Dzięki zastosowaniu szkła antyrefleksyjnego, kolektory słoneczne mogą uzyskiwać wyższą sprawność pracy. Szkło antyrefleksyjne zwiększa o około 5-6% przepuszczalność promieniowania słonecznego do wnętrza kolektora, co zwiększa jego uzyski ciepła. Kolektory płaskie z tego rodzaju szkłem mogą być stosowane nie tylko w małych instalacjach solarnych dla podgrzewania wody użytkowej, ale także do wspomagania ogrzewania i w większych instalacjach np. przemysłowych.
Montaż kolektorów słonecznych możliwy do wykonania na każdym rodzaju dachu - płaskim lub nachylonym. Montaż na typowym dachu nachylonym zajmuje wykwalifikowanym fachowcom zwykle 1-2 dni. W pierwszy kroku niezbędny jest wybór odpowiedniego miejsca dla zabudowy kolektorów słonecznych. Inne możliwości zabudowy mogą posiadać kolektory płaskie, a inne kolektory próżniowe. Przy wyborze miejsca montażu kolektorów słonecznych należy wziąć pod uwagę m.in, siły działania wiatru, śniegu oraz spodziewane zacienianie np, przez kominy domu, czy okoliczne drzewa. Montażu kolektorów słonecznych ze względu na prace wysokościowe mogą dokonywać wykwalifikowani instalatorzy. Podobnie serwis kolektorów słonecznych wymaga kwalifikacji związanych także z pracą przy układzie ciśnieniowym.
Instalacja solarna typu Drainback zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa pracy. Kolektory słoneczne wyłączone z pracy są pozbawione czynnika grzewczego (glikolu). Dzięki temu przy podwyższonej temperaturze w stanie stagnacji, glikol nie jest narażony na gotowanie. Brak pary wodnej w instalacji solarnej typu Drainback nie zagraża elementom instalacji i nie powoduje nadmiernemu wzrostowi ciśnienia.
Budowa próżniowego kolektora słonecznegokolektoryVi
Jakie są różnice pomiędzy kolektorem płaskim, a próżniowym?
Jak zbudowany jest próżniowy kolektor słoneczny?
Jakie są wymagania dla montażu kolektora próżniowego?
Kolektor słoneczny charakteryzowany jest 3-ema rodzajami powierzchni: brutto, absorbera i apertury. Jest to istotne, aby po pierwsze porównywać np. sprawności kolektorów według jednakowych typów powierzchni (najczęściej odnosi się do sprawności do powierzchni apertury), a także aby kupując kolektor porównać nie powierzchnię brutto, ale także apertury - tą, która pracuje w rzeczywistości na dachu.
Budowa płaskiego kolektora słonecznego opiera się na podstawowych regułach, jednak różnice w konstrukcji np. absorberów, obudowy, przykrycia szklanego są znaczne dla wielu producentów.
Próżniowe kolektory słoneczne mogą posiadać różne konstrukcje. Jednak ich cechą wspólną jest zastosowanie próżni jako izolacji cieplnej, dla ograniczenia strat ciepła od absorbera do otoczenia kolektora słoneczego. Jak są zbudowane?
Jak należy ustawić najkorzystniej kolektor słoneczny? Czy możliwa jest jego zabudowa na dachu płaskim lub na elewacji? Czy należy stosować zmienne ustawienie kolektora słonecznego?
Montaż kolektorów słonecznych możliwy do wykonania na każdym rodzaju dachu - płaskim lub nachylonym. Montaż na typowym dachu nachylonym zajmuje wykwalifikowanym fachowcom zwykle 1-2 dni. W pierwszy kroku niezbędny jest wybór odpowiedniego miejsca dla zabudowy kolektorów słonecznych. Inne możliwości zabudowy mogą posiadać kolektory płaskie, a inne kolektory próżniowe. Przy wyborze miejsca montażu kolektorów słonecznych należy wziąć pod uwagę m.in, siły działania wiatru, śniegu oraz spodziewane zacienianie np, przez kominy domu, czy okoliczne drzewa. Montażu kolektorów słonecznych ze względu na prace wysokościowe mogą dokonywać wykwalifikowani instalatorzy. Podobnie serwis kolektorów słonecznych wymaga kwalifikacji związanych także z pracą przy układzie ciśnieniowym.
Instalacja solarna typu Drainback zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa pracy. Kolektory słoneczne wyłączone z pracy są pozbawione czynnika grzewczego (glikolu). Dzięki temu przy podwyższonej temperaturze w stanie stagnacji, glikol nie jest narażony na gotowanie. Brak pary wodnej w instalacji solarnej typu Drainback nie zagraża elementom instalacji i nie powoduje nadmiernemu wzrostowi ciśnienia.
Budowa próżniowego kolektora słonecznegokolektoryVi
Jakie są różnice pomiędzy kolektorem płaskim, a próżniowym?
Jak zbudowany jest próżniowy kolektor słoneczny?
Jakie są wymagania dla montażu kolektora próżniowego?
Kolektor słoneczny charakteryzowany jest 3-ema rodzajami powierzchni: brutto, absorbera i apertury. Jest to istotne, aby po pierwsze porównywać np. sprawności kolektorów według jednakowych typów powierzchni (najczęściej odnosi się do sprawności do powierzchni apertury), a także aby kupując kolektor porównać nie powierzchnię brutto, ale także apertury - tą, która pracuje w rzeczywistości na dachu.
Budowa płaskiego kolektora słonecznego opiera się na podstawowych regułach, jednak różnice w konstrukcji np. absorberów, obudowy, przykrycia szklanego są znaczne dla wielu producentów.
Próżniowe kolektory słoneczne mogą posiadać różne konstrukcje. Jednak ich cechą wspólną jest zastosowanie próżni jako izolacji cieplnej, dla ograniczenia strat ciepła od absorbera do otoczenia kolektora słoneczego. Jak są zbudowane?
Jak należy ustawić najkorzystniej kolektor słoneczny? Czy możliwa jest jego zabudowa na dachu płaskim lub na elewacji? Czy należy stosować zmienne ustawienie kolektora słonecznego?
