Energię słoneczną nazywa się dziś energią przyszłości. Źródło to jest coraz częściej wykorzystywane w budownictwie, również tym jednorodzinnym. Dzięki nowoczesnym technologiom nie tylko nas na to rozwiązanie stać, lecz przede wszystkim – sporo na nim oszczędzamy, zwłaszcza jeżeli weźmiemy pod uwagę dofinansowanie z NFOŚiGW. Warto więc w domowym budżecie uwzględnić to alternatywne rozwiązanie – jakie kolektory słoneczne wybrać, radzi  Michał Burkiewicz, ekspert z firmy Hoven.

Wykorzystanie energii promieniowania słonecznego w budownictwie jednorodzinnym jest zjawiskiem stosunkowo nowym – przez długi czas, ze względu na bardzo wysokie koszty, stosowana była ona głównie tam, gdzie dostęp do innych źródeł energii był utrudniony. Coraz większe zainteresowanie tą technologią sprawiło jednak,  że  nowoczesne rozwiązania są coraz tańsze, a tym samym – dostępne również dla właścicieli prywatnych domów, zarówno tych nowobudowanych, jak i już istniejących.

Kolektory rurowo-próżniowe Fot. Hoven

Kolektor słoneczny – absorber promieniowania

Głównymi typami kolektorów używanymi do wspomagania tradycyjnych systemów ogrzewania budynków oraz przygotowywania ciepłej wody są kolektory płaskie oraz rurowo-próżniowe. Płaskie składają się z obudowy, przezroczystego pokrycia, absorbera (najczęściej blachy miedzianej lub aluminium pokrytego czarnym chromem lub tlenkiem tytanu) oraz izolacji w postaci wełny mineralnej. Podstawą konstrukcji kolektorów rurowo-próżniowych, będących stosunkowo nowym wynalazkiem, są specjalne rury próżniowe, w których absorber (miedziany lub aluminiowy) umieszczony jest w próżni pełniącej rolę izolatora zapewniającego wysoką sprawność termiczną niezależną od panującej na zewnątrz temperatury. Poza budową, która znacząco wpływa na ich efektywność i funkcjonowanie, rodzaje kolektorów różnią się też innymi parametrami, które warto poznać przed wyborem  odpowiedniego urządzenia.

Zwrot inwestycji już po 5 latach

Oba rodzaje kolektorów, płaski i rurowo-próżniowy, są w stanie zaspokoić około 60-80% zapotrzebowania na energię potrzebną do ogrzewania wody użytkowej w ciągu roku. Kolektory rurowo-próżniowe są jednak nieco wydajniejsze, a tym samym wymagają mniejszej powierzchni zabudowy  -  taką samą ilość energii cieplnej uzyskam z 5 m2  powierzchni kolektorów próżniowych co z powierzchni 3 m2kolektorów rurowych. Roczny zysk w drugim przypadku jest o ok. 10% większy. Pamiętajmy jednak, że okres zwrotu naszej inwestycji zależny jest od zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową – przeciętnie wynosi on ok. 3-5 lat, zwłaszcza, że możliwe jest obecnie uzyskanie 45% dofinansowania – mówi Michał Burkiewicz z firmy Hoven. Nieco różna jest też dzienna wydajność obu rodzajów kolektorów, zależna od kąta padania promieni słonecznych. W przypadku kolektora płaskiego jego moc jest zmienna i osiąga najwyższą wartość, gdy słońce świeci prostopadle. Kolektory rurowo-próżniowe dzięki swojej budowie działają na światło rozproszone, dlatego ich praca jest niezależna od pory dnia. Pracują równomiernie przez cały cykl, nawet w chwili, gdy płaskie tracą swą wydajność.

