W obecnym czasie, większość sympatyków energii odnawialnej przygotowuje się na wejście w życie dofinansowań do fotowoltaiki, więc może Was dziwić fakt, że dzisiaj piszę o kolektorach słonecznych. Nie będzie to jednak artykuł o typowych w Polsce kolektorach słonecznych.
Wprowadzone niedawno do naszej oferty bezciśnieniowe kolektory słoneczne, są odpowiedzią na potrzeby oszczędnych bądź mniej zamożnych klientów, którzy pomimo 45-procentowej dotacji na kolektory słoneczne nie zdecydowali się na ich zakup, ze względu na zbyt wysoką cenę.
Spośród wielu dostępnych rozwiązań z zakresu energii odnawialnej, bezciśnieniowe kolektory słoneczne wyglądają dosyć egzotycznie. Tym bardziej, że spotykamy je głównie w krajach okołozwrotnikowych – gdzie nie występują ujemne temperatury. Skąd więc zainteresowanie tego typu rozwiązaniami w Polsce?
Cena kolektorów słonecznych bezciśnieniowych
Pierwszą zadziwiającą rzeczą, na którą zwraca uwagę potencjalny zainteresowany odnawialnymi źródłami energii, jest cena. Kompletny kolektor słoneczny bezciśnieniowy z wbudowanym zbiornikiem kosztuje 1500 zł brutto. Co prawda ma on zbiornik o pojemności zaledwie 100 litrów, ale podczas ogrzewania cały jest wypełniony gorącą wodą (w przeciwieństwie do zbiorników z wężownicą, które w dolnej części posiadają pas słabo lub wcale nie ogrzanej wody). Dzięki temu kolektor słoneczny z takim zbiornikiem może być z powodzeniem wykorzystywany przez 2-3 osoby. W porównaniu do klasycznego systemu solarnego 200 litrów + 2 kolektory słoneczne koszt zakupu samej instalacji kolektora słonecznego bezciśnieniowego 200 litrów jest kilkukrotnie niższy. Co więcej, koszty instalacji kolektora słonecznego bezciśnieniowego – jeśli pójdziemy na kompromis (zainstalujemy kolektor na płaskim dachu na górze domu, a ciepłą wodę rozprowadzimy grawitacyjnie) – nie powinny przekroczyć 1000 zł z materiałami montażowymi, a w wielu przypadkach montaż jest jeszcze tańszy. Czyli oprócz taniego gotowego rozwiązania, koszty instalacji będą również dużo niższe niż koszty instalacji klasycznych kolektorów słonecznych.
W przypadku osób które nie chcą lub nie mogą iść na kompromis, zamiast montażu na dachu budynku kolektory słoneczne bezciśnieniowe można zamontować na gruncie, a ciepłą wodę doprowadzić do kranów przy pomocy pompki hydroforowej. Koszt komponentów w takim przypadku nie powinien przekroczyć 400 zł.
Podsumowując rozwiązanie jest naprawdę tanie i nie wymaga większych kosztów na jego instalację.
Zalety i wady kolektorów słonecznych bezciśnieniowych
Sama cena zakupu jednak nikogo nie przekona do zastosowania, jeśli urządzenie nie będzie spełniać swojej roli. Należy zatem zadać pytanie, czy taki kolektor może podgrzewać wodę do temperatury przynajmniej 40 stopni? Wszak w porównaniu do klasycznych kolektorów słonecznych rurowych, ilość rur w takim kolektorze jest zdecydowanie niższa niż w przypadku klasycznych kolektorów słonecznych opartych na glikolu. Przykładowy system ze zbiornikiem 200 litrów może przecież posiadać 36 lub więcej rur. Odpowiedzi udzielają dopiero użytkownicy (staram się nie opierać na opiniach producenta, bo one zawsze mogą nosić w sobie ziarno marketingu). Otóż woda w takich zbiornikach, w letnie słoneczne dni może osiągnąć ponad 80 stopni Celsjusza, a chłodną wiosną, przy słonecznym dniu woda osiąga około 30-40 stopni.
