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.
Kolektory słoneczne warto zaprojektować i ująć w harmonogramie budowy domu już na etapie jego przygotowywania. Wtedy można sprytnie pochować wszystkie elementy instalacji, można wcześniej przewidzieć miejsce na bojler lub bojlery i zlecić montaż instalacji na wczesnym etapie budowy, bez niebezpieczeństwa, że przy montażu coś niechcący zostanie zniszczone.
Przy projektowaniu miejsca na bojlery, trzeba być uważnym i wziąć pod uwagę wszystkie wymiary z solidnym zapasem. Ja popełniłem ten błąd. Od firmy montującej mi instalację otrzymałem informację, że duży baniak ma średnicę 100 cm. Wnęka na bojler została przygotowana na 120 cm szerokości. Po dostarczeniu na budowę bojlera okazało się, że rzeczywiście sam zbiornik ma 100 cm szerokości, ale jest jeszcze otulony 10 cm warstwą ocieplenia, więc rzeczywisty rozmiar baniaka to ponad 120 cm szerokości. I dupa blada, wnęka okazała się za mała. Z tej kryzysowej sytuacji we wnękę wszedł mały baniak a bufor stanął w garażu, zajmując niepotrzebnie miejsce.
Poza tym małym problemem, zestaw został powiedzmy dobrze zamontowany. Co prawda musiałem co nieco poprawić p monterach, żeby wszystko wyglądało w miarę elegancko, ale teraz jest już ok.
Instalacja została uruchomiona w październiku 2012 roku, więc pracuje u mnie już około roku.
Co mogę powiedzieć.
Latem, ciepła mam aż nadto. Mały bojler na ciepłą wodę użytkową nagrzewa się szybko i sprawnie a temperatura samej wody to maksymalnie 75 stopni, ale latem rzadko, nawet nocą, po kąpieli wszystkich czterech członków naszej rodziny, spada poniżej 50 stopni. W tym roku dni słonecznych było sporo, a przez te 2-3 dni bez słońca, temperatura w baniaku nie spadła poniżej 40 stopni więc do kąpieli temperatura w sam raz.
Od marca nie musiałem palić w kominku ani dogrzewać wody prądem więc sporo oszczędności i czasu zostało mi w kieszeni.
Bufor latem nagrzewał się nawet do 70 stopni Celsjusza. Całe ciepło zgromadzone za dnia, było nocą zrzucane do kaloryferów w łazienkach, więc suszenie prania czy samych ręczników mieliśmy za darmo, gratis ze słońca.
Nawet teraz, w połowie września woda użytkowa nagrzewa się do 65 stopni Celsjusza, bo na tyle zmieniłem parametry w sterowniku, a baniak 1000 litrów nagrzewa się do 50 stopni. Ponieważ noce są już chłodne, całe ciepło nocą ogrzewa nam dom, poprzez rurki w podłodze. Rano wstajemy i mamy w domu cieplutko. Jest to również zasługa wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, ale to już inna bajka, temat na kolejny post.
A jak jest w miesiącach od października do marca?
Ano wszystko zależy od pogody. Jak mamy zimowy, czy jak kto woli jesienny dzień, który jest co prawda krótki, ale obfity w promienie słoneczne, to woda nagrzewa się do temperatury 60 stopni bez problemu. Wspomaganie ogrzewania w tym okresie jest mniejsze, ale jak na przykład przyjeżdżałem na budowę w zimie, po dwóch dniach przerwy, to w domu było około 15 stopni Celsjusza, mimo, że na zewnątrz było o trzydzieści stopni mniej. Warunkiem takich wyników był słoneczny zimowy dzień i odpowiednio ustawione parametry sterownika.
Czy śnieg przeszkadzał w działaniu solarów?
Solary mimo, że zasypane śniegiem, grzeją wodę.
Moje rury ustawione są pod kątem około 50 stopni względem poziomu, czyli stoją bardziej pionowo. Wszystko po to, żeby latem nie zbierać tyle ciepła, ale za to zimą, kiedy słońce wędruje niżej, żeby wyciągnąć z promieni słonecznych ile się da.
Jak napada śnieg, to przy słonecznym dniu po godzinie, kiedy solary już się nagrzeją ciepłem od zwierciadeł, zamontowanych za rurami, bo same rury nie nagrzewają się zbyt mocno, na rurach nie ma już śniegu i instalacja pracuje pełną parą. Więc problem z zalegającym śniegiem sam się rozwiązuje.