Wniosek jest jeden - dla większości przypadków nadają się kolektory słoneczne płaskie dobrej klasy, jeżeli już inwestować w kolektory próżniowe to jedynie w te, które mają rzeczywiście wyższą sprawność od płaskich, co jak się okazuje nie jest wcale regułą!
Nieobecność mieszkańców w domu w okresie letnim skutkuje nadwyżkami ciepła z instalacji solarnej i możliwością przegrzewania kolektorów słonecznych, czynnika grzewczego i elementów instalacji. Sterowniki instalacji solarnych mogą być wyposażone w funkcję ochronną nazywaną potocznie funkcją urlopową lub trybem urlopowym.
Próżniowe kolektory słoneczne nie zawsze muszą być bardziej sprawne od kolektorów płaskich. Zależy to od ich konstrukcji. Jak wybrać dobry kolektor próżniowy?
Sprawność kolektora słonecznego to w prostym ujęciu wydajność cieplna (W/m2) jaką wytwarza on chwilowo w odniesieniu do promieniowania słonecznego (W/m2). Jeżeli np. promieniowanie słoneczne wynosi 800 W/m2, a wydajność kolektora w tym samym momencie 600 W/m2, to jego sprawność wynosi 75%. Sprawność kolektora jest wartością silnie zmienną w czasie i zależną od kilku czynników.
Jedną z podstawowych cech, jakie odróżniają kolektory próżniowe, jest sposób odbioru ciepła z absorberów. Przepływ czynnika grzewczego może mieć charakter bezpośredni "direct flow" lub pośredni - "heat pipe".
Częstym wariantem montażu kolektorów słonecznych, jest ich mocowanie na dachu płaskim. Jakie są możliwości takiego montażu i jakich reguł należy przestrzegać?
Kolektory słoneczne są stosowane na rynku od ponad 30 lat. Ich rozwój rozpoczął się wraz ze wzrostem cen paliw i energii oraz wymagań w zakresie ochrony środowiska naturalnego. Opłacalność inwestycji w systemy solarne jest coraz wyższa, gdyż ceny paliw i energii systematycznie rosną, a sprawność kolektorów słonecznych staje się coraz wyższe
Glikol w instalacji solarnej podlega szerokiemu zakresowi temperatur pracy. W szczególości wysokie temperatury (pow. 200 oC) mogą wpływać na utratę właściwości przez glikol. Należy kontrolować takie parametry jak temperatura krzepnięcia czy też odczyn pH w ramach przeglądów instalacji solarnej.
Moc kolektora słonecznego nie jest najważniejszym parametrem dla doboru wielkości instalacji solarnej, gdyż jej wartość jest silnie zmienne w czasie. Jednak znajomość mocy kolektora dla różnych warunków pracy obrazuje pracę instalacji solarnej, a także umożliwia dobór elementów instalacji jak wymienniki ciepła, zawór bezpieczeństwa, itd.
Temperatura stagnacji kolektora słonecznego określana jest popularnie postojową, albo stanem równowagi cieplnej. To maksymalna temperatura osiągana przez absorber kolektora słonecznego, w razie braku odbioru ciepła. Temperatura stagnacji świadczy wprost o sprawności kolektora słonecznego. Im wyższa temperatura stagnacji tym większa zdolność szyby kolektora do przepuszczania promieniowania słonecznego i tym niższe straty ciepła do otoczenia. Szczególnie ważne są także cechy pokrycia absorbera - jego selektywne właściwości (wysoka absorbcja promieniowania słonecznego, niska emisyjność ciepła).
Kolektory płaskie, czy próżniowe? To częste pytanie klienta o zasadność wyboru jednego z typów kolektora słonecznego. Należy pamiętać, że na rynku występuje znaczne zróżnicowanie techniczne i cenowe w grupie kolektorów próżniowych. Ich zastosowanie wiąże się z wyższymi kosztami inwestycji, co wcale nie gwarantuje wyraźnie wyższych efektów pracy. W roku 2004 w budynku 2-rodzinnym przeprowadzono analizę pracy dwóch rodzajów kolektorów słonecznych. Wyniki posłużyły do oceny rzeczywistych efektów pracy...
Jak pracuje kolektor próżniowy w zimę? Posiada skuteczniejszą izolację cieplną, co może wpływać na jego zwiększoną sprawność pracy, pod warunkiem, że konstrukcja pozwala na jego odmrażanie. Porównanie kolektorów pod względem pracy zarówno latem i zimą przynosi ciekawe wyniki...
Łączenie kolektorów słonecznych musi zapewnić odpowiednie natężenia przepływu czynnika grzewczego przez każdy z kolektorów. Stąd łączenie kolektorów płaskich w baterii ma charakter najczęściej równoległy. Dopuszcza się także łączenie szeregowe dla określonych typów urządzeń, np. kolektorów płaskich harfowych, próżniowych itd.
Porównanie kolektorów słonecznych oferowanych przez producentów kompletnej techniki grzewczej i producentów instalacji solarnych. Zakup instalacji solarnej powinien być poparty analizą cen, okresów gwarancji, parametrów technicznych
Kolektor płaski czy próżniowy? To jedno z najbardziej newrlagicznych pytań, jakie zadają Klienci. Warto spojrzeć na to jakich wyborów dokonuje się w krajach, gdzie energetyka słoneczna jest znana dłużej niż w Polsce. A ponadto fakty dotyczące kolektorów płaskich i próżniowych są także srosunkowo łatwe do przedstawienia...
Kolektory słonecznym czy fotowoltaika? Należy wziąć pod uwagę szereg czynników decydujących o tym jaki system wykorzystujący energię słoneczną zastosować. Za fotowoltaiką przemawia to, że wytwarza energię elektryczną. Jednak zastosowanie ogniw fotowoltaicznych ma swoje ograniczenia. Budynki mieszkalne potrzebują przede wszystkim ciepła, które stanowi około 80% rocznego bilansu energetycznego domu. Znalezienie oszczędności leży więc przede wszystkim po stronie ograniczenia zużycia ciepła, tym bardziej że urządzenia elektryczne i oświetlenie jest coraz bardziej energooszczędne. Problem polskich miast i miejscowości polegający na złej jakości powietrza jest wynikiem tzw. niskiej emisji zanieczyszczeń. Spalanie paliw stałych w kotłach małej mocy można ograniczyć nie wytwarzając energię elektryczną, ale ciepło w domu. Instalacje solarne są niezależne od sieci przesyłowych. Możliwość oddawania nadwyżek energii elektrycznej do sieci jest korzystne dla właściela instalacji fotowoltaicznej, jednak niesie ze sobą uzależnienie od odbiorcy, a także wprowadza możliwość opodatkowania w przyszłości. Takie kraje jak Niemcy, Austria a także inne europejskie wprowadziły w ostatnim czasie podatek dla właścicieli instalacji fotowoltaicznych również tych wytwarzajacych energię elektryczną na własne potrzeby.
