Instalacje solarne służą głównie do podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Promienie słońca podgrzewają wodę w instalacji kolektorów. Z wyglądu są bardzo podobne do paneli fotowoltaicznych.
Instalacje solarne najbardziej powszechne są w krajach o dużej ilości słońca. W Polsce z łatwością potrafią podgrzać wodę w lecie do około 20-25 stopni Celsjusza. Rozwiązanie to stosowane jest również do podgrzewania wody w basenach. Natomiast rzadziej do wspomagania ogrzewania wiosną i jesienią, bo w tym okresie jest to prawie nieopłacalne ze względu na koszt instalacji i małą ilość słonecznych, ciepłych dni. Standardowa instalacja składająca się z dwóch do trzech kolektorów z powodzeniem ogrzeje około połowy ciepłej wody użytkowej dla rodziny składającej się z 4-6 osób. W letnie, słoneczne dni wskaźnik ten może sięgnąć nawet 100 procent. Niestety gorzej jest jesienią i wiosną. Warto wiedzieć, że kolektory nie sumują pobieranej energii, co oznacza, że mogą podgrzać wodę wyłącznie do określonej temperatury np. około 20 stopni.
Budowa instalacji
Budowa instalacji solarnej jest bardziej skomplikowana niż paneli fotowoltaicznych. Sercem układu są kolektory. Do tego dochodzą systemy rur i ich izolacja. Każda instalacja musi być wyposażona w zasobnik ciepłej wody i naczynie zbiorcze. Całość do prawidłowego działania potrzebuje pompy, zaworów i sterownika. Jednym z najważniejszych urządzeń jest zasobnik ciepłej wody. Musi być odpowiednio duży. Przyjmuje się, że dla czteroosobowej rodziny jego pojemność powinna wynosić około 300 litrów. Kolektory tak naprawdę wstępnie podgrzewają wodę, muszą więc współpracować z innym źródłem ciepła, pompą ciepła lub kotłem gazowym. W zasobniku konieczne będzie zamontowanie grzałki, która pozwoli na ostateczne podgrzanie wody. Kolektory są duże, bardziej wrażliwe na kąt padania promieni słonecznych niż panele fotowoltaiczne.
Jak ustawić solary?
- 30 stopni – gdy głownie latem chcemy korzystać z ciepłej wody, choćby do podgrzewania basenu.
- 50 stopni – kiedy będziemy chcieli podgrzewać wodę wiosną i jesienią
- 90 stopni – gdy zależy nam na wstępnym podgrzaniu wody głównie w zimie w chłodne dni
Rodzaje kolektorów:
Kolektory dzielimy na dwa zasadnicze rodzaje:
- płaskie
- rurowe
Kolektory płaskie podzielić możemy na kilka segmentów:
- zwykłe – na całej powierzchni pokryte absorberem, pod którym znajdują się rurki z czynnikiem roboczym, który przekazuje ciepło do wymiennika. Z wierzchu pokrywane są zazwyczaj szkłem hartowanym lub tworzywem sztucznym.
- próżniowe – mają podobną budowę do kolektorów płaskich z tym, że pod absorberem znajduje się próżnia. Dzięki temu kolektory pochłaniają nie tylko promieniowanie bezpośrednie, ale także promieniowanie odbite. Efektem jest wyższa sprawność niż kolektorów płaskich.
Kolektory rurowe:
Składają się z rur w których absorber umieszczony jest w rurze próżniowej. Pozwala to na odbiór ciepła nawet w pochmurne dni i powoduje wzrost sprawności urządzenia.
Dzielą się na kilka rodzajów:
- z przepływem bezpośrednim. To dwie rury zamontowane współosiowo wewnątrz rury próżniowej. Zewnętrzną płynie czynnik ogrzany, wewnętrzną zimny.
- rurki cieplne – czynnikiem odbierającym ciepło w rurkach są płyny o niskiej temperaturze parowania.
- koncentryczne – tak zwane wysokorefleksyjne zwierciadła paraboliczne. Składają się z soczewki, która koncentruje światło i przekierowuje je na rurki z substancją odbierającą ciepło. Mają bardzo wysoką sprawność i oprócz światła bezpośredniego korzystają też ze światła rozproszonego.
Koszty instalacji:
Koszt kompletnej instalacji składającej się z dwóch kolektorów, zasobnika, pompy i innych niezbędnych urządzeń to około 10 do 13 tysięcy złotych. Zasobników większych niż 300 litrów z wieloma kolektorami praktycznie nie stosuje się dla rodzin trzy lub czteroosobowych. Więcej zasobników zwiększa tylko ilość podgrzewanej wody a nie jej temperaturę, więc w lecie nadmiaru podgrzanej wody nie będzie gdzie gromadzić a w innych porach roku i tak nie zwiększymy temperatury wody i z reguły będziemy musieli ją podgrzewać. Generalnie stosuje się dwa do czterech kolektorów z zasobnikiem 300, 400 lub 500 litrów. Dla rodziny trzy lub czteroosobowej wystarczą dwa kolektory i 300 litrowy zbiornik, cztery kolektory i zbiornik 500 litrów to zestaw dla domu, w którym mieszka od ośmiu do dziesięciu osób. Kosztuje prawie 20 tysięcy złotych. Kolektory montować można na dachu, ale równie dobrze mogą być pod odpowiednim kątem ustawione na ziemi.