Kolektor słoneczny

Kolektor słoneczny to urządzenie przetwarzające energię solarną na ciepło, służące do dogrzewania pomieszczeń, a przede wszystkim ogrzewania wody użytkowej. W odróżnieniu od paneli fotowoltaicznych kolektory nie służą do produkcji elektryczności.

Zasada działania kolektora

Umieszczony na połaci dachu lub innej nasłonecznionej powierzchni kolektor jest ogrzewany przez słońce. Promienie słoneczne padają na absorber. Od niego ogrzewa się czynnik grzewczy, nośnik. Pochłaniana energia przekształcana jest na energię cieplną nośnika ciepła. Nośnikiem takim którym może być gaz, np. powietrze, albo ciecz – woda, lub niezamarzający płyn (glikol). Rodzaj nośnika i typ kolektora wpływają na sprawność urządzenia. Nośnik przepływa do zasobnika, w którym oddaje ciepło wodzie użytkowej. Schłodzony, na powrót przepływa do kolektora i cykl się powtarza.

Rodzaje kolektorów słonecznych

Na rynku dostępne są różne rodzaje kolektorów słonecznych, różniące się zastosowaną technologią, materiałami, formą, ceną. Podstawowy podział to kolektory płaskie i próżniowe. Wyróżnia się m.in. kolektory płaskie cieczowe, dwufazowe, gazowe, kolektory próżniowo-rurowe, kolektory skupiające i specjalne.

Budowa

W Polsce najczęściej stosowane są kolektory płaskie, o nieco gorszych parametrach, ale niższej cenie niż w przypadku kolektorów próżniowych podobnej klasy. Podstawowym elementem takiego urządzenia jest absorber, zwykle wykonany z blachy miedzianej. Powierzchnia absorbera pokryta jest powłoką selektywną pochłaniającą energię słoneczną (czarna, matowa). Powłoka ta może być po prostu odporną na wysoką temperaturę czarną farbą, ale w droższych i lepszych urządzeniach stosowane są nakładane galwanicznie warstwy czarnego niklu, czarnego chromu, czarnej miedzi albo tlenku tytanu, przy czym ten ostatni materiał uważany jest za najlepszy.Ciepło odprowadzane jest do instalacji za pomocą wymiennika ciepła. Dla zmniejszenia strat całe urządzenie osłonięte jest od góry przezroczystą pokrywą ze szkła i odizolowane od otoczenia np. za pomocą wełny mineralnej. Kolektor jest tylko częścią instalacji służącej do podgrzewania wody. W podstawowej formie instalacja taka może się składać z kolektora lub kilku połączonych kolektorów – w zależności od zapotrzebowania, czyli ilości podgrzewanej wody – regulatora, pompy, naczynia przeponowego, zbiornika wody użytkowej, wężownic.

Zastosowania kolektorów

Kolektory słoneczne zamontowane na dachach lub ustawione na poziomie gruntu używane są głównie do podgrzewania wody użytkowej. Mogą się także sprawdzić przy podgrzewaniu wody w basenie, zwłaszcza, że najbardziej skuteczne są latem, kiedy baseny są wykorzystywane. W mniejszym zakresie kolektory używane są do wspomagania centralnego ogrzewania lub dostarczania ciepła technologicznego. Znajdują również zastosowanie w budynkach pasywnych i zeroenergetycznych. Powiązane hasła: budynek pasywny, budynek zeroenergetyczny, pompa ciepła, certyfikat LEED, certyfikat BREEAMWięcej informacjiGoswani D.Y., Principles of solar engineering, 2015Oszczak W., Kolektory słoneczne i fotoogniwa w Twoim domu, 2012Manyala R. (red.), Solar Collectors and Panels, Theory and Applications, 2010Wnuk R., Wybrane aspekty zastosowań badań cieczowych, płaskich kolektorów promieniowania słonecznego. Ogólnopolskie Forum „Mała Energetyka 96”, Chańcza 1996Zawadzki M., Kolektory Słoneczne, Pompy Ciepła - Na Tak, 2003