Uzysk ciepła kolektora słonecznego jest uzależniony od wielu czynników, m.in. od przepuszczalności promieniowania słonecznego przez szybę, zdolności absorbowania promieni słonecznych przez absorber oraz od izolacji cieplnej obudowy kolektora słonecznego
Kolektory płaskie i próżniowe mogą być stosowane zarówno w małych, jak i dużych instalacjach solarnych. Cechują się odmiennymi kosztami inwestycji i efektami pracy. Wybór kolektora słonecznego musi uwzględniać zarówno możliwości zabudowy w danym budynku, jak i możliwości finansowe dla inwestycji. Zastosowanie kolektorów słonecznych pozwala spełnić wymagania warunków technicznych WT 2017 dzięki obniżeniu zużycia energii pierwotnej.
Wniosek jest jeden - dla większości przypadków nadają się kolektory słoneczne płaskie dobrej klasy, jeżeli już inwestować w kolektory próżniowe to jedynie w te, które mają rzeczywiście wyższą sprawność od płaskich, co jak się okazuje nie jest wcale regułą!
Nieobecność mieszkańców w domu w okresie letnim skutkuje nadwyżkami ciepła z instalacji solarnej i możliwością przegrzewania kolektorów słonecznych, czynnika grzewczego i elementów instalacji. Sterowniki instalacji solarnych mogą być wyposażone w funkcję ochronną nazywaną potocznie funkcją urlopową lub trybem urlopowym.
Próżniowe kolektory słoneczne nie zawsze muszą być bardziej sprawne od kolektorów płaskich. Zależy to od ich konstrukcji. Jak wybrać dobry kolektor próżniowy?
Sprawność kolektora słonecznego to w prostym ujęciu wydajność cieplna (W/m2) jaką wytwarza on chwilowo w odniesieniu do promieniowania słonecznego (W/m2). Jeżeli np. promieniowanie słoneczne wynosi 800 W/m2, a wydajność kolektora w tym samym momencie 600 W/m2, to jego sprawność wynosi 75%. Sprawność kolektora jest wartością silnie zmienną w czasie i zależną od kilku czynników.
Jedną z podstawowych cech, jakie odróżniają kolektory próżniowe, jest sposób odbioru ciepła z absorberów. Przepływ czynnika grzewczego może mieć charakter bezpośredni "direct flow" lub pośredni - "heat pipe".
Częstym wariantem montażu kolektorów słonecznych, jest ich mocowanie na dachu płaskim. Jakie są możliwości takiego montażu i jakich reguł należy przestrzegać?
Kolektory słoneczne są stosowane na rynku od ponad 30 lat. Ich rozwój rozpoczął się wraz ze wzrostem cen paliw i energii oraz wymagań w zakresie ochrony środowiska naturalnego. Opłacalność inwestycji w systemy solarne jest coraz wyższa, gdyż ceny paliw i energii systematycznie rosną, a sprawność kolektorów słonecznych staje się coraz wyższe
Glikol w instalacji solarnej podlega szerokiemu zakresowi temperatur pracy. W szczególości wysokie temperatury (pow. 200 oC) mogą wpływać na utratę właściwości przez glikol. Należy kontrolować takie parametry jak temperatura krzepnięcia czy też odczyn pH w ramach przeglądów instalacji solarnej.
Moc kolektora słonecznego nie jest najważniejszym parametrem dla doboru wielkości instalacji solarnej, gdyż jej wartość jest silnie zmienne w czasie. Jednak znajomość mocy kolektora dla różnych warunków pracy obrazuje pracę instalacji solarnej, a także umożliwia dobór elementów instalacji jak wymienniki ciepła, zawór bezpieczeństwa, itd.
Temperatura stagnacji kolektora słonecznego określana jest popularnie postojową, albo stanem równowagi cieplnej. To maksymalna temperatura osiągana przez absorber kolektora słonecznego, w razie braku odbioru ciepła. Temperatura stagnacji świadczy wprost o sprawności kolektora słonecznego. Im wyższa temperatura stagnacji tym większa zdolność szyby kolektora do przepuszczania promieniowania słonecznego i tym niższe straty ciepła do otoczenia. Szczególnie ważne są także cechy pokrycia absorbera - jego selektywne właściwości (wysoka absorbcja promieniowania słonecznego, niska emisyjność ciepła).
Kolektory płaskie, czy próżniowe? To częste pytanie klienta o zasadność wyboru jednego z typów kolektora słonecznego. Należy pamiętać, że na rynku występuje znaczne zróżnicowanie techniczne i cenowe w grupie kolektorów próżniowych. Ich zastosowanie wiąże się z wyższymi kosztami inwestycji, co wcale nie gwarantuje wyraźnie wyższych efektów pracy. W roku 2004 w budynku 2-rodzinnym przeprowadzono analizę pracy dwóch rodzajów kolektorów słonecznych. Wyniki posłużyły do oceny rzeczywistych efektów pracy...
Jak pracuje kolektor próżniowy w zimę? Posiada skuteczniejszą izolację cieplną, co może wpływać na jego zwiększoną sprawność pracy, pod warunkiem, że konstrukcja pozwala na jego odmrażanie. Porównanie kolektorów pod względem pracy zarówno latem i zimą przynosi ciekawe wyniki...
Łączenie kolektorów słonecznych musi zapewnić odpowiednie natężenia przepływu czynnika grzewczego przez każdy z kolektorów. Stąd łączenie kolektorów płaskich w baterii ma charakter najczęściej równoległy. Dopuszcza się także łączenie szeregowe dla określonych typów urządzeń, np. kolektorów płaskich harfowych, próżniowych itd.
