FreeForum
Forum rozwoju efektywnej energii

 

Z nieba prosto na twój dach

System solarnego ogrzewania wody składa się z kolektorów słonecznych oraz zbiornika z gorącą wodą. Panele słoneczne pobierają ciepło ze słońca i zamieniają je w ciepłą wodę użytkową, która może być używana wprost z kranu lub do ogrzewania pomieszczeń.

Termalne systemy słoneczne wiążą się z licznymi korzyściami, zarówno środowiskowymi, jak i ekonomicznymi. Korzystają one z odnawialnych źródeł energii do podgrzewania wody i nie powodują żadnych zanieczyszczeń, przyczyniając się do redukcji emisji gazów cieplarnianych oraz poprawy jakości lokalnego powietrza. Ponadto, solarne podgrzewacze wody mogą znacząco zredukować zużycie paliwa.

Systemy ogrzewania wody energią słoneczną są w pełni dojrzałą i sprawdzoną technologią, używaną od dekad w celu zaopatrzenia w ciepło gospodarstw domowych, przedsiębiorstw i zakładów przemysłowych. W większości przypadków solarne podgrzewacze wody zaspokajają jedynie część zapotrzebowania na ciepło. Dlatego też instaluje się dodatkowy system grzewczy (zazwyczaj w postaci kotła grzewczego), mający za zadanie zapewnić ciepło, kiedy energia słoneczna nie wystarcza.

Podgrzewanie wody za pomocą energii słonecznej znajduje zastosowanie przede wszystkim w wiejskich gospodarstwach domowych i budynkach rolniczych, w których często jest więcej miejsca na montaż instalacji kolektorów słonecznych niż na obszarach zurbanizowanych. Do dyspozycji są tutaj większe systemy, zdolne ogrzać bardzo duże ilości wody na potrzeby rolnictwa, np. do produkcji mleka.

Koszty początkowej inwestycji wymaganej do uruchomienia systemu ogrzewania łączącego instalację solarną z dodatkową instalacją grzewczą (np. kotła grzewczego) są wyższe niż w przypadku pojedynczych rozwiązań i technologii. Jednakże całościowe oszczędności mogą być dużo wyższe, a takie łączone instalacje są zazwyczaj atrakcyjne z ekonomicznego punktu widzenia, bez konieczności wsparcia ze strony państwa. Kolektory słoneczne mają długą żywotność (>25 lat) i nie wymagają praktycznie żadnego utrzymania ani zabiegów serwisowych.

Podstawowe informacje

Co to jest?

Systemy solarnego ogrzewania wody pobierają ciepło ze słońca do ogrzewania pomieszczeń oraz wody w kranie. Taki solarny system grzewczy najczęściej stanowi uzupełnienie istniejącej instalacji (np. kotła grzewczego) i zwiększa w znaczący sposób ogólną wydajność systemu ogrzewania.

Jakie są korzyści?

Niska zawartość węgla: solarny system ogrzewania nie emituje do atmosfery żadnych zanieczyszczeń ani gazów cieplarnianych. W odróżnieniu od tradycyjnych systemów, instalacja solarna przyczynia się do redukcji gazów cieplarnianych i poprawy jakości lokalnego powietrza.

Wydajność i oszczędność paliwa: solarne systemy ogrzewania mają swój niebagatelny udział w redukcji zużycia paliwa. Nawet w krajach z niskim promieniowaniem słonecznym, np. Wielkiej Brytanii i Holandii takie instalacje solarne mogą zaspokoić 40-60% zapotrzebowania na ciepłą wodę w kranie przez cały rok, oszczędzając tym samym część kosztów paliwa. W krajach członkowskich Unii Europejskiej, leżących na południu kontynentu wykonalne jest zaspokojenie przez system solarny nawet 90% zapotrzebowania na energię konieczną do ogrzania wody w kranie. Zdarza się również często, że taki system jest w stanie dostarczyć ponad 25% energii potrzebnej do zaspokojenia wszystkich potrzeb grzewczych w budynku. Instalacje solarne mogą pozyskiwać ciepło ze słońca nawet w pochmurne lub zimne dni.

Jak to działa?   

System ogrzewania energią słoneczną składa się z kolektorów solarnych oraz zbiornika na wodę, np. w formie butli. Kolektory zbierają ciepło emitowane przez słońce i używają go do ogrzania wody, która następnie może być wykorzystywana bezpośrednio w kranie i/lub do ogrzewania pomieszczeń.

