Instalacja Solarna – Po Co, Dlaczego i Jak To Działa?

Instalacja solarna, po co i dlaczego?

Słońce, gorąca gwiazda, dzięki której mamy światło, ciepło, pory dnia i pory roku. To źródło energii świetlnej i cieplnej, z której ludzkość uczy się dopiero korzystać. Gdybyśmy potrafili z niej efektywnie korzystać, to nie musielibyśmy spalać węgla, drewna, biomasy, ropy itp. Warto wiedzieć, że ilość energii jaka dociera ze słońca do ziemi w ciągu minuty mogłaby pokryć roczne zapotrzebowanie na energię całej naszej planety. Wystarczyło by tylko bardziej efektywnie ją wykorzystywać. Kolejna rzecz o której warto wiedzieć, to fakt, że w ciągu pół roku do ziemi dociera ze słońca tyle energii, na ile szacowane są wszystkie odkryte na ziemi złoża ropy, gazu, węgla i uranu. Gdybyśmy tylko potrafili magazynować energię pochodzącą ze słońca, to w ciągu roku zgromadzilibyśmy jej wystarczająco dużo, aby zaspokajała potrzeby ludzkości na długie lata. Niestety, póki co nie radzimy sobie z darmową energią słoneczną wystarczająco dobrze. Ale nie znaczy to, że w ogóle z niej nie korzystamy. Ludzie wysyłają satelity w kosmos, które zasilane są energią słoneczną. Na ziemi powstaje wiele elektrowni słonecznych, które produkują prąd z promieni słonecznych a prąd płynący ze słońca zasila nasze domy. Słońce to również ciepło. Dlatego coraz więcej rodzin korzysta z prawie darmowej energii cieplnej i podgrzewa nią wodę użytkową w domu a nawet częściowo dogrzewa ciepłem ze słońca swoje domy. Da się, wystarczy tylko chcieć.

Co to jest instalacja solarna?

Aby ciepło ze słońca mogło podgrzewać wodę w naszych domach, musi zostać przetransportowane  z kosmosu na ziemię i dalej do naszego bojlera i do naszych kranów. I do tego właśnie służy instalacja solarna. Do zmiany ciepła zamkniętego w promieniach słonecznych na ciepłą wodę. Ciepło słoneczne dostarczane jest na ziemię w postaci promieniowania, widocznego i nie widocznego gołym okiem. To promieniowanie słoneczne musi zostać zamienione w ciepło. I w tym celu wymyślona została instalacja solarna. Człowiek zauważył, że przedmioty, na które padają promienie słoneczne nagrzewają się. Usiadł, trochę pomyślał, pokombinował i metodą prób i błędów zbudował instalację solarną. Czytałem na forach, że proste instalacje solarne można zbudować z panelu kaloryfera, drewnianej skrzynki, kilku metrów rurek i pompki do C.O. Wystarczy pomalować panele kaloryfera na czarno, zamknąć je w drewnianych skrzynkach, zaizolowanych przed wiatrem i utratą ciepła, od góry zabezpieczyć szybą, wywalić na dach skierowany w kierunku południowym, połączyć rurkami z bojlerem i pompką obiegową i już mamy prostą, tanią instalację solarną, która w letnie dni będzie nam podgrzewać wodę użytkową. Ale taka własnoręcznie wykonana instalacja solarna nie będzie miała ani zbyt eleganckiego wyglądu, ani zbyt dużej sprawności. Będzie podgrzewać wodę jedynie w miesiącach letnich, a w chłodne wiosenne i jesienne dni oraz zimą nie będzie pracować prawie wcale. 

Dlatego też pasjonaci, specjaliści i naukowcy postanowili ulepszyć pierwszą wersję instalacji solarnych i poprawić element, który zamienia ciepło z promieni słonecznych w ciepłą wodę. I tak powstały nowoczesne i o wysokiej sprawności kolektory płaskie i próżniowe. W tych pierwszych zamiast starych kaloryferów znalazły się solidnie izolowane skrzynki z aluminium, w który umieszczone zostały miedziane rurki, pokryte farbą, która solidnie absorbuje ciepło. To w znacznym stopniu poprawiło sprawność kolektorów słonecznych. 