Porównanie kolektorów słonecznych oferowanych przez producentów kompletnej techniki grzewczej i producentów instalacji solarnych. Zakup instalacji solarnej powinien być poparty analizą cen, okresów gwarancji, parametrów technicznych
Kolektor płaski czy próżniowy? To jedno z najbardziej newrlagicznych pytań, jakie zadają Klienci. Warto spojrzeć na to jakich wyborów dokonuje się w krajach, gdzie energetyka słoneczna jest znana dłużej niż w Polsce. A ponadto fakty dotyczące kolektorów płaskich i próżniowych są także srosunkowo łatwe do przedstawienia...
Kolektory słonecznym czy fotowoltaika? Należy wziąć pod uwagę szereg czynników decydujących o tym jaki system wykorzystujący energię słoneczną zastosować. Za fotowoltaiką przemawia to, że wytwarza energię elektryczną. Jednak zastosowanie ogniw fotowoltaicznych ma swoje ograniczenia. Budynki mieszkalne potrzebują przede wszystkim ciepła, które stanowi około 80% rocznego bilansu energetycznego domu. Znalezienie oszczędności leży więc przede wszystkim po stronie ograniczenia zużycia ciepła, tym bardziej że urządzenia elektryczne i oświetlenie jest coraz bardziej energooszczędne. Problem polskich miast i miejscowości polegający na złej jakości powietrza jest wynikiem tzw. niskiej emisji zanieczyszczeń. Spalanie paliw stałych w kotłach małej mocy można ograniczyć nie wytwarzając energię elektryczną, ale ciepło w domu. Instalacje solarne są niezależne od sieci przesyłowych. Możliwość oddawania nadwyżek energii elektrycznej do sieci jest korzystne dla właściela instalacji fotowoltaicznej, jednak niesie ze sobą uzależnienie od odbiorcy, a także wprowadza możliwość opodatkowania w przyszłości. Takie kraje jak Niemcy, Austria a także inne europejskie wprowadziły w ostatnim czasie podatek dla właścicieli instalacji fotowoltaicznych również tych wytwarzajacych energię elektryczną na własne potrzeby.
Uzysk ciepła kolektora słonecznego jest uzależniony od wielu czynników, m.in. od przepuszczalności promieniowania słonecznego przez szybę, zdolności absorbowania promieni słonecznych przez absorber oraz od izolacji cieplnej obudowy kolektora słonecznego
Kolektory płaskie i próżniowe mogą być stosowane zarówno w małych, jak i dużych instalacjach solarnych. Cechują się odmiennymi kosztami inwestycji i efektami pracy. Wybór kolektora słonecznego musi uwzględniać zarówno możliwości zabudowy w danym budynku, jak i możliwości finansowe dla inwestycji. Zastosowanie kolektorów słonecznych pozwala spełnić wymagania warunków technicznych WT 2017 dzięki obniżeniu zużycia energii pierwotnej.
Jak pracuje kolektor próżniowy w zimę? Posiada skuteczniejszą izolację cieplną, co może wpływać na jego zwiększoną sprawność pracy, pod warunkiem, że konstrukcja pozwala na jego odmrażanie.
Podgrzewanie wody basenowej stwarza bardzo korzystne warunki pracy dla instalacji solarnej, a także dla pompy ciepła. Niskie temperatury robocze pozwalają tym urządzeniom osiągać maksymalnie wysokie sprawności pracy.
Kolektor słoneczny ma stosunkowo prostą budową w porównaniu do takich urządzeń jak np. kocioł grzewczy. Kolektor słoneczny pracuje jednak w znacznie trudniejszych warunkach będąc narażonym na wysoką temperaturę i ciśnienie pracy, a także na skoki wartości tych parametrów.
Kolektory słoneczne w ciągu ostatnich lat znacząco zmieniły się pod względem zastosowania materiałów oraz technologii produkcji. Dynamiczny rozwój rynku wymógł na producentach dokonanie głębokich zmian produkcyjnych i konstrukcyjnych.
Kolektory słoneczne są znane szerzej od kilku ostatnich lat, jednak ich produkcji zaczęła się w przypadku niektórych producentów, jak np. Hewalex - ponad 20 lat temu. Możliwe jest więc sprawdzenie, czy ich trwałość pozwala na tak długi okres eksploatacji, jaki przewidują obecne normy (EN 12975).
Jak wybrać panele fotowoltaiczne, aby cieszyć się zyskami z instalacji fotowoltaicznej przez długie lata? Należy zwrócić uwagę na jakość materiałów i gwarancje utrzymania sprawności po 25 latach pracy. Testy paneli PV symulują pracę w trudnych warunkach np. we mgle solnej czy środowisku zanieczyszczonym amoniakiem. Testy modułów PV przewidują także możliwość wystąpienia gradobicia.
Wobec powszechnego obecnie zastosowania aluminium w budowie absorberów, producenci na rynku europejskim stosują najczęściej technologię spawania laserowego dla łączenia dwóch różnych materiałów. Standardem rynkowym są obecnie absorbery aluminiowo-miedziane, tzn. takie gdzie płyta absorbera wykonana jest z aluminium, a orurowanie miedziane.
Ochrona instalacji solarnej przed przegrzewaniem powinna być w pierwszej kolejności uzyskiwana dzięki optymalnemu doborowi instalacji - odpowiedniej do potrzeb powierzchni kolektorów słonecznych oraz pojemności podgrzewaczy wody użytkowej lub zbiorników buforowych wody grzewczej. Ochrona przed przegrzewaniem jest na przykład wymagana podczas dłuższej nieobecności mieszkańców w domu. np. podczas wyjazdu urlopowego. Skuteczną ochronę przed przegrzewaniem zapewnia system Drain Back instalacji solarnej. System Drain Back jako bezciśnieniowy, wymusza napełnianie kolektorów jedynie przy ich wymaganej pracy. Gdy nie występuje zapotrzebowanie ciepła z instalacji solarnej, glikol samoczynnie opuszcza kolektory słoneczne, dzięki czemu nie jest narażony na uszkodzenie i chroni także inne elementy instalacji solarnej. Kolektory słoneczne o uznanej jakości, potwierdzonej między innymi w ramach badań zgodnych z norną PN-EN 12975 i certyfikatem Solar Keymark, są przystosowanie do możliwych przegrzewów, czyli tzw. stanów stagnacji.
