16 grudnia 2009

Energia słoneczna jako czynnik grzewczy

Autor poniższego tekstu ma dom w jednej z podwarszawskich miejscowości. Przed domem od kilku lat stoją dwa panele słoneczne, zapewniające rodzinie ciepłą wodę przez cały okres wiosenno-letni. Sądzimy, że z jego wiedzy i doświadczenia mogą i powinni skorzystać inni. Ponieważ jest to fragment prywatnego mejla, nie podajemy nazwiska autora.

Wykorzystując bezpośrednio energię, jaką dostarcza nam nasza gwiazda, możemy w Polsce mieć ciepłą wodę przez pół roku: od kwietnia (a czasami już od połowy marca) do września. Jeden płaski kolektor o powierzchni około 2 metrów kwadratowych zapewnia wystarczającą ilość gorącej wody dla jednej osoby.

Kolektor jest urządzeniem, które odbiera energię słoneczną i przekształca ją na cieplną, natomiast miejscem, które stanowi magazyn tej energii, są izolowane termicznie zbiorniki z wodą wyposażone w wężownicę (coś w rodzaju grzałki), którą w obiegu zamkniętym krąży nagrzany w kolektorze płyn. Ten nagrzany wcześniej płyn po wpłynięciu do wężownicy, poprzez jej metalowe ścianki, oddaje swoje ciepło i już ostudzony znowu pojawia się w kolektorze. I tak w kółko.

Pomiędzy kolektorem a zbiornikiem jest jakaś droga do przebycia. Aby straty cieplne były niewielkie, najlepiej, aby była ona jak najkrótsza (rurki są izolowane).

Jak duży (pojemny) powinien być magazyn z ciepłą wodą? Przyjmuje się, że na jeden kolektor powinno być to minimum 100 l, a najlepiej - 150 l.

Aby cały system działał sam z siebie, wykorzystując jedynie prawa natury, wystarczy kolektory umieścić niżej, a pojemniki na gromadzenie ciepłej wody - wyżej. Wykorzystując prawo grawitacji ciepła, lżejsza woda (w tym przypadku: płyn niezamarzający) sama podąży w kierunku zbiornika, a po ostudzeniu wpłynie ponownie do kolektora.

Tak się jednak dzieje, że na dachach nic nam nie przesłania słońca, a w piwnicy z kolei mamy dużo miejsca, by postawić tam wielki i ciężki zbiornik. Wtedy w obwód czynnika roboczego (niezamarzający płyn) trzeba wprząc automatykę, czyli pompkę, czujniki temperatury i urządzenie załączające.

Cieczowe kolektory słoneczne nie są jedynym urządzeniem grzewczym, jakie w naszej szerokości geograficznej montujemy w domach. Oprócz nich posiadamy zwykle jakieś kotły opalane gazem, drewnem czy węglem, pompy ciepła lub termy elektryczne. Jeśli do któregoś z tych urządzeń, zamiast - jak dotychczas - dostarczać zimną wodę, aby w nich się ona nagrzała, będziemy podawać wodę ciepłą (gorącą) nagrzaną przez kolektory, wtedy - jeśli woda z kolektorów będzie miała odpowiednio wysoką temperaturę – tradycyjny kocioł nie będzie musiał już pracować, jeśli natomiast ta temperatura będzie za niska, tradycyjne urządzenie podgrzeje ją jedynie o tę różnicę (a nie od zera, jak to wcześniej robił).

W przypadku budynku wielorodzinnego, który już istnieje, trochę trudno byłoby robić dla każdego mieszkania indywidualny system grzewczy oparty na kolektorach słonecznych. Myślę, że musiałaby to być instalacja grzejna typu zbiorczego, dla wszystkich, przygotowująca wodę, która z jakiegoś punktu centralnego byłaby pobierana już istniejącym systemem rozprowadzania ciepłej wody po budynku.

Tak jak w przypadku domków indywidualnych, tak również tutaj - istotne jest wybranie miejsca na umieszczenie kolektorów (prawdopodobnie trzeba byłoby wykorzystać połać dachu) i miejsce na ustawienie zbiorników (a to jest duży ciężar).

W tej chwili jest mnóstwo producentów i dostawców cieczowych kolektorów słonecznych. Istnieją dwa główne typy kolektorów:

- kolektory płaskie - duża izolowana skrzynia, mieszcząca sieć ułożonej spiralnie cienkiej rurki z przyspawanymi skrzydełkami pokrytymi specjalną substancją, która przekształca energię słoneczną na cieplną, a jednocześnie sama jej nie wypromieniowuje;

- kolektory próżniowe - szklane rury z wypompowanym powietrzem, pokryte wewnątrz substancją odblaskową (lustrzaną) w taki sposób, aby promieniowanie słoneczne było skupiane na centralnie umieszczonej w ich środku rurce z płynem roboczym. Ten drugi typ kolektora powinien mieć trochę lepszą sprawność (za moich czasów był jednak tak niewspółmiernie drogi, że nie wyrównywało to w żaden sposób zysku energetycznego).

Przy zakupie kolektorów powinno się również zwracać szczególną uwagę na jakość produktu; kolektory są wystawione na ciągłe działanie czynników zewnętrznych (różnic temperatury, kwaśnych deszczów itd.), a powinny przynajmniej przez co najmniej 25 lat pracować bezawaryjnie.

Brak komentarzy:

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...