gorące tematy
tagi
partnerzy w dziale

GlenDimplex  ZĘBIEC

BuderusJunkers

Hewalex

nVent     Galmet

Salus
   

EsbeRoth Polska

   Schiedel   Pipelife    

Kospel    NTS Energy

Stiebel Eltron Radox Radiators

Ferdom

Grupa Armatura

Imers
FENIX

logo Wilo
   De Dietrich

logo Daikin    Zakład Metalowo-Kotlarski SAS

Metalbet  REGULUS-system
Instal-Projekt  Verano Konwektor

Intersoft

Akra
    Immergas

znajdź fachowca

Kolektory słoneczne w zimie

aktualizacja: 19-01-2018, 07:48 – artykuł promocyjny


Kolektory słoneczne charakteryzują się nierównomiernością działania będącą konsekwencją zróżnicowania klimatycznego i ilością promieniowania docierającego do powierzchni Ziemi. Rozwój technologii oraz rosnąca popularność kolektorów w domach jednorodzinnych wpłynęły na wzrost zainteresowania wykorzystaniem energii słonecznej również w zimie.

 

Ilość dostępnej energii słonecznej

 

Zasadnicze znaczenie w efektywnym działaniu instalacji solarnych mają dwa parametry:

  • nasłonecznienie - ilość energii słonecznej docierającej do danej powierzchni, czyli natężenie promieniowania słonecznego (W/m2)
  • usłonecznienie - ilość godzin słonecznych - bez chmur (h/rok)


W umiarkowanych szerokościach geograficznych, w których leży Polska zasadniczo można wydzielić półrocze letnie (kwiecień – wrzesień) i zimowe (październik – marzec). Oczywiste jest również, że to właśnie w czasie lata dostęp do energii słonecznej wynosi 2/3 rocznego nasłonecznienia, zaś zimą pozostała 1/3. Pełne wykorzystanie kolektorów zatem przypada na drugą połowę roku, kiedy to uzysk energii pokrywa niemal całe zapotrzebowanie przeciętnego domu jednorodzinnego na ciepłą wodę użytkową. Wraz ze skracaniem się długości dnia, a co za tym idzie niższym kątem padania promieniowania słonecznego na powierzchnie płaskie i mniejszą ilością słonecznych dni spada również efektywność kolektorów.

Kolektory montowane na ścianie budynku

fot.: Hewalex - płaskie kolektory słoneczne montowane na ścianie budynku

Usłonecznienie zimą jest około 3 razy mniejsze niż latem, dlatego następuje znaczące pogorszenie warunków helioenergetycznych, a woda bardzo często po wstępnym podgrzaniu przez system solarny musi być następnie dogrzana. Z praktycznego punktu widzenia wykorzystanie energii słonecznej w zimie ma dwa oblicza. Po pierwsze jest to czas kiedy potrzebujemy największej ilość ciepła. Po drugie w tym okresie Słońce wykazuje najmniejszą operatywność. Jak więc pogodzić oba aspekty i zapewnić całoroczny system pracy kolektorów?

 

Praca kolektora w systemie całorocznym

 

Jednym z kluczowych założeń warunkujących pracę kolektora w półroczu zimowym jest jego izolacja, zarówno w znaczeniu konstrukcyjnym samego układu, jak również orurowania rozprowadzającego czynnik. Najlepszą termoizolację uzyskamy montując system w połaci dachu minimalizując tym samym powierzchnię chłodzącą w postaci tylnej obudowy. Kolejnym wymiarem jest kwestia budowy. I tu zdecydowany prym wiodą kolektory próżniowe, gdyż właśnie owa próżnia jest najlepszym izolatorem. Przyjmuje się, że im większa średnica rurek kolektora tym mniejsze straty ciepła. W zwiększeniu wydajności pomogą również tzw. zwierciadła liniowe odpowiedzialne za kierowanie promieni słonecznych w stronę kolektora. Jednak wadą kolektorów próżniowych jest konieczność osiągnięcia dość wysokiej temperatury czynnika (ok.25oC), który jest konieczny do rozpoczęcia pracy kolektora oraz fakt, iż kolektory rurowe nie mogą być odśnieżane. Pomimo że wersja rurowa kolektora pochłania również promieniowanie rozproszone (kolektory płaskie wykorzystują jedynie promieniowanie bezpośrednie, którego jest bardzo mało w okresie od września do kwietnia) to jednak w czasie zimowych pochmurnych dni jest to znacznie utrudnione.