Temperatura pracy kolektora słonecznego nie świadczy o jego sprawności i wydajności cieplnej. Jest związana ściśle z natężeniem przepływu czynnika grzewczego przez kolektor słoneczny.
Jakich efektów można się spodziewać z zastosowania kolektorów słonecznych? Czy tylko należy zwracać uwagę na oszczędności w czasie, czy też raczej na efektywność pracy? Jakie kompromisy występują w doborze wielkości instalacji solarnej?
Termomodernizacja domu to szeroki zakres możliwych prac polegających na wymianie urządzeń lub poprawie ich stanu. Dzięki temu możliwe jest obniżenie zużycia ciepła, a także emisji zanieczyszczeń. Oszczędności z termomodernizacji można uzyskać już przy podjęciu stosunkowo prostych i tanich prac. Może być poprawa izolacji cieplnej urządzeń, armatury i rur, czy też modyfikacja nastaw regulatorów źródła ciepła, albo systemu grzewczego.
Pompy ciepła powietrze/woda zdominowały wiele rynków z racji nowoczesnych efektywnych rozwiązań dostępnych w korzystnej cenie. Porównanie współczynników COP pokazuje wyraźnie wzrost efektywności pomp ciepła powietrze/woda w ostatnich latach. Budowa pompy ciepła opiera się obecnie coraz częściej o zastosowanie sprężarki inwerterowej. Pozwala ona na płynną regulację mocy od bardzo małych wartości. Jest to z kolei niezbędne dla stosowania pomp ciepła w niewielkich domach budowanych wg najwyższych standardów energetycznej, np. WT 2021.
Nie zawsze właściciel domu zdaje sobie sprawę dla jakich potrzeb ma być dobrana instalacja fotowoltaiczna i jak ma być duża. Należy ocenić zużycie energii elektrycznej dla poszczególnych potrzeb, dobrać wielkość instalacji pv i w końcu ocenić czy dobrana liczba paneli może się zmieścić na dostępnej powierzchni dachu. Dobór instalacji PV będzie zależał od potrzeb energii, na ile są one sezonowe, czy dzienne. Im więcej energii nie będzie magazynowanej, a zużywanej na miejscu w domu, tym większa będzie opłacalność inwestycji.
Pompy ciepła powietrze/woda zdominowały w ostatnim czasie rynek. Powodem jest znaczący rozwój technologiczny i możliwość samodzielnej pracy tych urządzeń. W nowych energooszczędnych domach nie wymagają one stosowania dodatkowego kotła grzewczego. Dzięki sprężarkom inwerterowym potrafią płynnie regulować moc grzewczą, dopasowując się do potrzeb grzewczych budynków. Upraszcza to schemat systemu grzewczego (brak zbiornika buforowego). Montaż pomp ciepła powietrze/woda jest znacznie łatwiejszy niż pomp typu solanka/woda. Nie wykonuje się tutaj prac ziemnych jak np dla sond gruntowych. Pomimo tego zdarzają się błędy montażowe wynikające głównie z rutynowego prowadzenia prac przez początkujących instalatorów.
Połączenie pompy ciepła z instalacją fotowoltaiczną niesie ze sobą szereg korzyści. Samo urządzenie cechuje się wysoką efektywnością energetyczną i dzięki temu wyjątkowo niskimi kosztami eksploatacji. Jeżeli do tego uwzględni się zasilanie pompy ciepła energią elektryczną z własnej instalacji PV, to koszty jej pracy mogą być bliskie zeru. To znaczy, że do opłacenia pozostają koszty stałe (około 250 zł/rok). Należy jednak starannie dobrać moc instalacji fotowoltaicznej dla pompy ciepła, ale także dla innych potrzeb budynku o ile powalają na to warunki zabudowy paneli fotowoltaicznych.
Zwykle pompa ciepła typu powietrze/woda widziana jest przy budynku. Jest to obecnie traktowane jako standardowe rozwiązanie. Sprzyja temu niski poziom głośności współczesnych pomp ciepła, a także względy praktyczne. Łatwe jest prowadzenie prac montażowych oraz serwisowych. Jednak nadal są sytuacje, gdy dach budynku stanowi korzystne, a czasem jedyne miejsce dla zabudowy pompy ciepła. Przykładem jest gęsta zabudowa budynków i małe powierzchnie działek. Również względy estetyczne jak dla np. budynków zabytkowych mogą decydować o potrzebie montażu pompy ciepła na dachu.
Zastosowanie pompy ciepła w miejsce kotła węglowego pozwala zdecydowanie obniżyć emisje zanieczyszczeń i uzyskać korzystny efekt ekologiczny. W miejscu zainstalowania pompa ciepła jest całkowicie bezemisyjnym źródłem ciepła. W skali globalnej praca pompy ciepła wiąże się z emisją zanieczyszczeń przy wytwarzaniu energii elektrycznej. Jednak spalanie węgla w elektrowni lub elektrociepłowni odbywa się przy zdecydowanie niższej emisji zanieczyszczeń niż przy spalaniu węgla w kotle małej mocy. Redukcja emisji zanieczyszczeń sięga nawet 99%.
Ograniczanie skutków wzrostu cen paliw i energii jest możliwe na wiele sposobów. Do bardziej złożonych należy wymiana źródła ciepła na bardziej efektywne. A w przypadku nowych domów, wybór wysoko sprawnych źródeł ciepła, Szybki efekt daje zmiana taryfy z 1- na 2-strefową, np. G12w. Duży potencjał leży także w tzw. sterowaniu inteligentnym domu.
Nowoczesny standard komunikacji EEBus pozwala na współpracę urządzeń wielu producentów w ramach np. tzw. domu inteligentnego (Smart Home). Potrzeba stosowania takich rozwiązań zachodzi szczególnie przy współpracy źródeł energii elektrycznej (jak np. instalacja fotowoltaiczna) oraz odbiorników energii jakim jest tu w szczególności pompa ciepła. Standard EEBus jest otwarty dla wszystkich zainteresowanych. Pozwala to integrować szereg urządzeń domowych w jednym systemie. Celem jest zwiększenie komfortu, efektywności energetycznej i optymalne wykorzystanie dostępnej w domu energii elektrycznej.