Dzięki większej, niż standardowa ilości rur, nawet zimą przez wiele, lekko pochmurnych i słonecznych dni mam ciepłą wodę użytkową i co nieco wspomagane ogrzewanie więc założenia prawie się sprawdziły. Niestety musze przyznać, że założenie, że solary zimą ogrzeją nam dom jest błędne, chyba, że ktoś ma basen i zainstaluje jeszcze więcej rur niż mam ja. Wtedy zimą będą odpowiednio grzały, a latem spory nadmiar ciepła będzie mógł być swobodnie zrzucany do basenu.
A jak jest w takim razie latem?
Dopóki jesteś w domu, jest ok. Zużywasz ciepłą wodę, wietrzysz dom, który się wychładza i nadmiar ciepła jest rozładowywany w nocy na ogrzanie domu.
Gorzej, jak cię nie ma w domu.
My wyjechaliśmy na weekend czyli 3 dni w chwili, kiedy były największe upały, a temperatury przekraczały 30 stopni. Po powrocie okazało się, że na dachu czujnik wskazywał temperaturę ponad 170 stopni Celsjusza, oczywiście temperaturę płynu w instalacji. Ciśnienie w instalacji wzrosło o 100 %, a sterownik wyłączył pompy i przeszedł w tryb awaryjny. Dopiero wieczorem, kiedy temperatura obniżyła się na czujniku na dachu do 130 stopni, układ ponownie się uruchomił i wychłodził.
Prawie 180 stopni na kolektorach, miazga.
Powiem szczerze, że ten dzień był jednym z najbardziej stresujących w moim życiu. Obawiałem się o rury i całą instalację.
Dopiero później przeczytałem, że przed dłuższym wyjazdem należy w sterowniku aktywować program wakacyjny. Wtedy w ciągu dnia woda w bojlerze nagrzewa się, a w nocy obieg wciąż działa i woda przepływająca przez solary, wychładza wodę.
I tak w koło.
Ale trzeba pamiętać, że częste przegrzewanie instalacji pogarsza właściwości czynnika grzewczego, czyli glikolu i wtedy wymaga on częstszej wymiany.
Obawiałem się również, że rury popękają od wysokiej temperatury. Ale po kontakcie z doktorem google i dokumentacją kolektorów wiem już, że rury wytrzymują około 300 stopni Celsjusza, a podczas gradobicia powinny wytrzymać uderzenie kulki gradu o średnicy kurzego jajka. Teraz już śpię spokojnie, ale pytanie dotyczące wytrzymałości moich kolektorów zadałem firmie, która instalowała u mnie instalację.
Oto, co mi odpisali:
Nasze kolektory zgodnie odpowiednią normą 12975-2:2006 są odporne na
standardowy grad, niemniej jednak kolektory zostały tak wykonane, że wytrzymują prawie zawsze uderzenia gradu wielkości nawet kurzych jaj.
Uszkodzenia kolektorów przez grad obejmuje gwarancja. Po okresie gwarancji koszt
wymiany pojedynczej rury to 25 zł+VAT.
Jak widać, cena 150 zł za rurę, jaką podają fora internetowe to jakaś gruba przesada. A tak na marginesie, za te 15 lat rury i tak pewnie będą do wymiany, bo powstaną nowe, bardziej wydajne źródła ciepła.
Podsumowując.
Założenia co do mojego domu były takie, że kolektory będę miał, i mam. Działają sprawnie. W letni dzień i nawet teraz, we wrześniu czynnik grzewczy w instalacji nagrzewa się do 83 stopni Celsjusza więc woda w bojlerze jest nagrzewana szybko i sprawnie. Nadmiar ciepła zrzucam do bufora i wykorzystuję, kiedy jest chłodniej.
Zimą kiedy jest słonecznie, woda jest gorąca a nadmiar ciepła wspiera ogrzewanie domu. Co prawda nie ma tego wiele, ale lepszy rydz niż nic. Kiedy zimą nie ma słońca, to woda jest podgrzewana do około 30-40 stopni a resztę dogrzewam prądem lub kominkiem.
Założenia projektowe w zimie prawie się sprawdziły. Myślałem, że więcej będę miał wsparcia dla ogrzewania, ale być może to kwestia konfiguracji sterownika i instalacji. Jak będzie tej zimy, zobaczymy? Zima 2012/2013 miała tylko 100 słonecznych godzin, więc zysk był niewielki, ale może ta następna będzie bardziej obfita w promienie słoneczne.
Podczas projektowania instalacji udało mi się połączyć dotowaną instalację solarną z ogrzewaniem domu więc koszty instalacji ogrzewania sporo mi się zmniejszyły.
