Kolektory słoneczne płaskie czy próżniowe?

Podstawowym dylematem przy wyborze typu kolektora słonecznego jest pytanie jaki kolektor wybrać – płaski czy próżniowy?. Budowa kolektora słonecznego jest ściśle powiązana z późniejszą jego wydajnością w zmiennych warunkach pogodowych oraz z zachowaniem tej wydajności w kolejnych latach jego eksploatacji.

Kolektory słoneczne oferowane są w dwóch podstawowych typach – jako płaskie lub próżniowe zwane też kolektorami rurowymi. Izolacją cieplną w kolektorach płaskich jest wełna mineralna, natomiast w próżniowych – próżnia otaczająca absorber.
Próżnia stanowi znacznie skuteczniejszą izolację cieplną niż jakikolwiek materiał. Eliminowany jest dzięki niej ruch powietrza, w kolektorze słonecznym konwekcja czyli unoszenie ciepła przez powietrze omywające absorber stanowi znaczny udział strat ciepła. Dlatego też próżniowe kolektory słoneczne charakeryzować się powinny wyższą sprawnością pracy niż kolektory płaskie.

Czy każdy kolektor próżniowy jest bardziej wydajny od płaskiego?

Jak się jednak okazuje, nie każdy typ kolektora próżniowego będzie pracował ze sprawnością wyższą od kolektora płaskiego. Decyduje o tym budowa rury szklanej. Standardowe na rynku konstrukcje ze względów technologicznych budowane są jako 2-ścienne rury próżniowe (rura w rurze). To ogranicza znacząco dostęp promieniowania słonecznego do wnętrza kolektora i tym samym zmniejsza jego uzyski ciepła.

W zdecydowanej większości instalacji solarny do wspomagania ogrzewania c.w.u. wystarczające będzie zastosowanie kolektorów płaskich. Próżniowe mogą być lepszym rozwiązaniem, gdy:

• nie ma wystarczająco dużo miejsca na dachu do zamontowania płaskich – mniejsza powierzchnia kolektorów próżniowych może to ułatwić;
• nie ma możliwości optymalnego ustawienia kolektorów płaskich w kierunku południowym i pod odpowiednim kątem do poziomu – kolektory próżniowe mają większe możliwości montażu: mogą leżeć bezpośrednio na dachu płaskim, przylegać bezpośrednio do ściany budynku;
• w budynkach o ograniczonym odbiorze ciepła w okresie letnim – dla ochrony kolektorów i instalacji przed przegrzewami np. w budynkach biurowych, szkolnych, w domach jednorodzinnych ze wspomaganiem centralnego ogrzewania przez kolektory itp.

Wybierając odpowiedni kolektor warto zwrócić uwagę na jego parametry, czyli ile ciepła słonecznego możemy dzięki nim uzyskać. Często tanie kolektory próżniowe o niskiej sprawności i jakości dostarczą nam mniej ciepła ze słońca niż płaskie wysokiej jakości.

Instalacja z kolektorami słonecznymi pozwala na zmniejszenie o 60 % zużycia ciepła dla potrzeb podgrzewania ciepłej wody użytkowej w budynkach jednorodzinnych. W miesiącach letnich może być to nawet 100-procentowe pokrycie potrzeb, co pozwala na całkowite wyłączanie kotła grzewczego z pracy. Istotne jest przy tym, aby dobrać optymalnie wielkość systemu, w szczególności powierzchnię kolektorów słonecznych i pojemność podgrzewacza ciepłej wody użytkowej, aby możliwość nadwyżek ciepła (ponad 100 %) była minimalna. Ewentualne przegrzewy w razie ich częstego i długotrwałego występowania, nadmiernie obciążają kolektory słoneczne, a przede wszystkim armaturę, przewody instalacji. Ponadto sprawność instalacji solarnej pracującej z wysokimi temperaturami, znacząco się obniża. Dlatego wartość 60 % oszczędności rocznych wynika z optymalnego doboru całego systemu, dla zapewnienia jego całorocznej bezpiecznej i efektywnej pracy.

Rys. Pokrycie potrzeb podgrzewania ciepłej wody przez instalację z kolektorami słonecznymi

SOLARBLOG – kolektor płaski czy próżniowy rurowy?SOLARBLOG – Porównanie kolektora płaskiego i próżniowego