Kolektor płaski, a kolektor rurowo-próżniowy Rys. HOVEN

Czasem słońce, czasem deszcz

Element zbierający ciepło, zwany absorberem, w kolektorach rurowo-próżniowych znajduje się w próżni, co poprawia działanie tego sprzętu w naszych szerokościach geograficznych – jest to zaleta, której nie posiadają w takim stopniu kolektory płaskie, nadające się głównie do stref słonecznych przez większość roku. Pochłanianie ciepła słonecznego w przypadku  pierwszego rodzaju nie jest tak bardzo zależne od temperatury, dzięki czemu można liczyć na wydajną pracę instalacji nawet w mroźne zimowe dni. W takich warunkach kolektory rurowo-próżniowe mogą ogrzać wodę nawet do 50°C. Wszystko za sprawą zastosowanej w nich próżni, która jest bardzo dobrym izolatorem. Natomiast w przypadku kolektorów płaskich już przy -10°C ich efektywność znacznie spada. Warto również pamiętać, że w przypadku opadów śniegu zasypany kolektor płaski przestanie działać, natomiast z rurowej konstrukcji kolektora próżniowego opadający puch naturalnie się zsuwa. W kolektorach rurowych nie ma jednak możliwości zastosowania tzw. obiegu odwróconego w celu rozmrożenia i usunięcia śniegu, co jest dostępne w wersji płaskiej.

Michał Burkiewicz – prezes firmy Hoven, dostawcy kompleksowych rozwiązań z zakresu instalacji solarnych Fot. Hoven

- Jeśli potrzebujemy sezonowego źródła ciepła, np. dla uzyskania ciepłej wody latem (podgrzanie wody w basenie), wybierzmy kolektory płaskie. To doskonałe rozwiązanie szczególnie dla agroturystyki, gdzie zwiększone zapotrzebowanie na ciepła wodę jest właśnie w okresie letnim, czyli wtedy kiedy kolektory płaskie są najbardziej wydajne. Jeśli ważniejszą kwestią jest jednak dostarczanie ciepła przez cały rok, wybierzmy te próżniowe, które znacznie przekraczają w tym okresie wydajność płaskich – dodaje Michał Burkiewicz, ekspert z firmy Hoven.

Funkcjonalność i wygoda

Kolektory płaskie i rurowo-próżniowe różnią się między sobą nie tylko parametrami i wydajnością. Ważne są również aspekty, które wpływają na ich komfortowe użytkowanie i łatwy montaż. Jeśli chodzi o uszkodzenia mechaniczne, to w naszych warunkach nie trzeba ich brać zbytnio pod uwagę – oba typy kolektorów są na nie wystarczająco odporne. Kolektory płaskie wykonane są bardzo odpornego szkła hartowanego, natomiast rurowo-próżniowe z niezwykle wytrzymałego  szkła boro-krzemowego.  Jednakże w przypadku wystąpienia uszkodzenia w kolektorach płaskich niezbędna jest wymiana całego panelu, a w rurowo-próżniowych jedynie elementów, które tego wymagają. Również pod względem montażu oba typy kolektorów znacznie się różnią. W związku z tym, że rurowo-próżniowe montowane są w częściach, ich instalacja w wybranym miejscu, nawet na dachu nie stanowi problemu. Z kolei kolektory płaskie lepiej sprawdzają się w budynkach nowobudowanych, w których mogą być zintegrowane z dachem, zastępując część jego pokrycia. Kiedy jednak założyć chcemy je na już istniejącym budynku, ich szerokość (ok. 1 m) może sprawiać trudności z transportem na dach, zwłaszcza że standardowe włazy mają ok. 50 cm.

Reasumując – oba rodzaje kolektorów można uznać za równorzędne pod względem wydajności energetycznej w miesiącach letnich. W okresie od jesieni do wiosny, czyli przez przeważającą część roku próżniowe przewyższają pod tym kątem płaskie, osiągając wydajność nawet trzykrotnie wyższą. Jednak wybierając rodzaj kolektorów, trzeba wziąć pod uwagę również ilość mieszkających osób, zapotrzebowanie na ciepłą wodę oraz miejsce przeznaczenia. Tylko indywidualne podejście i profesjonalny audyt jest w stanie dać oczekiwane rezultaty– podsumowuje  Michał Burkiewicz z firmy Hoven.