Coraz wyższe wymagania w budownictwie pod względem efektywności energetycznej, a także komfortu użytkowania, stawiają nowe wyzwania przed architektami oraz projektantami. Z jednej strony w nowych budynkach dąży się do zmniejszania powierzchni "niemieszkalnych", a drugiej wymaga stosowania często złożonych systemów ogrzewania, chłodzenia i wentylacji domu. Integracja tych systemów stanowi dodatkowe wyzwanie dla systemów automatyki. Najnowszym rozwiązaniem jest pompa ciepła typu "All in One". Skupia ona w sobie nie tylko funkcję ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń oraz podgrzewania ciepłej wody użytkowej, ale także wentylacji pomieszczeń. Pompa ciepła All in One należą do rozwiązań szczególnie estetycznych i funkcjonalnych. Efektywność energetyczną zwiększa tutaj możliwość wykorzystania ciepła z powietrza usuwanego z rekuperatora. Dzięki budowie typu monoblok, taka pompa ciepła jest szczególnie cicha. Poziom głośności na zewnątrz jest tak niski, że już w odległości 1,5 metra spada poniżej 40 dB(A). Pompa ciepła All in One jest szczególnie atrakcyjnym rozwiązaniem dla nowych domów budowanych według Warunków Technicznych WT 2017 bądź już WT 2021.
Magazynowanie energii produkowanej z instalacji PV jest koniecznością wobec nierównomiernego rozbioru energii i rozmijania się potrzeb z maksymalną wydajnością instalacji. Magazynowanie energii w instalacji OFF-GRID następuje w akumulatorach. W instalacji ON-GRID magazynem energii będzie sieć. Instalacja OFF-GRID jest wyraźnie droższa od ON-GRID ze względu na koszty zakupu akumulatora. W praktyce znajduje zastosowanie w domach letniskowych itp, gdzie wystarcza mała moc instalacji rzędu 1-2 kWp. Fotowoltaika z akumulatorami czy bez, jest w obecnych warunkach rozliczania energii oddawanej do sieci mało zasadna, Bardziej opłacalne okazuje się korzystanie z sieci jako magazynu energii pomimo pobierania przez operatora sieci "prowizji" (0,2 kWh za każdą 1 kWh energii magazynowanej).
Zużycie prądu przez pompę ciepła powietrze/woda stanowi jedno z głównych pytań klientów chcących zastosować takie urządzenie. Zużycie energii elektrycznej przez pompę ciepła będzie zależeć na wstępie od standardu energetycznego budynku (WT 2017, WT 2021) oraz efektywności średniorocznej pompy ciepła SCOP. Standard budynku decydujący o zużyciu energii przez pompę ciepła wynika z samej izolacji cieplnej, ale także od wielu innych czynników. Wpływ odgrywa tutaj rodzaj wentylacji - grawitacyjna lub mechaniczna. Wysokie znaczenie pełni także rodzaj systemu grzewczego - ogrzewanie podłogowe lub grzejnikowe. Koszty ogrzewania pompą ciepła należą i tak do najniższych spośród różnych źródeł ciepła. Mogą być one dodatkowo obniżone przez wybór odpowiedniej taryfy zakupu energii elektrycznej, np. 2-strefowej G12w. Na zużycie prądu przez pompę ciepła powietrze/woda będzie mieć także wpływ zastosowanie instalacji fotowoltaicznej lub solarnej.
Nowoczesne budynki energooszczędne budowane według standardu np. WT 2017, czy WT 2021, muszą już ze względu na warunki techniczne posiadać system wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Rekuperator stanowi nieodzowny element domu szczególnie ze względu na potrzebę zapewnienia maksymalnego poziomu komfortu i jakości powietrza. Pomaga chronić mieszkańców przed niekorzystnymi czynnikami zewnętrznymi - także smogiem. W budynkach budowanych wg standardu WT 2017, czy WT 2021 może dochodzić do problemu z rozplanowaniem miejsc montażu urządzeń, np. pompy ciepła, podgrzewacza wody, a także rekuperatora. Wentylacja mechaniczna składająca się z rekuperatora oraz przewodów wentylacyjnych może zajmować znaczną powierzchnię budynku. Wybór miejsca zabudowy rekuperatora jest więc bardzo ważnym zagadnieniem dla architekta, a także projektanta i przyszłego użytkownika domu.
Koszty ogrzewania domu pompą ciepła należą do najniższych w porównaniu do innych rodzajów paliw. i energii. Dodatkowo niskie zużycie energii pierwotnej, pozwoli spełnić warunki techniczne WT 2017 lub WT 2021.
Już obecnie warto budować dom jednorodzinny według przyszłych warunków technicznych WT 2021. Warunki WT określają minimalne wymagania dla standardu energetycznego budynku. Należy zapewnić odpowiednio wysoki standard izolacji cieplnej oraz zastosować efektywny energetycznie system ogrzewania i wentylacji domu, a także podgrzewania ciepłej wody użytkowej. Efektem ma być uzyskanie niskiego zużycia energii pierwotnej EK, poniżej 70 kWh/m2rok. Koszty budowy domu w standardzie WT 2021 powinny być nieznacznie wyższe w stosunku do standardu WT 2017. Z kolei można jeszcze uzyskać znaczące obniżenie kosztów eksploatacyjnych.
Pompy ciepła powietrze/woda instalowane na zewnątrz budynku stanowić źródło hałasu. Jest to nieuniknione ze względu na fakt, że w budowie pompy ciepła wykorzystane są takie elementy jak sprężarka, czy wentylator. Poprzez staranne zaprojektowanie pompy ciepła można wyciszyć jej pracę do minimum. Wiąże się to m.in. ze stosowaniem osłon akustycznych sprężarki i całej obudowy pompy ciepła. Dodatkowo wprowadza się tłumienie drgań w elementach orurowania obiegu chłodniczego, czy też wizbroizolatory dla posadowienia sprężarki w obudowie, a także całej jednostki zewnętrznej na podstawie (ściennej lub gruntowej). Produkowanych obecnie pomp ciepła wysokiej klasy nie trzeba dodatkowo wyciszać stosując np. obudowy dźwiękochłonne. Wystarczy w ich przypadku nawet 1,5 do 3 metrów, aby obniżyć ciśnienie akustyczne do poziomu 40 dB(A) - dopuszczalnego dla zabudowy jednorodzinnej w nocy.