Powstaje od razu pytanie: skoro tak mocno grzeją rury, to czy woda w takich rurach może się zagotować? No i co wtedy? Otóż przewidziano i taki scenariusz. Rury kolektorów słonecznych bezciśnieniowych są tak skonstruowane, by przy wyższych temperaturach nie grzały już tak mocno. Jeśli jednak z powodu braku poboru ciepłej wody, temperatura wody wewnątrz zbiornika osiągnie poziom intensywnego parowania, to nadmiar pary uleci ze zbiornika zwykłą rurką przelewową, a miejsce wyparowanej wody uzupełni świeża zimna dostarczona systemem pływakowym co schłodzi wodę i tym samym spowolni proces parowania.
Aż się prosi porównać w tym miejscu taką samą sytuację w przypadku klasycznych kolektorów słonecznych. Otóż w przypadku kolektorów słonecznych klasycznych (ciśnieniowych), przy osiągnięciu w zbiorniku temperatury około 85-90 stopni, pompka glikolu transportująca ciepło z kolektora do zbiornika zatrzymuje się i w kolektorze rozpoczyna się wzrost temperatury, powoduje to parowanie i wypychanie glikolu do naczynia wzbiorczego (wszystkie te elementy muszą być prawidłowo dobrane przez instalatora!), a kolektor słoneczny przechodzi w stan stagnacji. Takie sytuacje zwiększają ciśnienie robocze instalacji i powodują degradację glikolu. Jeśli w ciągu lata takie sytuacje będą się często powtarzać, może się okazać, że jesienią konieczna będzie wymiana glikolu. Aby uniknąć strat, należy dobrze zaprojektować instalację solarną i przy spodziewanych stagnacjach zainstalować system zrzutu nadmiaru ciepła.
Kolejnym ciekawym aspektem poza oczywiście odpornością na stagnacje i zaniki napięcia jest właśnie brak kosztów pracy. Dużą zaletą kolektorów słonecznych bezciśnieniowych jest brak zużycia prądu do swojego działania (jeśli nie mamy pompki hydroforowej lub sterownika do napełniania kolektora słonecznego wodą – jest to opcjonalny sterownik zamiast naczynia pływakowego). W podstawowej wersji cała praca systemu odbywa się mechanicznie. Zainstalowany system pływakowy (w rodzaju tych w spłuczkach sedesowych) pobiera z sieci wodę pod ciśnieniem i wpuszcza do zbiornika aż do osiągnięcia jej ustalonego poziomu. W słoneczny dzień woda jest intensywnie podgrzewana – więc wieczorem można już z niej korzystać.
No dobrze, a co nocą – jak szybko woda ostygnie?
Zbiornik jest izolowany materiałem o grubości 50 mm co pozwala na utrzymanie ciepła w zbiorniku przez wiele godzin. Dzięki temu, nawet jeśli okaże się, że jednego dnia mieliśmy piękne słońce, a drugiego dnia pogoda jest mocno pochmurna – ciepła woda z poprzedniego dnia będzie dostępna na drugi dzień (oczywiście pod warunkiem, że nie zużyliśmy jej całej poprzedniego dnia).
No dobrze, ale co w sytuacji, kiedy tych pochmurnych dni będzie więcej?
Na taką ewentualność musimy się przełączyć na konwencjonalne ogrzewanie lub zainstalować opcjonalną grzałkę w zbiorniku – dogrzeje ona wodę jeśli pogoda nie będzie wystarczająca. W takiej sytuacji kolektor bezciśnieniowy będzie mógł pracować jako jedyne źródło zasilania w ciepła wodę przez cały okres od wiosny do jesieni.
Rozwiązaniem dla bardziej ambitnych użytkowników byłoby zastosowanie zamiast grzałki elektrycznej powietrznej pompy ciepła do CWU – ale w tej sytuacji koszty takiej pompy ciepła wyniosą niemal tyle samo lub więcej, niż wartość kolektora słonecznego z wbudowanym zbiornikiem i instalacją.
Jak widzicie, konstrukcja choć z pozoru banalna, ma wyeliminowany szereg wad kolektorów słonecznych. Będąc uczciwym trzeba jednak powiedzieć, że bezciśnieniowe kolektory słoneczne posiadają jedną wadę, której nie mają klasyczne kolektory słoneczne – nie są one odporne na mróz – a przez to wymagają corocznej obsługi przez użytkownika.
