważne, aby miał on odpowiednie kwalifikacje i doświadczenie. O działaniu instalacji decyduje, bowiem nie tylko jakość pojedynczych urządzeń lecz także ich prawidłowe zestawienie, optymalizacja wielkości zasobnika, powierzchni kolektorów i innych komponentów, a także ich montaż. Istotny jest także serwis gwarancyjny i pogwarancyjny.
Czytaj: Uważaj co montujesz, bo będziesz cierpiał
Na całkowite koszty ponoszone z tytułu zakupu i użytkowania instalacji słonecznych do podgrzewania ciepłej wody użytkowej składają się:
– całkowite nakłady inwestycyjne – wydatek rzędu średnio ok. 2500 zł/m2 powierzchni instalacji słonecznej
– pomijalne w tym przypadku, niskie koszty eksploatacyjne (związane z pracą pompy obiegowej, rzędu 20-30 zł/rok oraz z okresowym serwisem, przede wszystkim wymianą czynnika roboczego raz na 5 lat.
Bazując na wynikach obliczeń polskiego programu Kolektorek2.0, dla przykładowej instalacji cwu wykorzystywanej przez czteroosobową rodzinę (zapotrzebowanie: 14 GJ/rok, ok. 3900 kWh/rok, lokalizacja: Warszawa), dokonano porównania wybranych kolektorów płaskich i próżniowych.
Uzysk słoneczny w przypadku kolektorów płaskich wynosił średnio ok. 405 kWh/m2/rok, natomiast w przypadku kolektorów próżniowych ok. 435 kWh/m2/rok.
Obliczeń dokonano dla kilkunastu wybranych i dostępnych na polskim rynku kolektorów słonecznych płaskich i kilkunastu próżniowych.
Oprócz parametrów cieplnych kolektora, na wielkość uzysku słonecznego wpływa również lokalizacja, profil zapotrzebowania na ciepłą wodę, ustawienie kolektora względem stron świata, jego nachylenie, grubość izolacji, strumień przepływającego czynnika grzewczego, wielkość zasobnika, zakładany stopień pokrycia zapotrzebowania oraz, oczywiście, precyzja montażu samej instalacji.
Przy powyższych założeniach dla przykładowej instalacji, dobranej dla czteroosobowej rodziny, przyjmując, że pierwotnie ogrzewała wodę tylko za pomocą energii elektrycznej, okres zwrotu nakładów inwestycyjnych będzie wynosił 6 lat, a roczne oszczędności na rachunkach ok. 1300 zł/rok.
Dla gazu będzie to odpowiednio mniej, tzn. 11 lat i ok. 600 zł oszczędności rocznie, natomiast w przypadku węgla 17 lat i ok. 300 zł.
Tak więc, najwyższą opłacalność mają instalacje, w których podstawowym źródłem ciepła jest instalacja elektryczna, natomiast z najniższą mamy do czynienia w przypadku ogrzewania węglem lub drewnem (także w przypadku ciepła sieciowego).
Cykl poświęcony kolektorom słonecznym:
Wszystko o kolektorach słonecznych
Jak czytać etykiety?
Dlaczego niektóre pracują słabiej?
Jak się starzeją kolektory?
Uważaj, co montujesz, bo będziesz cierpiał
WIDEO: Kolektory słoneczne w pigułce
GALERIA: Nabici w próżnię
Ewa Grochowska
* Materiał powstał na podstawie publikacji Instytutu Energetyki Odnawialnej: „Małoskalowe odnawialne źródła energii i mikroinstalacje. Kolektory słoneczne, systemy fotowoltaiczne, małe elektrownie wiatrowe”.
O dotacjach na zakup kolektorów słonecznych czytaj także:
Wsparcie dla zwolenników oszczędzania
Nowy kredyt dla energooszczędnych
 |
Autor artykułu:
Planergia |
Planergia to zespół doświadczonych konsultantów i analityków posiadających duże doświadczenie w pozyskiwaniu finansowania ze środków pomocowych UE oraz opracowywaniu dokumentów strategicznych. Kilkaset projektów o wartości ponad 1,5 mld zł to nasza wizytówka.
Planergia to także dopracowane eko-kampanie, akcje edukacyjne i informacyjne, które planujemy, organizujemy, realizujemy i skutecznie promujemy.
