Akrux – principy činnosti solárních kolektorů pro ohřev vody a vytápění

Obnovitelné zdroje energie v posledních letech přitahují zvláštní pozornost výzkumníků po celém světě. Neustále se publikují studie zaměřené na optimální provoz energetických systémů založených na obnovitelných zdrojích energie v konkrétním regionu. Přechodu systémů s dominantními emisemi CO2 ze spalování fosilních paliv lze dosáhnout integrací obnovitelných zdrojů energie. Solární energie je volně dostupný, bezpečný, čistý a hojný zdroj energie. Solární termální kolektory jsou známým způsobem, jak využít solární energii k uspokojení rostoucí poptávky po energii a minimalizaci emisí skleníkových plynů. Existují dva typy technologií solární energie: solární termální a fotovoltaické. Mezi mnoha aplikacemi solární energie spotřebovává vytápění prostor značné množství energie. Z velkého výběru termálních kolektorů má vakuový trubkový kolektor nejvyšší účinnost. Tento článek pojednává o aplikaci vakuového trubkového kolektoru pro soukromý bytový dům v Moskvě. Při použití solárních kolektorů v říjnu a březnu bude výroba tepla zcela pokrývat špičkové zatížení pro vytápění bytového domu.

Klíčová slova: solární kolektor, vakuový kolektor, obnovitelné zdroje energie, solární elektrárna.

UDC 697.7. Počet vědeckých oborů: 2.1.3 (05.23.03).

Využití vakuových solárních kolektorů pro vytápění

A.J. Arsenjev, postgraduální student; A. G. Rýmarov, PhD, docent, vedoucí katedry zásobování teplem, plynem a větrání, Moskevská státní univerzita stavebního inženýrství (MGSU)

Obnovitelné zdroje energie v posledních letech přitahují zvláštní pozornost výzkumníků z celého světa. Neustále se publikují studie zaměřené na optimální provoz systémů obnovitelných zdrojů energie v konkrétním regionu. Přechodu na systémy s dominantním uvolňováním CO2 při procesu spalování fosilních paliv lze dosáhnout integrací obnovitelných zdrojů energie. Solární energie je volně dostupný, bezpečný, čistý a hojný zdroj energie. Solární termální kolektory jsou známým způsobem využití solární energie k uspokojení rostoucí poptávky po energii a minimalizaci emisí skleníkových plynů. Existují dva typy technologií solární energie: solární termální a fotovoltaické. Mezi mnoha aplikacemi solární energie spotřebovává vytápění prostor značné množství energie. Z velkého výběru termálních kolektorů má vakuový trubicový kolektor největší účinnost. Tento článek se zabývá aplikací vakuového trubicového kolektoru pro soukromý bytový dům v Moskevské oblasti. Při použití solárních kolektorů v říjnu a březnu bude produkce tepla plně pokrývat špičkové topné zatížení domu.

Klíčová slova: solární kolektor, vakuový kolektor, obnovitelné zdroje energie, solární stanice.

Malá část energie se v přírodě využívá ve formě slunečního záření a fotosyntézy, část se odráží zpět a zbytek je absorbován povrchem planety.

úvod

Dekarbonizace energetického sektoru je klíčovým krokem k omezení nárůstu globální teploty pod 2 °C v souladu s cíli Pařížské dohody o klimatu z roku 2015 [1]. Poptávka po energii rychle roste v důsledku rychlého růstu populace. Topné systémy, které převážně využívají uhlí a plyn, jsou vysoce znečišťující, mají nízkou účinnost spalování a produkují vysoké emise uhlíku [2]. Zlepšení energetické účinnosti by mělo snížit spotřebu energie a náklady na vytápění. Vlády by měly vytvořit podmínky pro zavádění ekologických energeticky úsporných technologií vhodných pro klimatické podmínky konkrétního regionu a aktivně je propagovat [3]. Solární energie je nejrozvinutějším a nejrozšířenějším obnovitelným zdrojem energie v zemích po celém světě díky svým výhodám: je nevyčerpatelná, šetrná k životnímu prostředí a neznečišťuje životní prostředí [4].

Malá část energie se v přírodě využívá ve formě slunečního záření a fotosyntézy, část se odráží zpět a zbytek je absorbován povrchem planety. Vzhledem k tomu, že sluneční záření je k dispozici pouze během dne, dává smysl shromažďovat sluneční energii a efektivně ji využívat k výrobě elektřiny, tepla a chladu [5]. Pro využití se sluneční energie přeměňuje na dva hlavní typy: elektrickou a tepelnou energii [6]. Účelem této práce je analyzovat dopad výroby tepelné energie vakuovými kolektory.

Srovnání dvou solárních systémů potvrzuje, že vakuový solární kolektor má mnohem lepší výkon v oblasti solární energie než plochý solární kolektor [7]. Ploché kolektory mají relativně nízkou účinnost a výstupní teplotu. Hlavními nevýhodami plochých solárních kolektorů jsou konvekční tepelné ztráty skleněným povrchem a nedostatečné sledování slunce, stejně jako závislost na klimatických podmínkách a eroze materiálu v důsledku kondenzace.

V posledních letech evakuované trubicové kolektory předběhly trh s plochými kolektory díky vývoji nízkonákladové technologie naprašování pro výrobu evakuovaných trubic s dvojitým sklem. Hlavními výhodami evakuovaných trubicových solárních kolektorů jsou vlastnosti, jako je vysoká účinnost, odolnost proti korozi a kontrolovaná provozní teplota [8].

