Czym jest i jak działa kolektor słoneczny?
Kolektor słoneczny to urządzenie do ekstrakcji energii słonecznej bezpośrednio w użytkową lub magazynową formę. Energia w świetle słonecznym jest zmagazynowana w formie promieniowania elektromagnetycznego, od fal podczerwonych (długich) do promieniowania ultrafioletowego (krótkich). Energia słoneczna uderzająca w powierzchnię Ziemi w danym momencie, zależy od warunków pogodowych, jak i położenia powierzchni. Ogólnie energię tę, w bezchmurny dzień, można uśrednić do wartości ok. 1kW na 1 m kw. Niestety dzisiejsze kolektory rzadko kiedy są w stanie wykorzystać potencjał drzemiący w energii pochodzącej od naszego Słońca. Co prawda jest z tym coraz lepiej, lecz wciąż nierzadko trzeba na własną rękę dostosowywać dany kolektor, by osiągał większą wydajność akumulacyjną. Działanie kolektora można opisać w kilku prostych krokach:
1. Słońce ogrzewa absorber w kolektorze
2. Absorber zamienia je w ciepło
3. Od absorbera ogrzewa się czynnik grzewczy (woda lub płyn niezamarzający przydatny zwłaszcza zimą)
4. Ogrzana ciecz przepływa przy pomocy pompki do zasobnika
5. Tam przekazuje ciepło wodzie użytkowej i ochłodzony płyn wpływa do kolektora, by rozpocząć cykl grzewczy na nowo.
Pomysły na zwiększenie efektywności kolektorów słonecznych.
Pomysłów mniej lub bardziej wydajnych jest na pewno kilka. Ja przedstawię tu 2 najważniejsze, z czego jeden należy do tych, które możemy nazwać DIY (z ang. do it yourself), czyli po prostu znane polskie "zrób to sam". Drugi zaś to ten, do którego potrzebujemy odpowiedniego projektu i dosyć zasobnego portfela.
Sposób pierwszy:
Umieszczając pod odpowiednio nachylonym kolektorem słonecznym np. dobre lustro, czyli takie, które prawie wszystkie promienie słoneczne odbija ku kolektorowi. Akumulację energii można wtedy zwiększyć nawet o 80% w stosunku do samodzielnie pracującego urządzenia.
Sposób drugi:
Sposób ten jest mało rozpowszechniony na świecie, ale już zdążył zyskać rzesze zwolenników. Zwiększoną wydajność osiąga się podobnie jak w sposobie pierwszym, lecz stosując o wiele większą ilość zwierciadeł ułożonych na kształt kwiatu słonecznika. Sposób ten znalazł szerokie zastosowanie m.in. w kolektorach słonecznych w stanie Teksas, Południowa Kalifornia i innych stanach USA. Jednym z najbardziej znanych kolektorów tego typu jest ten w Mont-Louis. W punkcie skupienia może uzyskać do 3000 st. Celsjusza. Dzięki takiej temperaturze jest użytkowany jako źródło zasilające piec do obróbki metali.
Taki schemat kolektora możecie zobaczyć obok. Widać również jak bardzo jego twórcy wzorowali się na słoneczniku.
Rady odnośnie już zainstalowanego kolektora
Choć kolektory słoneczne to urządzenia, które nie wymagają wielkiej "opieki" od momentu ich montażu, to jednak minimum dbałości należy zachować. Trzeba pamiętać, że kolektor to urządzenie, które jest bardzo czułe na jakiekolwiek czynniki wpływające na jego wydajność absorbowania. Można do nich zaliczyć np. kurz zbierający się na powierzchni kolektora. Zaleca się przynajmniej raz w roku czyścić powierzchnię kolektora, by móc zmaksymalizować jego efektywność. Oczywiście w zależności od upodobania można to robić częściej. Tak samo sytuacja wygląda ze śniegiem, czy innymi substancjami mogącymi zaburzyć absorpcję urządzenia.
Większość ludzi chcących skorzystać z taniej energii zleca montaż kolektorów słonecznych firmom lub indywidualnym monterom. Są jednak tacy, którzy chcą zrobić to sami. W takim przypadku warto wiedzieć jak umieścić dany kolektor. Są 2 czynniki, na które trzeba zwracać uwagę. Po pierwsze kolektor powinien być położony po południowej stronie domu (mowa o półkuli północnej kuli ziemskiej), gdyż dzięki temu osiągniemy największy kąt padania promieni słonecznych na płaszczyznę urządzenia. Po drugie powinien być zainstalowany pod odpowiednim kątem. Jeśli np. głównie korzystamy z niego w lecie, to najlepsze efekty osiągniemy ustawiając go pod kątem 30 stopni do powierzchni ziemi. Jeśli zaś zimą, to optymalny będzie kąt 60 stopni. W przypadku korzystania z niego przez cały rok możemy uśrednić te kąty i przyjąć jego pozycję równą 45 st. Co prawda nie osiągniemy wtedy maksymalnej wydajności sezonowej, ale roczna będzie na wyższym poziomie, niż w dwóch poprzednich przypadkach.
Zalety i wady korzystania z kolektorów słonecznych
Podsumowując należałoby wspomnieć zarówno o zaletach, jak i wadach kolektorów słonecznych i ich montażu.
Zalety:
- zmniejszenie opłat za opał,
- przyjazne dla środowiska naturalnego (brak emisji gazów cieplarnianych, brak zanieczyszczeń, brak odpadów produkcyjnych),
Wady:
- wysoka cena zakupu, choć dzięki funduszowi NFOŚiGW można uzyskać dopłatę do 45% wartości kredytu zaciągniętego na zakup kolektorów,
- trudność korzystania ze względu na zmienność dobową i sezonową promieniowania słonecznego.
Podsumowanie "za i przeciw"
Kolektory słoneczne są naprawdę przydatnymi urządzeniami pozwalającymi w dłuższej perspektywie zaoszczędzić pieniądze, które musieliśmy przeznaczać na zakup opału. Choć mają wady, to jednak ilość i "jakość" ich zalet przeważa na ich korzyść.