Obsługa bezciśnieniowego kolektora słonecznego
A co w takim razie zimą?
Zimą bezciśnieniowy kolektor słoneczny należy wyłączyć z pracy. Producent zapewnia, że wystarczy spuścić wodę ze zbiornika, a woda z rur sama wyparuje. Mi się jednak wydaje, że warto upewnić się, że przed nadejściem mrozów woda wyparowała. Szklana rura próżniowa rzeczywiście działa jak termos i kilkustopniowe przymrozki jej nie uszkodzą. Jednak dłuższe zimowe mrozy – jeśli w rurze pozostaje woda – mogą spowodować jej rozsadzenie. Dlatego też, albo opróżniamy kolektor słoneczny wcześniej przed nadejściem mrozów, a jeśli czekamy z tym do ostatniego dnia przed nadejściem mrozów – opróżniamy dokładnie z wody zarówno zbiornik jak i rury. A jeśli opróżniłem zbiornik dużo wcześniej – jak mogę sprawdzić czy w rurach jest jeszcze woda? Niestety, jedyny pewny sposób to wymontowanie jednej rury i sprawdzenie czy pozostała w niej jeszcze woda lub (dla bardziej zaawansowanych użytkowników) można spróbować przechylić kolektor aż do poziomu, w którym woda z rur się wyleje (lub powinna wylać jeżeli jej tam już nie ma). Szklane rury po opróżnieniu można zakryć, tak żeby zimą nie nagrzewały się niepotrzebnie.
A gdy minie zima i nocą będą już tylko słabe przymrozki to czekamy na pierwszy słoneczny dzień i napełniamy?
NIE! Nie wolno napełniać kolektora słonecznego w dzień. Szklane rury, kiedy tylko pada na nie promieniowanie, szybko nagrzewają się do temperatury ponad stu stopni i wlanie zimnej wody do tak rozgrzanych rur grozi ich popękaniem. Dlatego pamiętajcie, że napełnianie kolektora słonecznego wykonujemy albo w sytuacji kiedy rury są jeszcze przykryte po zimie i nie rozgrzane, albo napełniamy je nocą kiedy będą już kompletnie wystudzone.
Dodatkowe możliwości kolektorów słonecznych bezciśnieniowych
Klasyczne rozwiązanie próżniowego kolektora słonecznego posiada w dostarczanym zestawie komplet rur, stelaż i zbiornik. Jednak trzeba pamiętać, że nie zawsze zastaniemy warunki, które umożliwią zastosowanie podstawowego zestawu kolektorów słonecznych bezciśnieniowych. Na szczęście i w tej sytuacji producenci i dostawcy mają gotowe rozwiązania.
Do wyboru można zastosować następujące dodatkowe elementy w celu dostosowania pracy kolektora słonecznego bezciśnieniowego do indywidualnych potrzeb:
- Jeśli dysponujemy płaskim dachem i możemy na nim postawić kolektor słoneczny to można wybrać system pływakowego napełniania kolektora – jest tani i nie zużywa energii, jest jednak wrażliwy na niedokładne zamocowanie. Jeśli stelaż kolektora nie będzie stał dokładnie płasko – system pływakowy może się zawiesić. Dlatego też jeśli mamy dach pochyły warto skonsultować i/lub dokupić sterownik, który będzie zarządzał napełnianiem zbiornika.
- W sytuacji kiedy pogoda będzie słoneczna, możemy korzystać z praktycznie darmowego ogrzewania wody, ale co w pochmurne dni? Tak jak pisałem, konieczne jest albo przejście na ogrzewanie konwencjonalne, albo na etapie doboru kolektora i jego osprzętu należy zakupić opcjonalny sterownik z grzałką (ten sam sterownik można wykorzystywać do sterowania napełnianiem zbiornika).
- W sytuacji kiedy nie mamy płaskiego dachu i nie możemy sobie pozwolić na grawitacyjne zasilanie, konieczna będzie instalacja do podnoszenia ciśnienia ciepłej wody. Z opinii klientów wiemy, że są różne sprawdzone możliwości rozwiązania takiego problemu, a najprostszą jest zakup pompki hydroforowej służącej do utrzymywania stałego ciśnienia ciepłej wody.
Trwałość bezciśnieniowych kolektorów słonecznych
No tak – wszystko to wygląda bardzo pięknie, ale czy za trzy lata kolektory słoneczne bezciśnieniowe nadal będą pracować?
Pytanie to rzeczywiście jest jednym z najistotniejszych jeśli chodzi o ekonomię. Producent kolektorów słonecznych udziela na całą konstrukcję 5 lat gwarancji, natomiast żywotność określana jest na 15 lat.
Warto zwrócić uwagę, że rozwiązanie w samej swojej konstrukcji ma niewiele słabych miejsc. Uszkodzoną rurę można łatwo wymienić na nową, a każdy inny element można w łatwy sposób naprawić lub wymienić na nowy. Dostępne są uszczelki do rur, sterowniki, grzałki i inne. Do tego z racji prostoty rozwiązania części zamienne nie są drogie, a ich wymiany można dokonać samodzielnie przy użyciu podstawowych narzędzi – nie wymagają wzywania serwisanta i ponoszenia dodatkowych kosztów.
Poza tym z opinii klientów wynika, że nikt jak dotąd nie zauważa znacznego pogorszenia mocy grzania wody przez bezciśnieniowy kolektor słoneczny, nawet po kilku latach użytkowania. Z drugiej strony jeśli wierzyć w zapewnienia producenta (kolektory są produkowane w renomowanej fabryce która dostarcza szereg nowoczesnych rozwiązań kolektorów słonecznych na całym świecie) 15-letnia żywotność nie oznacza też kresu życia kolektora! Podobną żywotność mają osiągać płaskie kolektory słoneczne – a jak już pisaliśmy w innym poście na blogu – spotykaliśmy konstrukcje pracujące skutecznie znacznie dłużej niż 20 lat.
Przy odpowiednim dbaniu o kolektor słoneczny – które głównie sprowadza się do tego, aby nie dochodziło w nim do zamarzania wody i by napełnianie wodą następowało przy wychłodzonych rurach – z pewnością odwdzięczy się bardzo długim czasem użytkowania.
Podsumowanie bezciśnieniowych kolektorów słonecznych
Bezciśnieniowe kolektory słoneczne to realnie najtańsze użyteczne rozwiązanie umożliwiające pozyskiwanie ciepła ze słońca. Tańsze byłoby tylko pomalowanie zbiornika na czarno i postawienie go na dachu – jednak takie rozwiązanie jest dużo mniej wydajne gdyż zbiornik nie jest (i nie może być) izolowany, bardzo szybko wystygnie i nie osiągnie wysokich temperatur w chłodne dni – wiemy, bo to rozwiązanie testowaliśmy! Do tego kolektory bezciśnieniowe nie są pozbawione wad i nie każdemu przypadną do gustu. Osoby ceniące komfort z pewnością wybiorą klasyczne kolektory słoneczne, które są dużo bardziej bezobsługowe. Jednakże mając do dyspozycji niewielkie środki finansowe lub chcąc osiągnąć maksymalne oszczędności, można zainwestować w proste, nie wymagające kosztów serwisowych rozwiązanie, które nie dość, że szybko się zwróci, to jeszcze będzie pracowało przez wiele, wiele lat.
Główną grupę docelową dla prezentowanej konstrukcji stanowią domki letniskowe, domki działkowe, przyczepy kempingowe i kampery – a więc rozwiązania letnie lub „niezimowe”. W takich zastosowaniach bezciśnieniowe kolektory słoneczne spisują się naprawdę dobrze i szczerze mówiąc nie mają żadnej konkurencji. Nic jednak nie stoi na przeszkodzie, aby oszczędny Kowalski nie mógł zainstalować takich rozwiązań na swoim domu.
Oferta bezciśnieniowych kolektorów słonecznych w sklepie Solarid.
Zapraszam do rozmowy na temat bezciśnieniowy kolektorów słonecznych.
Ostatnia modyfikacja w