Z instalacji póki co jestem zadowolony i w 100 procentach popieram tego typu działania. Pomijając już aspekt oszczędności, komfort mieszkania w domu z instalacją solarną jest nieporównywalny. Zawsze lub prawie zawsze mamy ciepłą wodę, ciepłą podłogę i nie musimy biegać palić w piecu i smrodzić w okolicy. Zyskuje nasza kieszeń, środowisko i sąsiedzi, bo nie muszą wdychać zapachów z naszego komina.
Oczywiście zysk z wspomagania ogrzewania będzie tym większy, im lepiej mamy docieplony dom. Ja mam bardzo dobrze, ale to już opiszę kiedyś, siedząc przy kominku, w którym będzie palił się ciepły ogień.
Człowiek do życia potrzebuje kilku niezbędnych rzeczy. Jedzenia, picia, czystego powietrza. Ale są rzeczy, które znacznie uprzyjemniają życie. Do tych luksusów należy ciepła woda.
Co wieczór wychodząc na dwór można poczuć w powietrzu zapach palonych śmieci, węgla, drewna itp. "materiałów opałowych". Nawet latem, kiedy termometry wskazują około 30 stopi Celsjusza, piece w domu pracują, żeby nagrzać wodę do zmywania, do kąpieli, do mycia.
Sam jeszcze całkiem nie dawno musiałem palić w piecu co wieczór, żeby mieć ciepłą wodę do kąpieli. Jest to przede wszystkim uciążliwe, kosztowne, mało komfortowe i mało ekologiczne.
Na szczęście z "zachodu" przywędrowała do nas moda na tzw:, solary, czyli kolektory słoneczne służące do podgrzewania ciepłej wody. Proste zestawy, które wykorzystują energię wysyłaną przez słońce i podgrzewają ciepłą wodę użytkową i nie tylko.
Na rynku rozróżniamy dwa typy kolektorów, płaskie i próżniowe.
Płaskie to w dużym uproszczeniu dobrze zaizolowana skrzynka, w której na warstwie absorbera ciepła, czyli najczęściej blachy pomalowanej na czarno, zamontowane są "zwoje" miedzianych rurek, przez które przepływa najczęściej glikol (bo nie zamarza zimą) i przepływając ogrzewa się. Tak podgrzany płyn przepływa przez wężownicę, czyli spiralę z rurek, umieszczoną w bojlerze i oddaje ciepło, podgrzewając wodę. Ochłodzony glikol wraca na dach, do kolektora, ponownie się nagrzewając.
Budowa kolektora słonecznego płaskiego
Kolektory próżniowe mają podobną zasadę działania, z tą różnicą, że zamiast skrzynki z rurkami mamy rurki przypominające swoją budową termometr. Rura kolektora próżniowego składa się z dwóch warstw, oddzielonych próżnią, czyli bardzo dobrym izolatorem. Wewnątrz rurek jest płyn, którego temperatura wrzenia to już około 15-20 stopni Celsjusza. Płyn znajduje się w dolnej części rurki. Słońce ogrzewa ten czynnik, który zaczyna parować i wydziela przy tym ciepło. Ogrzana para unosi się do góry i ogrzewa przepływający przez "listwę" w którą włożone są rury, glikol. Ciąg dalszy już znasz.
Kolektor solarny próżniowy
Kolektory płaskie mają większą sprawność latem, tzn. Podgrzewają wodę do wyższej temperatury, a tym samym aby podgrzać określoną ilość wody potrzeba mniejszą powierzchnię kolektorów płaskich niż próżniowych. Ale przewaga ta widoczna jest tylko, kiedy ostro grzeje słońce.
Kolektory próżniowe mają mniejszą sprawność latem, ale wyższą średnią temperaturę, do której można podgrzać wodę, w okresie całorocznym. Tzn. latem grzeją bardzo dobrze, a zimą dobrze lub dostatecznie, a płaskie zimą prawie nie grzeją.
Kolektory próżniowe mają jeszcze jedną, ważną zaletę. Do pracy nie potrzebują "żarówy", czyli pełnego słońca. Przy lekko pochmurnym dniu, kiedy warstwa chmur nie jest zbyt gruba i część promieni słonecznych dociera do ziemi, również pracują i podgrzewają wodę. Wiem, sprawdziłem to na własnym przykładzie i w pochmurny dzień woda została podgrzana do 50 stopni Celsjusza, a to już wynik całkiem niezły.
Nie będę tutaj dywagował na temat tego, który typ kolektora jest lepszy, płaski czy próżniowy. Nie będę tutaj dyskutował nad pytaniem, czy w ogóle warto montować kolektory, czy nie. Odpowiedź na te pytania guzik mnie obchodzi.
Ja przy planowaniu domu, przy pracy nad jego projektem, przy wyborze działki, od początku zakładałem, że będę miał zamontowane kolektory słoneczne i uparcie, z konsekwencją dążyłem do tego celu, i go osiągnąłem.