Jeszcze ktoś inny wymyślił kolektor próżniowy, w którym w specjalnej rurze, wewnątrz której jest próżnia, znajduje się druga rura, taki jakby termometr. Między tymi dwoma elementami kolektora znajduje się sprężysty profil wykonany z jednego kawałka aluminiowej blachy. W "termometrze" zamiast rtęci jest zamknięty specjalny płyn , który pod wpływem promieniowania słonecznego zaczyna wrzeć i parować, ogrzewając górną część rury. Jest ona zanurzona w glikolu, którego zadaniem jest jej chłodzenie. Glikol odbiera ciepło od gorącej części rury kolektora. Płyn w niej zawarty wychładza się, przechodzi w stan ciekły i spływa w dół „termometru”. Tam znów wrze i w postaci gorącej pary wraca w górę itd. Kolektor próżniowy pracuje w układzie zamkniętym, zamieniając ciepło słoneczne w ciepły glikol. 

Kolektor próżniowy może nagrzać się do prawie 200 stopni Celsjusza, co sprawdziłem na własnej skórze, kiedy przez kilka godzin nie miałem prądu i instalacja nie odbierała ciepła z kolektorów. 

Kolektory próżniowe mają większą sprawność i odbierają znaczniej więcej energii ze słońca ponieważ produkowane są w postaci rur, dla których nie ma znaczenia kąt padania promieni słonecznych. Kiedy słońce wędruje ze wschodu na zachód, a kolektory mamy zwrócone w kierunku południowym, to przez cały słoneczny dzień produkują one tyle samo energii cieplnej, bo promienie słoneczne przez cały czas ogrzewają taką samą powierzchnię kolektora. 

W przypadku kolektorów płaskich wydajność będzie zależała od kąta padania promieni słonecznych. Rano i wieczorem będzie niewielka, a kiedy promienie słoneczne będą padały prostopadle na kolektor, będzie największa. 

Kolektory próżniowe mają również większą wydajność zimą. Po pierwsze, śnieg nie zakrywa nigdy całej ich powierzchni, a jeśli nawet je pokryje, to pierwsze promienie słoneczne szybko ogrzeją rury kolektora i śnieg bez problemu z niego się zsunie. 

W przypadku kolektorów płaskich, kiedy przysypie je śnieg, to słońce owszem, również go roztopi, ale potrwa to znacznie dłużej. Zazwyczaj jest tak, że śnieg roztopią promienie słoneczne, które będą padać prostopadle na kolektor, czyli w okresie największej ich wydajności. A kiedy powierzchnia kolektora zostanie oczyszczona, to kąt padania promieni słonecznych zmieni się już na niekorzyść i ciepłej wody będzie z nich niewiele.

Trzecia zasadnicza różnica jest taka, że kolektory próżniowe „grzeją” nawet w pochmurne dni. Wystarczy niewielka ilość promieniowania słonecznego, żeby podgrzać rury kolektora i zaczęły one oddawać ciepło. Piszę to, ponieważ jestem użytkownikiem instalacji solarnej z kolektorami próżniowymi i niejednokrotnie dziwiłem się, że jest pochmurno , a instalacja podgrzewała wodę. 

Więcej szczegółów dotyczących pracy kolektorów możesz znaleźć w materiałach, które są do pobrania na stronie Do pobrania i opisane jako Informacje o kolektorach słonecznych.

Czy instalacja solarna się opłaca?

Ja korzystam z instalacji podgrzewającej ciepłą wodę już trzeci rok. Przez około 8-10 miesięcy mam ciepłą wodę ze słońca i nie muszę się martwić o jej podgrzewanie. Nie muszę palić w piecu ani martwić się o rachunku za prąd czy gaz. W godzinach kiedy jestem w pracy woda jest podgrzewana a kiedy wracam do domu mam 300 litrów gorącej wody, której starcza dla dwu osobowej rodziny nawet na dwa dni. Taka instalacja to przede wszystkim komfort życia. Po prostu cały czas mamy ciepłą wodę i nie martwimy się o jej podgrzewanie. 

We wpisie Ile Kosztuje Podgrzewanie Wody Solarami? sprawdziłem na własnym przykładzie, że w słoneczny dzień mam 300 litrów gorącej wody za jedyne 29 groszy, bo tyle energii elektrycznej zużyje pompka, która wymusza obieg glikolu w instalacji solarnej. Porównałem to z podgrzewaniem wody energią elektryczną i wykazałem, że różnica jest kolosalna. 

Jak widać, codzienne koszty eksploatacji instalacji solarnej są niskie i inwestycja w tego typu instalację jest jak najbardziej opłacalna. 

Czy instalacja solarna może służyć do ogrzewania domu?

Są instalacje solarne, które wykorzystuje się do wspomagania ogrzewania domu. Niestety, moim zdaniem nie są one wystarczające do całkowitego ogrzania domu w zimowe dni, bo po pierwsze, zimą dzień jest krótki a noc długa i zimna, a po drugie, mało zimą mamy dni w pełni słonecznych, w które można korzystać z energii słonecznej. Niemniej jednak, bazując na własnym przykładzie mogę powiedzieć, że wspomaganie ogrzewania, najlepiej niskotemperaturowego jakim jest podłogówka, kolektorami słonecznymi jest możliwe. A podgrzanie wody w instalacji C.O. nawet o kilka stopni ciepłem ze słońca, to już wymierne korzyści finansowe i oszczędności na innym medium, jakie używamy do ogrzewanie naszych domów. Opisałem to na swoim przykładzie, we wpisie Czy Instalacja Solarna MożeOgrzewać Dom?

Jakie są koszty eksploatacji instalacji solarnej?

Instalacja solarna po prawidłowym jej zamontowaniu i uruchomieniu działa bezobsługowo i bezawaryjnie przez długie lata. Jednak nie ma róży bez kolców. Aby nic złego nie działo się z naszą instalacją, należy raz na kilka lat (okres określony przez sprzedawcę instalacji) wykonywać jej przegląd i wymieniać niektóre zużywające się jej elementy. Do kosztów eksploatacyjnych instalacji solarnej można zaliczyć:

• Koszt energii elektrycznej, jaka zostanie zużyta przez sterownik i pompkę lub pompki obiegowe w instalacji  - około 70 złotych rocznie
• Koszty glikolu i jego wymiany ( wymiana co około 4 lata) – około 270 zł
• Koszty przeglądu gwarancyjnego – około 150 zł raz na 4 lata ( w przypadku mojej instalacji solarnej, zakupionej w firmie Solar-Tech)
• Koszty sprawdzenia działania rurek ciepła – około 200 zł raz na 10 lat
• Jeśli w instalacji zamontujesz zbiornik emaliowany, to raz na 1-2 lata musisz w niej wymienić anodę magnezową. Koszt to około 200 zł wraz z usługą wymiany.
• Koszt ewentualnej wymiany zwierciadeł w kolektorach, raz na 5 lat lub rzadziej, w zależności od ich stanu. Koszt to około 200 zł za 20 sztuk.

Moja instalacja solarna ma 16 lat gwarancji, która obejmuje np. wymianę uszkodzonej rury próżniowej na nową, gdyby została ona zbita przez gradobicie. 

Jak widać, koszty eksploatacyjne instalacji solarnej nie są wysokie i są rozłożone w czasie. Można je przewidzieć i odpowiednio się do nich przygotować. Niektóre z nich (koszt energii elektrycznej, wymiana anody magnezowej) są konieczne również w przypadku instalacji do podgrzewania CWU bez kolektorów słonecznych, więc tak czy inaczej, należy je ponosić. 

Czy można instalację solarną wykorzystać również w innych celach?

Na swoim własnym przykładzie powiem, że tak. Ja na przykład, podczas projektowania instalacji C.O. i C.W.U w domu trochę pomyślałem, i bufor, który pierwotnie miał służyć tylko do odbioru i magazynowania nadmiaru ciepła z instalacji solarnej wykorzystałem jako magazyn ciepłej wody w instalacji C.O. Dzięki temu ogrzewanie domu samym kominkiem stało się komfortowe i wygodne.

W każdej instalacji solarnej jest sterownik, który steruje m.in. pompami obiegowymi. Jeśli jesteś na etapie budowy domu i projektowania instalacji C.O i C.W.U to możesz wykorzystać odpowiedni jego model do sterowania całą instalacją. Sterownik solarny może sterować pompami w instalacji centralnego ogrzewania, w instalacji podgrzewającej ciepłą wodę użytkową, może również sterować zaworami w tych instalacjach. Jak widać, odpowiedni dobór instalacji, sterownika i zaprojektowanie wszystkiego na początku pozwoli na spore oszczędności podczas budowy instalacji wodnych w domu. Trzeba o tym wiedzieć, dobrze pomyśleć i dobrze wszystko zaplanować. Na tym etapie ważny jest odpowiedni dobór firmy, która będzie stanie zaprojektować całą instalację, dobrać odpowiednie jej elementy i na końcu wszystko dobrze wykonać. Na załączonym rysunku widać, że jeden sterownik może pracować w różnych instalacjach i spełniać różne funkcje. Akurat wybrałem opis sterownika, z którego ja korzystam – DeltaSol BS Plus.