Przydatność/zastosowanie

W większości przypadków system podgrzewania wody za pomocą energii słonecznej jest uzupełniany kotłem grzewczym, który podgrzewa wodę, gdy promieniowanie słoneczne jest niewystarczające. Systemy solarne są zazwyczaj projektowane jako dodatek i uzupełnienie dla już istniejących instalacji grzewczych.

Systemy ogrzewania energią słoneczną są dostępne w różnych wielkościach i typach. Mogą być montowane na większości dachów. Coraz częściej stanowią integralną część projektu nowego lub unowocześnianego budynku, np. fasad skierowanych w stronę słońca.

 

Szczegółowe informacje

Koszty, oszczędności, zyski

Systemy solarnego ogrzewania wody działają bez użycia paliwa, przez co koszty ich pracy są bardzo niskie. Jedynie pompa wtłaczająca wodę do systemu zużywa pewną ilość energii elektrycznej. Największy udział w całościowym koszcie takiej instalacji stanowi początkowa inwestycja w jej budowę.

Czas zwrotu inwestycji w krajach o niskim promieniowaniu słonecznym, takich jak Wielka Brytania, sięga rzędu 7-15 lat, w zależności od rodzaju zainstalowanego systemu, jego umiejscowienia i orientacji, itp. W krajach południowoeuropejskich okres zwrotu jest krótszy, a przez to bardzo atrakcyjny.

Wpływ na środowisko naturalne

Wpływ środowiskowy systemu ogrzewania energią słoneczną jest bardzo ograniczony. Tego typu instalacje w czasie pracy nie emitują praktycznie żadnych gazów cieplarnianych, a do tego jeszcze oszczędzają paliwo.

Wydajność

Wydajność instalacji solarnej waha się, w zależności od pożądanej temperatury wody, którą ta instalacja ma za zadanie podgrzać. W przypadku wykorzystywania energii słonecznej do ogrzewania podłóg lub basenów (gdzie temperatura wody po ogrzaniu nie przekracza na ogół 30 ºC) wydajność systemu sięga 70-80%. Kiedy kolektory słoneczne służą do ogrzewania wody w kranie (której temperatura przekracza 45 ºC), efektywność systemu spada do 50-60%.

Wykorzystanie komercyjne           

Systemy ogrzewania wody za pomocą energii słonecznej są w pełni dojrzałą technologią, używaną od wielu dziesięcioleci. Na rynku nie brakuje również doświadczonych instalatorów takich urządzeń.

W Unii Europejskiej minimalne wymagania dla systemów solarnego ogrzewania wody określa certyfikat o nazwie Solar Keymark.

Utrzymanie i serwisowanie

NISKIE: Instalacje solarne do ogrzewania wody nie wymagają praktycznie żadnego utrzymania, poza okresowym czyszczeniem powierzchni kolektora słonecznego. Pozostała część systemu centralnego ogrzewania: pompy, rury, grzejniki ma porównywalne potrzeby serwisowe, jak w przypadku tradycyjnego systemu bazującego na kotle grzewczym. Żywotność instalacji solarnej jest długa i wynosi nawet 25 lat.

Szczegóły techniczne

Na rynku występuje wiele typów instalacji solarnych, różniących się rodzajem kolektorów słonecznych (płaskie lub tubowe), sposobem cyrkulacji (obieg otwarty lub zamknięty) oraz rodzajem systemu pompującego (aktywny lub termosyfonowy).

Najczęściej wybierany wariant składa się z płaskich kolektorów słonecznych, zamkniętej cyrkulacji i aktywnej pompy. Wielkość standardowego płaskiego panelu słonecznego waha się od 2 m² do 2,5 m². W Unii Europejskiej typowy system do podgrzewania wody za pomocą energii słonecznej składa się z kolektorów słonecznych o powierzchni 5 m² oraz zbiornika na wodę o pojemności 300 litrów. Taka instalacja zaspokaja potrzeby 3-4 osobowej rodziny, zużywającej w ciągu doby około 150 litrów ciepłej wody o temperaturze 50 ºC.

Różnice regionalne     

W krajach leżących na północy Europy, takich jak Wielka Brytania czy Holandia solarne instalacje grzewcze mogą zaspokoić zapotrzebowanie na ciepłą wodę w 60%, przy rozsądnym okresie zwrotu inwestycji. W krajach Europy Południowej wydajność ta wzrasta do 90%, zaś okresy zwrotu poniesionych kosztów są krótkie, a przez to atrakcyjne z ekonomicznego punktu widzenia.

Organizacje handlowe

Association of the European Heating Industry (Europejskie Stowarzyszenie Przemysłu Grzewczego – EHI) www.ehi.eu

European Solar Thermal Industry Federation (Europejska Federacja Przemysłu Energetyki Słonecznej – ESTIF) www.estif.org