solarni sustav

Solarni sustav za grijanje vode

Najprije se treba odlučiti za vrstu solarnih kolektora koji se namjeravaju ugraditi. Na tržištu je velika ponuda. Za veći su dio Hrvatske (posebno za njezin kontinentalni dio) primjereni takozvani zatvoreni kolektori gdje se voda miješa sa sredstvom protiv smrzavanja.

Ako krov ima jednu plohu (strehu) prema istoku, jugu ili zapadu, preporučuju se kolektori ugrađeni u krovnu konstrukciju. To znači da se kolektori nalaze u ravnini krova (strehe) te su tako bolje zaštićeni od vjetra, koji može ohladiti kolektore, i jednostavni su za ugradnju.

Na tržištu je mnogo takvih modularnih kolektora koji se na krovu sastavljaju u cjelinu i kao takvi odgovaraju potrebama. Pri ugradnji nisu potrebna dizala te je trošak ugradnje manji. Za četveročlanu obitelj dovoljna su dva kolektora po 2,5 m2, dakle zajedno 5,0 m2 površine.

Kod kolektora koji su ugrađeni u krov niti cijevi koje ih povezuju ne zahtijevaju proboj krovne konstrukcije, samo je pri postojećim građevinama potrebno prihvatiti činjenicu da je te cijevi potrebno ugraditi naknadno. Po tim cijevima energija teče od kolektora do spremnika tople vode, tj. solarnog bojlera. Ni tu nisu potrebni preveliki zahvati ako postoji prostor za spremnik od 300 litara. Protok vode izvede se tako da hladna voda ide najprije u solarni bojler, a zatim iz njega u bojler koji se već nalazi u kućanstvu. Time se izbjegavaju prevelike adaptacije u postojećim instalacijama, prije svega jer je postojeći bojler već ionako u upotrebi. Takva će kombinacija učinkovito raditi jer će sunce zagrijavati vodu u solarnom bojleru, a ona će se u postojećem dogrijati, ako to bude potrebno.

Jedan je od zahvata, koji se samo na prvi pogled čini zahtjevnim, jest ugradnja solarnih kolektora s kojima se grije sanitarna voda. Za grijanje se vode, naime, troši do 40 posto sve potrebne energije u kući. Solarni sustav pokriva do 70 posto potrebne energije za grijanje sanitarne vode na godinu.

Vrste kolektora i dijelovi sustava

Solarni kolektori- Primaju sunčevo zračenje i apsorbiranu toplinu pomoću solarne crpke prenose do potrošača (u našem primjeru spremnika tople sanitarne vode). Osnovne izvedbe su: ravni pločasti kolektor i cijevni vakumski kolektor.

Ravni pločasti kolektori odlikuju se vrlo visokim koeficijentom apsorbcije sunčevog zračenja zahvaljujući visokokvalitetnom selektivnom apsorberu što rezultiravisokim stupnjem iskoristivosti. Tijekom mirovanja sustava u kolektoru se mogu postići vrlo visoke temperature i do 150 ºC. Mogu se ugrađivati na kose ili ravne krovove s podkonstrukcijom. Najčešće se koriste jer su im cijene prihvatljive.

Cijevni vakumski kolektori imaju vakumirane cijevi čime su im toplinski gubici prema okolini svedeni na minimum. Efikasniji su od ravnih pločastih kolektora. Za usporedbu, kod sustava za pripremu tople potrošne vode efikasniji su za 25-30 %, a kod sustava gdje se traže visoke temperature vode (apsorbcijsko hlađenje) i do 50 %. Za razliku od ravnih pločastih kolektora mogu se koristiti na potpuno ravnim ili okomitim površinama (fasada) zahvaljujući okretnim cijevima. Svaka cijev, a time i apsorber koji se nalazi u njoj može se zaokrenuti oko svoje osi max za 25 stupnjeva.
Navedena prednost može se iskoristiti kod montaže kolektora na krovove s nepovoljnim nagibom. U odnosu na ravne pločaste kolektore kvalitetnije apsorbiraju tzv difuziono zračenje Sunca. Tijekom mirovanja sustava u kolektoru se mogu postići temperature i do 200 stupnjeva. Nešto su više cijene ali zbog fleksibilnosti različitim načinima montaže često puta su jedini izbor.
Kod dobro dimenzioniranog sustava radna temperatura kolektora (dok solarna crpka radi) je svega 5 -20 C veća od trenutne temperature vode u spremniku topline (mjerno mjesto T2 u shemi) i skoro nikada ne prelazi 100 C.

Bivalentni spremnik topline - Akumulira sunčevu energiju tijekom dana. Sastoji se iz dvije ogrjevne spirale i time se razlikuje od standardnih akumulacijskih spremnika tople potrošne vode (imaju jednu spiralu). Gornja ogrjevna spirala spaja se npr.na kotao i preko nje se zagrijava gornja zona spremnika. Donja ogrjevna spirala povezana je cjevovodom sa kolektorima. U zimskim mjesecima ili tijekom dužeg perioda bez sunca kotao zagrijava gornju zonu spremnika (pola spremnika) koja mora biti takvog volumena da zadovolji trenutne potrebe za toplom vodom. Donja zona spremnika u takvim trenucima ostaje hladna. Pojavom i neznatnog Sunčevog zračanja dolazi do predgrijavanja sanitarne vode donje zone spremnika. Temperatura predgrijavanja ovisi o intenzitetu zračenja.

Solarna regulacija - Uključuje/isključuje solarnu crpku ovisno o temperaturi u kolektorima i spremniku topline.

Medij - Mješavina je glikola i vode zbog zaštite od smrzavanja. Sadrži posebne inhibitore za rad na visokim temperaturama. Najčešće nije istovjetan sa "antifrizom" koji se stavlja u sustave grijanja. Ovisno o kvaliteti rada solarnog sustava mijenja se svakih 2 - 4 godine uz redovitu godišnju kontrolu kvalitete.

Postavljanje solarnih kolektora orijentacija i nagib

Najviše sunčeve energije, gledano kroz godišnji prosijek, može se dobiti ako je nagib kolektora u odnosu na horizontalnu površinu jednak kutu zemljopisne širine mjesta, što za Hrvatsku iznosi 40 - 45 stupnjava. Ovisno o traženim zahtjevima i primjeni kolektori se mogu postaviti i pod nekim drugim kutevima. Ako se želi dobiti više Sunčeve energije u zimskim mjesecima nagib kolektora trabao bi iznosti 50-60 stupnja. Više energije u ljetnim mjesecima postiže se manjim kutevima, 25 - 35 stupnjeva.

Troškovi ulaganja

Cijena solarnog sustava za obiteljsku kuću kreće se u rasponu 25 000 - 45 000 kn, a ovisna je o njegovoj namjeni. Uz daljnji porast cijene energenata obračun utrošene energije u kućanstvu sve više će ići u prilog korištenju sunčeve energije. Ako se uzme u obzir vijek trajanja solarnog sustava više od 20 godina, investitor koji se već danas odluči za upotrebu solarne energije naći će se na pravoj strani, ne samo u ekološkom, nego i u ekonomskom smislu.