Sterownik instalacji solarnej można wykorzystać np. w instalacji C.O.

Ile kosztuje instalacja solarna i czy muszę kupować ją na kredyt?

Ceny instalacji solarnych różnią się i to znacznie. Wszystko zależy od wielkości instalacji, od tego, czy będzie ona służyła tylko do podgrzewania wody czy też będzie wspierała C.O. lub podgrzewała wodę w basenie itp. oraz od tego, w jakiej firmie ją kupimy. Ja przeglądając oferty mogę powiedzieć, że instalację solarną można kupić już za niecałe 4000 zł. Za tą cenę będzie to tzw. Zestaw Compact, który składa się z bojlera o pojemności około 200 litrów oraz zanurzonych w nim kolektorów próżniowych. Przykładowy zestaw znajdziesz na tej stronie. Jeśli chodzi o górny pułap cenowy to  w zasadzie on nie istnieje. Wszystko zależy od preferencji użytkownika, jego potrzeb i ilości wykorzystywanego ciepła. Mogę tylko powiedzieć, że duża instalacja solarna, która podgrzewa wodę i wspomaga ogrzewania będzie kosztował od 25000 do 30000 złotych. 

Jeśli chodzi o kredyty, to kiedyś było możliwe otrzymanie dotacji do kolektorów słonecznych i wtedy kredyt był wymagany. Musiał on być zaciągnięty do chwili otrzymania dotacji z NFOŚ. W chwili obecnej dotacje z NFOŚ to już nieaktualna sprawa a ewentualne dofinansowanie do instalacji solarnych z urzędu gminy czy miasta zależy od możliwości finansowych gminy i jest kwestią lokalną. O takie możliwości należy pytać w swoim urzędzie miejskim. Tam też uzyskamy informację, czy musimy zaciągać kredyt na zakup instalacji solarnych.

Mój punkt widzenia na instalacje solarne.

Od trzech lat jestem użytkownikiem instalacji solarnej. Zakupiłem ją w firmie Solar-Tech.  Nie była tania, ale jak już wspomniałem, wykorzystuję ją do podgrzewania ciepłej wody i do wspomagania ogrzewania. Jak na razie sprawuje się bez zarzutów. Przez te trzy lata, przez co najmniej 8 miesięcy w roku mam ciepłą wodę. Nie muszę się troszczyć o jej podgrzewanie, nie muszę ciepłej wody oszczędzać w obawie, że ostatnia osoba w kolejce będzie się kąpała w zimnej wodzie. Po prostu ciepła woda w naszym domu zawsze, o każdej porze dnia jest dostępna. A to wysoki komfort życia, który jest bezcenny. Pamiętam dobrze czasy z lat młodzieńczych, kiedy ciepła woda była tylko wieczorem i tylko wtedy, kiedy rozpaliło się w piecu C.O. A było jej tylko 100 litrów więc nie zawsze dla wszystkich starczyło. Moim skromnym zdaniem w instalację solarną warto zainwestować. W naszej strefie klimatycznej wykorzystuje ona energię słoneczną efektywnie i ma wysoką sprawność. Nakład finansowy szybko się zwraca i później długo cieszymy się darmowym ciepłem. I co najważniejsze. Instalacja solarna pozwala na zredukowanie spalania gazu, ropy, węgla lub drewna i podnosi komfort życia. A to często jest cenniejsze niż pieniądze. Bo życie mamy tylko jedno i tylko od nas zależy, czy przeżyjemy je komfortowo, czy będziemy się szarpać z każdym dniem. 

Wpisy o podobnej tematyce, które mogą Cię zainteresować:

• Ciepła Woda Zdrowia Doda Czyli Moja Instalacja Solarna.
• W Domu Nie Wszystko Musi Się Opłacać!
• Czy Instalacja Solarna Może Ogrzewać Dom?
• Ile Kosztuje Podgrzewanie Wody Solarami? 
• Kolektory Słoneczne W Praktyce.

Moja instalacja solarna została zakupiona w firmie Solar-Tech.