Jak głośna jest pompa ciepła powietrze/woda zależnie od jej konstrukcji, warunków zabudowy, a także odległości? Pompy ciepła dobrej klasy nie są uciążliwe dla mieszkańców domu bądź sąsiadów. Zwykle wystarczy maksymalnie 5-6 metrów, aby poziom ciśnienia akustycznego (hałas) nie przekraczał dopuszczalnej wartości 40 dB(A). Najcichsze pompy ciepła mogą osiągać nawet 40-50 dB(A) poziomu mocy akustycznej (w źródle). Wówczas już po nieco ponad 1 m głośność znajduje się poniżej dopuszczalnego progu 40 dB(A).
Dobór pompy ciepła powietrze/woda wymaga sprawdzenia kilku ważnych warunków. Część z nich jest analogiczna jak dla doboru kotła grzewczego jak np. obliczenia cieplne budynku. Ale część wynika ze specyfiki urządzenia jakim jest pompa ciepła. Dotyczy to np. wyboru parametrów wody grzewczej. Wiąże się z tym wybór trybu pracy pompy ciepła - jako urządzenia samodzielnego albo do współpracy w układzie hybrydowym (z kotłem).
Sprawność paneli fotowoltaicznych jest jedną z podstawowych informacji świadczących o klasie paneli. Jeszcze kilka lat temu za korzystną, uznawano sprawność rzędu 13-15%. Obecnie dobrej klasy panele PV uzyskują sprawność co najmniej 18% wg warunków STC. Kluczową kwestią pozostają warunki dla jakich określa się sprawność paneli PV. Za główne uznaje się warunki STC (Standard Test Condition). Moc wytwarzana przez panel fotowoltaiczny w takich warunkach, uznaje się za moc szczytową (Wp, Watt peak). W praktyce sprawność paneli fotowoltaicznych jest często niższa od określanej w warunkach laboratoryjnych STC. Stąd także producenci podają sprawność odnoszoną do NOCT (Normal Operating Cell Temperature), a w USA i Kanadzie do PTC (PVUSA Test Conditions).
Płaskie kolektory słoneczne ze szkłem antyrefleksyjnym
1. Płaskie kolektory słoneczne ze szkłem antyrefleksyjnym
Jaki wpływ na sprawność pracy kolektora odgrywa przykrycie szybowe?
Jakie są cechy szkła z powłoką antyrefleksyjną?
Porównanie kolektora próżniowego i płaskiego z szybą antyrefleksyjną
Wydanie 1/2012
28.07.2012
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl
2. Kolektory słoneczne – pozyskiwanie
energii promieniowania słonecznego
Zadaniem kolektora słonecznego
jest zamiana energii promieniowania
słonecznego na ciepło użytkowe
dla potrzeb np. podgrzewania ciepłej
wody użytkowej
Jednym z ważniejszych aspektów
budowy kolektora słonecznego jest
zdolność do przenikania promieniowania
słonecznego do jego wnętrza
Bezpośrednio od własności przykrycia
szklanego obudowy kolektora, zależą
w pierwszym rzędzie uzyski ciepła.
Dodatkowo kluczową rolę odgrywa
izolacja cieplna obudowy, a także
konstrukcja absorbera i własności jego
warstwy pochłaniającej promieniowanie
2
3. Budowa płaskiego kolektora słonecznego
- podstawowe elementy
Przykrycie obudowy (szkło hartowane)
Uszczelnienie obudowy i mocowanie szyby
Selektywne pokrycie absorbera (Mirotherm®)
Płyta absorbera (aluminiowa)
Orurowanie absorbera (wężownica z rury miedzianej)
Izolacja cieplna obudowy
Obudowa kolektora słonecznego
Króćce przyłączeniowe kolektora słonecznego
3
4. Nowe technologie wytwarzania szkła
dla potrzeb kolektorów słonecznych
Dla potrzeb budowy jednych z pierwszych kolektorów słonecznych, jeszcze
w latach 70 i 80-tych, stosowano pokrycia z tworzyw sztucznych. Cechowały się
one przepuszczalnością promieniowania słonecznego na poziomie rzędu 80%.
Z czasem ich powierzchnia ulegała degradacji (zmatowienie, zarysowania)
Nowe technologie szczególnie w latach 90-tych, wiązały się z wprowadzaniem
szkła o niskiej zawartości żelaza, którego przepuszczalność promieniowania
sięga maksymalnie nawet 91-92%.
Ostatnie lata przynoszą szersze
zastosowanie jeszcze bardziej
efektywnych rozwiązań – szkła
powlekanego warstwami
antyrefleksyjnymi, które jeszcze
o około 5-6% zwiększają
przepuszczalność promieniowania
słonecznego.
4
5. Porównanie przepuszczalności
promieniowania słonecznego
Szkło standardowe dla kolektorów słonecznych oraz szkło antyrefleksyjne
różnią się od siebie ilością odbijanego promieniowania słonecznego.
Zwiększenie przepuszczalności promieniowania dla szkła antyrefleksyjnego
wynosi około 5-6% w porównaniu do standardowego szkła „solarnego”.
4% odbicie 1,5% odbicie
4% odbicie 1,5% odbicie
1% absorbcja 1% absorbcja
91% przepuszczalność 96% przepuszczalność
szkła standardowego szkła antyrefleksyjnego
5
6. Kolektor płaski ze szkłem standardowym
oraz antyrefleksyjnym
Szkło strukturalne
(hartowane z obniżoną zawartością
tlenków żelaza). Przepuszczalność
promieniowania słonecznego: 91%
Vaillant VFK 145
Szkło antyrefleksyjne
(z dodatkowymi warstwami
antyrefleksyjnymi). Przepuszczalność
promieniowania słonecznego: 96%
Vaillant VFK 155
6
7. Szkło antyrefleksyjne w zastosowaniu
praktycznym
Szkło antyrefleksyjne używane jest także w budynkach biurowych,
usługowych, itp., na przykład dla potrzeb ekspozycji:
Szkło antyrefleksyjne Szkło standardowe
7
8. Jaki kolektor słoneczny wybrać?
Płaski czy próżniowy…
Udział kolektorów próżniowych na
większości rynków krajów Europy,
wynosi kilka procent. Wynika to m.in.
z ich wyższej ceny zakupu, która
nie jest w większości przypadków
rekompensowana w pełni, wyższymi
uzyskami ciepła.