Tak na prawdę montaż kolektorów słonecznych zaczynamy już na etapie wyboru działki. No, chyba że ktoś już ma działkę, to wtedy ten etap ma już za sobą. Musi tylko odpowiedzieć sobie na pytanie, czy działka, którą posiada, nadaje się do korzystania z energii słonecznej, czyli, czy jest dobrze nasłoneczniona.
Ja szukałem działki, która będzie dobrze nasłoneczniona i taka, obok której za kilka lat nikt nie wybuduje wieżowca, czy nie posadzi lasu.
I taką znalazłem, działkę, na której cały dzień, przy bezchmurnym niebie świeci słońce.
Po działce przyszedł czas na projekt domu. I tutaj znów warunkiem, który musiał być spełniony było to, że dach lub jego większa część, na której będzie można zamontować kolektory słoneczne, musi być zwrócona na południe. Jak chciałem, tak mam.
Kolejny etap, to wybór projektu i firmy, która będzie nam montować kolektory słoneczne. Aby nasza instalacja działała bez problemów, trzeba wybrać firmę sprawdzoną, polecaną i istniejącą na rynku już jakiś czas. Firma ta powinna również odpowiedzieć na wszystkie nasze pytania, wątpliwości. Powinna również pomóc nam w uzyskaniu dotacji na kolektory słoneczne, jeśli chcemy skorzystać z dotacji Państwa, i/lub gminy. Wiele gmin dodatkowo dotuje zakup kolektorów słonecznych.
Ponieważ mój dom dopiero się budował, wybrałem instalację z dwoma zbiornikami, i dość mocno przewymiarowaną ilością rur, czyli powierzchnią grzewczą kolektorów.
Ogólnie przyjmuje się, że na każde 100 litrów wody użytkowej, którą trzeba podgrzać trzeba 10 rur kolektorów próżniowych. Ja mam właśnie próżniowe i dlatego tylko o tych będę pisał.
Moja instalacja miała w założeniach projektowych podgrzewać ciepłą wodę użytkową i wspomagać ogrzewanie. Takie wspomaganie ogrzewania ma sens tylko wtedy, kiedy cały dom ogrzewany jest ogrzewaniem podłogowym, gdzie temperatura wody w ogrzewaniu nie powinna przekraczać 55 stopni, czyli tylko w przypadku ogrzewania niskotemperaturowego.
Zamontowana w moim domu instalacja składa się z dwóch zbiorników, jednego do podgrzewania ciepłej wody użytkowej o pojemności 300 litrów, oraz bufora, o pojemności 1000 litrów. Bufor to punkt wspólny instalacji ogrzewania i instalacji do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Całość dopełnia "bateria" rur na dachu domu. Dla 300 litrów wystarczyłoby 30 rur próżniowych, ja na dachu ma ich 80. Daje to ponad 12 m2 powierzchni kolektora. Wszystkim steruje sterownik solarny.
"Mały" zbiornik 300 litrowy na Ciepłą Wodę Użytkową.
Duży bufor o pojemności 1000 litrów.
Moja "bateria słoneczna".
Zasada działania instalacji jest prosta.
Kolektory ogrzewają wodę w pierwszej kolejności w małym zbiorniku, czyli ciepłą wodę użytkową. Jak temperatura osiągnie wartość jaką sobie ustawimy, nadmiar ciepła zrzucany jest do bufora. W nocy, kiedy jest chłodniej, ciepło z bufora przez ogrzewanie podłogowe, ogrzewa dom. Zbiornik się wychładza i jest gotowy na przyjęcie kolejnej porcji ciepła następnego dnia.
Tak działa to latem, a nadmiar ciepła nocą zrzucam na kaloryfery w łazienkach, dzięki czemu mam rano suche ręczniki.
Zimą kiedy dni są dłuższe i słońca jest mniej, podłączony do bufora kominek z płaszczem wodnym, podgrzewa wodę w buforze a ogrzewanie podłogowe rozprowadza tą wodę po całym domu i jest ciepło i komfortowo.
Dodatkowo, po zmianie dwóch parametrów w sterowniku układ działa odwrotnie, czyli ciepło zgromadzone w buforze ogrzewa wodę użytkową, Jak tylko temperatura ciepłej wody spadnie np. poniżej 40 stopni, włącza się pompka i woda użytkowa jest podgrzewana.
Wszystko działa automatycznie.
Tak miało być w teorii, takie były założenia. A jak jest w rzeczywistości, to już temat na kolejny post.
Moja instalacja solarna została zakupiona w firmie Solar-Tech.