System solarny w domu jednorodzinnym

fot. Hewalex - system solarny współpracujący z kominkiem - zimowe dogrzewanie wody solarnej to najlepszy sposób na efektywne wykorzystanie instalacji solarnej w czasie zimy

Latem, gdy mamy do czynienia z nadwyżkami energii słonecznej, wystarczy 30o kąt nachylenia instalacji solarnej. Systemy wykorzystywane całorocznie powinny być ustawione pod kątem 45o.

Zestaw solarny Buderus

fot.: Buderus - uniwersalny pakiet solarny 3xSilver+ dedykowany dla 3-4 użytkowników przy standardowym zapotrzebowaniu na c.w.u. oraz zestawienie energetyczne pracy instalacji w ciągu roku

 

Kolektory a śnieg

 

  • budowa kolektora a jego wytrzymałość


Zaleganie śniegu na kolektorach oraz ich wytrzymałość na nacisk nadległej warstwy decyduje o ich skuteczności w całorocznym systemie pracy. Dodatkowym utrudnieniem jest powstająca na gładkiej powierzchni warstwa szronu, która zwiększa przyczepność pokrywy śnieżnej (większa chropowatość). W konstrukcji kolektorów używa się szkła o dużej odporności na nacisk.

Budowa kolektora słonecznego

fot.: Budowa kolektora Immergas EP

Zaleganiu śniegu sprzyja płaska budowa kolektora nie próżniowego. W przypadku modeli rurowych istnieje możliwość przesypywania się sypkiego śniegu między poszczególnymi elementami budowy systemu. Im grubsza warstwa zalegającego śniegu tym mniejsze przenikanie promieni słonecznych. Zależność optycznej sprawności kolektorów oraz ilość oddawanego ciepła warunkuje tempo samoczynnego oczyszczenia ich powierzchni ze śniegu i szronu. W tej kwestii przewagę mają kolektory płaskie.


Jeśli powierzchnia szklanej rury pozostanie czysta, kolektor próżniowy jest w stanie uzyskać wyższą sprawność i wydajność niż model płaski. Wyższe straty ciepła do otoczenia, które przypisuje się kolektorom płaskim przyśpieszają usuwanie śniegu z ich powierzchni.

Izolacja w obudowie kolektora słonecznego Roth

fot.: Roth kolektory słoneczne Heliostar - izolacja tylnej ściany obudowy z wełny mineralnej 60 mm

Ochroną przed zamarzaniem instalacji solarne jest użyty czynnik grzewczy, najczęściej jest to glikol. Minimalną temperaturę eksploatacji określa producent. Zazwyczaj jest to ok. 25-30oC.


 

Opracowanie: Redakcja
Zdjęcia: Hewalex, Buderus, Immergas, Roth


Zobacz także
Regulacja hydrauliczna w instalacjach solarnych

Regulacja hydrauliczna w instalacjach solarnych

Każda poprawnie zaprojektowana i wykonana instalacja wymaga elementów odpowiedzialnych... ¬ więcej...

 
Czy warto inwestować w kolektory słoneczne - poznaj najnowsze fakty

Czy warto inwestować w kolektory słoneczne - poznaj najnowsze fakty

Kolektory słoneczne to pierwsze alternatywne źródło energii, które... ¬ więcej...

 
Instalacja solarna a zagrożenie bakterią Legionella

Instalacja solarna a zagrożenie bakterią Legionella

Instalacje niskotemperaturowe uważane są za sprzyjające rozwoju groźnych dla życia... ¬ więcej...

 
All rights reserved © 2004-2021 instalacjebudowlane.pl      |      Powered by strony www introNet