Kolektory próżniowe cechują się
przede wszystkim wyższą wydajnością
cieplną, przy dużych różnicach
temperatury pomiędzy absorberem,
a otoczeniem. W praktyce dotyczy
to w szczególności instalacji solarnych
przeznaczonych do wspomagania
ogrzewania budynku.
8
9. Jaki kolektor słoneczny wybrać?
Płaski czy próżniowy…
Alternatywą dla kolektorów próżniowych mogą w znacznej mierze być
wysokosprawne kolektory płaskie, o zwiększonych uzyskach ciepła, dzięki
zastosowaniu szkła antyrefleksyjnego. Kolektorem tego typu jest np. nowy
produkt firmy Vaillant, o symbolu VFK 155
Kolektor tego typu można stosować na nachylonych powierzchniach, a także
na płaskim terenie lub dachu, z użyciem specjalnych konstrukcji wolnostojących.
Możliwy jest również montaż kolektorów płaskich na fasadzie budynku zarówno
na konstrukcji z nachyleniem do poziomu, jak i w pozycji pionowej.
9
10. Porównanie sprawności kolektorów
płaskich i rurowego próżniowego
Kolektor próżniowy VTK 1140/2 będzie uzyskiwał dopiero wyższą wydajność
cieplną, gdy temperatura absorbera będzie wyższa o +38 K niż w kolektorze
płaskim VFK 145 lub o +47 K niż w kolektorze płaskim VFK 155
Wyższe różnice temperatury
pomiędzy absorberem,
a otoczeniem mogą
występować szczególnie
w okresie zimowym. Kolektor
próżniowy może wykazywać
Sprawność kolektora
wtedy większą sprawność
niż kolektor płaski.
Należy jednak pamiętać,
że główny okres pracy
kolektora przypada na okres
T = 38K
T = 47K
IV-IX (80% rocznej energii
promieniowania
słonecznego)
T Różnica temperatury między absorberem, a otoczeniem
10
11. Porównanie sprawności kolektorów
płaskich i rurowego próżniowego
Kolektor z szybą antyrefleksyjną (AR) uzyskiwać będzie wyższą wydajność od
standardowego kolektora płaskiego. W standardowym zastosowaniu instalacji
solarnej, tego typu kolektor będzie również bardziej wydajny od próżniowego:
+28%
Sprawność kolektora
+23% płaskiego VFK 155 wyższa
+18%
od sprawności próżniowego
+12%
+6%
Sprawność kolektora
-8%
-17%
-26%
-35%
Typowy zakres pracy kolektora
słonecznego w instalacji solarnej
dla podgrzewania CWU
T Różnica temperatury między absorberem, a otoczeniem
11
12. Zalecenia montażowe i eksploatacyjne
dla szkła antyrefleksyjnego
Należy uwzględniać zalecenia producentów kolektorów słonecznych z szybami
antyrefleksyjnymi po względem montażowym i eksploatacyjnym. Dotyczy to
szczególnie zachowania czystości przy pracach montażowych, w celu uniknięcia
trudno usuwalnych zabrudzeń powierzchni szyby, czy też jej uszkodzeń
mechanicznych. W niektórych przypadkach, producenci dostarczają kolektory
płaski z folią ochronną umożliwiającą dodatkowo napełnienie instalacji solarnej
(ograniczenie nagrzewania kolektora. Folię należy ściągnąć po zakończeniu prac.
12
13. Kolektor płaski i próżniowy w okresie
zimowym – ważny aspekt eksploatacji
Warto podkreślić dodatkowy aspekt eksploatacji kolektorów słonecznych
w okresie zimowym. Efekty pracy kolektora próżniowego będą wyższe w tym
czasie pod warunkiem, że nie będzie często zalegał na jego powierzchni śnieg
czy szron. Niższe straty ciepła dla rur próżniowych, utrudniają samoczynne
odmrażanie ich powierzchni.
ZDJĘCIA: przykład kolektorów słonecznych płaskich i próżniowych podczas
mroźnego dnia w lutym 2012 r.. Szyba kolektora płaskiego „podgrzewana”
od dołu przez powietrze w obudowie, rozmraża zalegający śnieg, umożliwiając
pracę kolektora (materiały własne)
13
14. Izolacja cieplna rur próżniowych
Skuteczność izolacji cieplnej rur próżniowych można prześledzić na przykładzie
zdjęcia z kamery termowizyjnej. Temperatura powierzchni rury wynosi
w przykładowych warunkach -1,0 do -1,3 oC. Jedna z rur jest uszkodzona
(rozszczelniona, bez próżni) i tym samym pozbawiona izolacji cieplnej.
Temperatura jej powierzchni wynosi +4,5 oC.
Oczywiście rozszczelniona rura próżniowa nie spełnia swojej funkcji
ograniczenia strat ciepła, poza „skutkiem ubocznym” – rozmrażaniem powierzchni
14
15. Kiedy wybierać kolektor płaski, a kiedy
kolektor próżniowy?
Kolektory próżniowe mogą znajdować zastosowanie szczególnie, gdy:
instalacja solarna przeznaczona jest do wspomagania ogrzewania
warunki zabudowy kolektora nie są optymalne (znaczne odchylenie
od kierunku południowego) dla efektywnej całorocznej pracy
elementy wewnętrzne kolektora płaskiego mogą być narażone na
działanie zanieczyszczonego lub zasolonego powietrza (morze)
Nowoczesne kolektory płaskie z szybą antyrefleksyjną mogą być również
z powodzeniem wykorzystywane do wspomagania ogrzewania, szczególnie
obiegów niskotemperaturowych (np. ogrzewanie podłogowe)
15
16. Ogrzewanie
Kotły gazowe
Chłodzenie Kotły olejowe
Pompy ciepła
Energia odnawialna
Kolektory słoneczne
Systemy wentylacji
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl