dobór kolektorów słonecznych

Prawidłowy obór kolektorów słonecznych wymaga uwzględnienia wielu czynników. W cennikach niemal wszystkich dystrybutorów można znaleźć „gotowe" zestawy przygotowane pod odpowiednią ilość osób. Jednak przed decyzją o wyborze danego zestawu najlepiej sprecyzować u danego producenta na jakich założeniach opiera się kompletacja danego zestawu. I pomimo promocji „w zestawie taniej" warto tak dobrać system aby jego elementy były optymalnie wykorzystane i dopasowane do potrzeb. W związku z tym każdy inwestor powinien wykonać indywidualne dopasowanie systemu solarnego do własnych potrzeb.
Pierwszym krokiem jaki należy wykonać jest ustalenie jakiego systemu potrzebujemy. Spośród oferowanych rozwiązań warto skupić się na dwóch najlepiej działających systemach:
1. Kolektory słoneczne do wspomagania ciepłej wody użytkowej
2. Kolektory słoneczne do wspomagania ciepłej wody użytkowej, ogrzewania sezonowego basenu i wspomagania centralnego ogrzewania.
Te dwa systemy dają możliwość osiągnięcia maksymalnych uzysków przy maksymalnym wykorzystaniu systemów i zachowaniu pełnego bezpieczeństwa instalacji. Nie polecamy i nie zalecamy stosowania systemów kolektorów słonecznych do wspomagania CO i ogrzewania CWU z tej prostej przyczyny że latem nie ma możliwości odbioru ogromnej ilości energii które takie systemy generują - a jeśli nawet zbudujemy odpowiednio duży system zrzutu nadmiaru ciepła latem do atmosfery to wygeneruje on wydatki które pogorszą ekonomie takiej inwestycji. Brak odbierania nadmiaru ciepła od kolektorów słonecznych latem może doprowadzić do zwiększonych wydatków serwisowych a przy braku serwisu do szybkiego uszkodzenia instalacji solarnej.


Kolektory słoneczne do podgrzewania CWU
Najbardziej powszechnym w Polsce systemem wykorzystującym kolektory słoneczne jest instalacja wspierania ciepłej wody użytkowej W ostatnich kilku latachw Polsce zamontowano ich w samym tylko programie dofinansowań NFOŚiGW ponad 50 000 zestawów. Dobierając jej komponenty należy określić ilość zużywanej ciepłej wody. Najdokładniejszym szacowaniem byłoby zainstalowanie wodomierza na przewodzie z ciepłą wodą i przez kilka miesięcy obserwowanie zużycie – pozwoli to na odczyt aktualnego zapotrzebowania i dobranie instalacji zgodnie ze zużyciem ciepłej wody. Jeśli nie ma takiej możliwości można posłużyć się przybliżeniami. Uśrednione zużycie ciepłej wody wynosi 50 litrów na osobę. Można przyjąć tą wartość do wyliczeń – lecz jeśli mamy podejrzenia że nasze zużycie jest ponadprzeciętne – warto poradzić się osoby doświadczonej w doborze kolektorów.
Jeśli mamy 4 osobową rodzinie i założymy że zużywamy średnio 60 litrów na osobę to dzienne zużycie wyniesie 240 litrów.
Aby podgrzać taką ilość wody od temperatury 15 do 55C należy dostarczyć 11 kWh ciepła do zbiornika. Mając tą informację możemy oszacować potrzebną powierzchnię kolektorów słonecznych. Pomimo informacji zawartych w danych katalogowych o osiąganych mocach rzędu 800-900 W/m2 (80-90% sprawności) do analizy należy przyjąć średnią moc z metra kwadratowego kolektora słonecznego na poziomie 50% z mocy promieniowania słonecznego (1000W/m2) czyli około 500W/m2. Dobór kolektora słonecznego powinien być tak wykonany aby w letnie dni osiągać około 95-98% pokrycia zapotrzebowania na ciepłą wodę. Następnie należy przyjąć ile godzin średnio latem słońce pada na kolektor słoneczny – do analizy można przyjąć że w letnie dni kolektor jest w pełnym słońcu przez 4 godziny (dane statystyczne na podstawie archiwalnych pomiarów pogody).
Uwzględniając te parametry do wyprodukowania 11 kWh ciepła potrzeba 5,5 m2 powierzchni kolektora słonecznego – przy niewielkim zaokrągleniu potrzebne będą trzy kolektory słoneczne o powierzchni 2m2 każdy.
Mając obliczoną powierzchnię kolektorów i ilość zużywanej wody możemy przystąpić do wyboru zbiornika CWU. Przy zapotrzebowaniu 240 litrów krytycznym minimum będzie zbiornik 300 litrowy. Optymalnym rozwiązaniem będzie zbiornik 350 litrów. Ponieważ tej wielkości zbiorniki odbiegają od standardowych pojemności najlepszym rozwiązaniem będzie zastosowanie zbiornika o pojemności 400 litrów.
Konfrontując powyższe wyliczenia z standardową ofertą producentów „zestawów solarnych" pierwszym wnioskiem jest informacja że wyliczony przez nas zestaw nie znajduje się w standardowych ofertach „zestawów solarnych" - zazwyczaj do 3 kolektorów płaskich stosuje się zbiornik 300 litrów. Różnica ta wynika z standardowych założeń które są brane pod uwagę przy dobieraniu „zestawów solarnych" (zużycie na osobę nie przekracza 50 litrów na dobę).
Prawidłowo dobrany system solarnego wsparcia podgrzewania CWU potrafi w ujęciu rocznym pokryć zapotrzebowanie na energię w zakresie 60-75%

Kolektory słoneczne do podgrzewania CWU wsparcia centralnego ogrzewania i podgrzewania letniego basenu.
Omawiana koncepcja to druga z możliwości optymalnego wykorzystania kolektorów słonecznych. Aby instalacja kolektorów słonecznych mogła wspierać instalację centralnego ogrzewania należy znacząco zwiększyć powierzchnię kolektorów słonecznych. Jednak w tym przypadku dobór nie jest już tak prostą sprawą. Do doboru tego typu instalacji należy wziąć po uwagę, powierzchnię basenu, rodzaj ogrzewania (kaloryfery, podłogówka) oraz zapotrzebowanie energetyczne budynku. W przypadku wycen tego typu instalacji warto powierzyć ją specjalistom.
Prawidłowo skonfigurowany zestaw tego typu pozwoli na pokrycie zapotrzebowania na energię wspomagania CWU, CO i wody basenowej w około 50%.