W klimacie umiarkowanym kolektory słoneczne są używane do podgrzania c.w.u oraz wody basenowej w domach jednorodzinnych, a także do wspomagania konwencjonalnego ogrzewania i chłodzenia budynków oraz uzyskania ciepła technologicznego w procesach produkcyjnych.

Ogrzewanie solarne wody i wykorzystanie kolektorów do współpracy z konwencjonalnymi źródłami ciepła dla potrzeb c.o. wymaga zainwestowania stosunkowo dużych środków finansowych, a okres zwrotu inwestycji wynosi przeciętnie od kilku do kilkunastu lat.

Jak działa ogrzewanie solarne?

Podobnie jak ogniwa fotowoltaiczne, kolektory słoneczne powinny być zainstalowane w takim miejscu dachu lub działki, gdzie ekspozycja na słońce jest największa. Urządzenia wytwarzają energię cieplną, absorbując energię słoneczną. Promieniowanie pada na pochłaniający je absorber zespolony z systemem rurek przewodzących czynnik odbierający ciepło.

Kolektor połączony jest kolejnym systemem rur z odpowiednim zasobnikiem. W przypadku solarnego ogrzewania wody użytkowej lub technologicznej będzie to zbiornik wody, z którego woda będzie dystrybuowana do kranów lub zbiorników instalacją rozprowadzoną w budynku. Jeśli kolektory służą podgrzaniu wody przeznaczonej do ogrzewania, zasobnikiem będzie zbiornik c.o., z którego czynnik grzewczy dociera rurkami do grzejników lub podłogówki.

Kolektory słoneczne do centralnego ogrzewania - czy to się sprawdza w naszym klimacie?

Rozpatrując opłacalność inwestycji w kolektory słoneczne na własnej posesji, warto mieć na uwadze, że w naszym klimacie nie sprawdzi się oparcie systemu c.o. wyłącznie na ogrzewaniu słonecznym. Należy pamiętać, że kolektory dostarczają ciepło jedynie podczas ekspozycji na słońce, co decyduje o pewnej losowości dostawy energii. Dodatkowym ograniczeniem jest niska temperatura otoczenia w okresie, kiedy zaopatrzenie w ciepło jest najbardziej pożądane. Z tego powodu zimą efektywność systemu jest mniejsza niż w lecie, mimo że kolektory są w stanie absorbować promieniowanie solarne również w tym okresie roku.

Ogrzewanie solarne domu - wydajność kolektorów

W praktyce stopień pokrycia zapotrzebowania na ciepło w postaci c.w.u. oraz c.o. wynosi od kilku do 50 procent. Jest to uzależnione przede wszystkim od standardu energetycznego budynku - szacunkowo można przyjąć, że w nowych domach, budowanych w ostatnich kilku latach, stopień pokrycia zapotrzebowania przy zastosowaniu systemu kolektorów może sięgać 25-30 procent.

Dzisiejsza technologia pozwala na 100-procentowe pokrycie zapotrzebowania domu na energię cieplną w klimacie umiarkowanym, wiąże się to jednak z odmienną od tradycyjnej metodą budowania i wymaga np. umieszczenia w ścianach obiektu sezonowego zasobnika buforowego ciepła. Rezygnacja z innych źródeł ciepła, procentująca bardzo niskimi wydatkami eksploatacyjnymi, znacznie zwiększa jednak zarówno całkowity koszt instalacji solarnej, jak i samej budowy.

Z jakich elementów składa się instalacja solarna?

Montaż instalacji słonecznej, która generuje oszczędności związane z wydatkami na konwencjonalne źródła ciepła, wydaje się inwestycją opłacalną. Rzeczywiście może taka być, jednak warto mieć na uwadze, że koszt kolektorów słonecznych dla domu jednorodzinnego to tylko jedna z pozycji w budżecie koniecznym dla realizacji inwestycji.

Na instalację solarną (zarówno w przypadku kolektorów słonecznych do ogrzewania wody, jak i do ogrzewania całego budynku) składa się wiele innych elementów, do których należą:

  • kolektory dobrane pod względem rodzaju, parametrów technicznych oraz ilości,
  • układ automatyki dostosowany do wymagań instalacji - jego zadaniem jest m.in. chłodzenie kolektorów po przekroczeniu temperatury dopuszczalnej,
  • zasobnik pojemnościowy ciepłej wody (dla podgrzewania c.w.u.) lub zbiornik (podgrzewacz) pozwalający na przyłączenie różnych źródeł ciepła (dla funkcji c.o.),
  • solarna grupa pompowa, czyli zespół elementów umożliwiających krążenie czynnika grzewczego w systemie,
  • konstrukcja wsporcza do montażu kolektorów słonecznych.

Poza ceną urządzeń i instalacji do całkowitego kosztu inwestycji należy doliczyć cenę montażu systemu i dostosowania go do istniejących warunków, jeśli modernizujemy obecną instalację c.w.u. czy c.o.

Instalacja solarna - koszt

Wydatki poniesione na inwestycję w instalację solarną przeznaczoną do podgrzewania c.w.u. oraz wspomagania c.o. zależą od wielu czynników, co można zaprezentować na przykładzie:

Dla domu jednorodzinnego zbudowanego w standardzie niskoenergetycznym, zamieszkałym stale przez 4 osoby powierzchnia kolektorów wynosi 0.07 m2 na każdy m2 ogrzewanej powierzchni. Zasobnik powinien mieć pojemność 800 dm3, co łącznie daje 40-procentowe pokrycie zapotrzebowania na ciepło.

Całkowity koszt inwestycji wynosi około 25 000. zł, a roczna oszczędność od 1000 (ogrzewanie gazem ziemnym) do nawet 2 500 zł (ogrzewanie elektryczne). Szacunkowy całkowity zwrot inwestycji, w zależności od kształtowania się cen energii konwencjonalnej i źródła konwencjonalnego, nastąpi po okresie od 8 do 15 lat.