Firma Usługowo Handlowa
Grzegorz Gniadek

ul. Dąbska 20c / 73
31-572 Kraków

tel. 12 648 21 08

Możliwości zabudowy kolektora słonecznego

Możliwości zabudowy kolektora słonecznego

Kolektory słoneczne w warunkach naszego klimatu, są niemal w każdym przypadku przeznaczone do całorocznej pracy tak, aby uzyskać jak najkorzystniejszy efekt ekonomiczny – w szczególności jak najkrótszy okres zwrotu kosztów inwestycji. Dlatego też zalecenia dla ustawienia kolektorów słonecznych najczęściej opierają się na kompromisie – uwzględnieniu warunków występujących w ciągu całego roku pracy instalacji solarnej. Stosowanie układów dla zmiennego nachylenia i skierowania kolektora w ciągu dnia i całego roku jest bowiem nieuzasadnione ekonomicznie i najczęściej w ogóle niemożliwe ze względów czysto technicznych.

kolektory na dachu pochyłym

Rysunek 1. Typowym wariantem zabudowy kolektorów słonecznych jest ich montaż na dachu pochyłym.

Należy pamiętać, że około 80% rocznej Energii Promieniowania Słonecznego przypada na tzw. porę ciepłą, czyli półrocze IV-IX. Wobec tego ustawienie kolektorów słonecznych powinno w szczególności uwzględniać specyfikę tego okresu roku. W korzystnym okresie pracy (IV-IX), kąt padania promieni słonecznych jest bardziej stromy (w stosunku do poziomu) niż w okresie zimowym. Zatem nachylenie kolektora może być stosunkowo niskie, włącznie z tym, że dla kolektorów pracujących na potrzeby sezonowego podgrzewania wody basenowej w basenie otwartym (zewnętrznym), można przewidzieć położenie ich bezpośrednio na gruncie (a więc kąt nachylenia = 0°).

kolektory słoneczne wykorzystanie promieniowania

Rysunek 2. W najkorzystniejszym okresie dla pracy instalacji solarnej (IV-IX), do dyspozycji pozostaje około 80% całorocznej Energii Promieniowania Słonecznego.

W okresie zimowym, gdy Słońce operuje nisko nad linią horyzontu, nachylenie kolektora może być bardziej strome, aby promieniowanie słoneczne padało prostopadle na powierzchnię absorbera kolektora. Takie nachylenie może mieć zastosowanie dla instalacji solarnych dodatkowo wspomagających ogrzewanie domu. Jednak wysokie nachylenie kolektora nie sprzyja pozyskiwaniu Energii Promieniowania Słonecznego w okresie letnim, co sumarycznie obniża całoroczne efekty pracy instalacji solarnej. Zabudowa kolektorów pionowo na elewacji budynku w skali roku może zmniejszać o 30÷40% uzysk ciepła, co pogarsza znacząco efekt ekonomiczny inwestycji. Strome nachylenie kolektora należy stosować jedynie, gdy spodziewane są nadwyżki ciepła w sezonie letnim (wysoki kąt zmniejsza nasłonecznienie absorberów), a także np. w strefach o znacznie zwiększonych opadach śniegu (zmniejszenie możliwości zalegania na powierzchni szyby kolektora).

kolektory słoneczne zabudowane na dachu

Rysunek 3. Możliwości zabudowy kolektorów słonecznych pozwalają na ich montaż nad połacią dachu, w połaci dachu (integracja z dachem, wbudowanie w miejsce dachówek), z wykorzystaniem uchwytów korekcyjnych (dla zwiększenia kąta nachylenia), a także przy użyciu konstrukcji wolnostojących np. na dachu płaskim lub na poziomie terenu.

Kolektory firmy Vaillant technicznie można stosować w granicach kąta nachylenia 15÷75°. Jednak dla zapewnienia jak najwyższych efektów pracy, w razie niewystarczającego nachylenia dachu lub też przy montażu na poziomie terenu, można korygować to ustawienie. Dla montażu na płaszczyźnie pionowej przewidziane są konstrukcje wolnostojące z regulowanym kątem nachylenia. O ile połączenie baterii kolektorów z przewodami zbiorczymi będzie wykonane przewodami elastycznymi, to można przewidzieć zmianę nachylenia – na niższy kąt w sezonie letnim i wyższy – w zimowym.

zalecane warunki pracy kolektora słonecznego

Rysunek 4. Zalecane warunki pracy kolektora słonecznego w instalacji solarnej pracującej całorocznie, zakładają skierowanie kolektora na południe z dopuszczalnym odchyleniem nie większym niż 45°. Nachylenie kolektora do poziomu powinno mieścić się w zakresie 30 do 45°.

Stosowanie sterowanych automatycznie układów zmiennego nachylenia i skierowania kolektora na stronę świata, nie jest ekonomicznie uzasadnione i najczęściej nie jest możliwe do zastosowania ze względów technicznych (oznacza konieczność zastosowania np. obrotnicy na poziomie terenu). Wysokie koszty takiego układu nie będą zrekompensowane wyraźnie zwiększonymi uzyskami ciepła.

Kolektory słoneczne wykazują znaczną elastyczność pracy, w szerokim zakresie zmiana kąta padania promieniowania słonecznego na absorber w niewielkim tylko stopniu wpływa na spadek efektów pracy. Skierowanie kolektora np. na południowy-wschód lub południowy-zachód, zamiast na południe, oznacza spadek ilości pozyskanej energii słonecznej jedynie o około 3÷5% rocznie. Same oszczędności w zużyciu paliwa mogą się wówczas różnić jedynie 1-2% w skali roku.

Dopiero większe odchylenia i zabudowa w kierunku wschodnim lub zachodnim (a zatem odchylenie 90° od południa) powoduje kilkuprocentowy spadek uzysków ciepła. Można wówczas (po skonsultowaniu doboru) zastosować zwiększoną powierzchnię kolektorów. Inną opcją może być wykonanie instalacji z dwoma bateriami kolektorów typu „wschód-zachód”, chociaż podwyższa to koszty inwestycji i komplikuje układ hydrauliki i automatyki.