Výhodou trubkových solárních kolektorů je, že jsou méně závislé na směru slunečního záření, zatímco ploché desky nadměrně odrážejí špatně nasměrované sluneční světlo. Solární termální kolektory jsou komponenty, které existují za účelem sběru slunečního záření, jeho přeměny na tepelnou energii a jejího přenosu do pracovní kapaliny. Solární termální kolektory jsou proto hlavní a nejdůležitější součástí solárních termických systémů.

Celkové sluneční záření v horizontální rovině bez oblaků během topné sezóny se s rostoucí zeměpisnou šířkou výrazně snižuje, zatímco celkové sluneční záření ve vertikální rovině se mění v závislosti na azimutu, zeměpisné šířce a ročním období. Skutečná hodnota slunečního záření je malá, protože závisí na skutečné oblačnosti a průhlednosti atmosféry v hustě osídlených oblastech, což znamená, že délka denního světla se během topné sezóny zkracuje přibližně na polovinu a zvyšuje se spotřeba elektřiny pro vnitřní i venkovní osvětlení [9].

Materiály a metody

Metoda použitá v této studii je deskriptivní metoda zahrnující sběr a analýzu dat o intenzitě slunečního záření (přímé sluneční ozáření) získaných ze Světového solárního atlasu. Navrhuje se prozkoumat možnost využití solárních kolektorů v systémech vytápění v Moskvě. Výpočty jsou založeny na datech z Moskvy, Centrální federální okruh (délka 37°61′, šířka 55°75′). Hodnota slunečního záření je převzata ze Světového solárního atlasu. Tato práce se zabývá vakuovými trubicovými kolektory, zejména v kontextu vytápění soukromé bytové budovy. Průměrná roční teplota v tomto místě je 5 °C a průměrné roční přímé normální ozáření je 8 kWh/m².

Vakuová trubice se skládá ze dvou soustředných skleněných trubic, které jsou na obou koncích utěsněny a na vnitřní trubce potaženy solárně selektivním povlakem. Vakuové trubkové solární kolektory poskytují vysokou účinnost díky své trubkové struktuře, která umožňuje nepřetržité sledování slunečních paprsků, snižuje plochy tepelných ztrát a vakuum mezi dvojitými skly výrazně snižuje konvekční tepelné ztráty [10]. Solární selektivní povlaky absorbují sluneční energii pod vlivem slunce a přenášejí ji do tepelných trubic instalovaných ve vnitřní trubce. Vnitřní i vnější trubice mají minimální reflexní vlastnosti. Pro vytvoření podtlaku jsou obě trubice nahoře spojeny a odčerpávají stávající vzduch. Vakuové trubkové kolektory se skládají z několika trubic připojených k nádobě.

Každá trubice obsahuje měděnou tepelnou trubici naplněnou pracovní kapalinou. Kapalina v tepelné trubici má nízký bod varu, takže při ohřevu slunečním zářením stoupá do kolektorové části tepelné trubice. Poté, co studená kapalina dosáhne dna trubice a ohřeje se, její hustota klesá a horká kapalina proudí vzhůru a vstupuje do akumulační nádrže. Kapalina na konci trubice mění svůj směr, dochází k nulové hodnotě rychlosti, která se nazývá stagnační zóna, což vede ke snížení rychlosti přenosu tepla kapalinou uvnitř trubice [11]. Vakuové trubkové kolektory s tepelnou trubicí poskytují kapalinu při vyšších teplotách a jsou účinné za nepříznivých povětrnostních podmínek [12]. Vakuové trubkové solární kolektory mohou shromažďovat jak přímé, tak difúzní záření. Údržba evakuovaných trubkových solárních kolektorů je jednoduchá a levná. Pokud jsou trubice poškozené nebo rozbité, systém nepřestane fungovat, kolektor bude stále pracovat s menší účinností. V případě vakuových kolektorů lze poškozené trubice vyměnit bez vypnutí celého systému, zatímco v případě plochých kolektorů je nutné pro výměnu kolektoru vypnout celý systém.

Obr. 1 ukazuje sluneční záření pro Moskvu, maximální záření v červnu na 1 m² bylo 5,039 kWh/m² za den a minimální záření v prosinci 0,354 kWh/m² za den.

Obr. 1. Sluneční záření pro Moskvu

Vakuové trubkové solární kolektory jsou v zemi pokročilou technologií, protože je lze použít pro široký rozsah středních a vysokých teplot v závislosti na požadavcích. Pro maximální účinnost by měly být solární kolektory instalovány pod úhlem 38° směrem na jih.

Obrázek 2 znázorňuje solární kolektor, který dokáže absorbovat až 8 % sluneční energie podle metody popsané v [0]. Bylo stanoveno množství energie, které může být absorbováno evakuovaným solárním kolektorem a přeměněno na teplo.

Obr. 2. Absorpce energie slunečního záření vakuovými trubicemi v Moskvě

Absorpční plocha vakuové trubice o průměru 58 mm a délce 1800 mm je 0,08 m². Charakteristiky vakuového solárního kolektoru SCV-30–1800–58 s teplem smrštitelnou trubicí: absorpční koeficient je více než 0,9 %, emisivita je menší než 4 %, průhlednost vnější trubice je 0,0. Vakuové kolektory s teplem smrštitelnou trubicí jsou v současnosti technologicky nejvyspělejším typem kolektorů a mají nejlepší výkon v chladném počasí [6]. Topná sezóna trvá od října do dubna.

Jako výchozí bod pro srovnávací energetické studie byl navržen základní obytný dům. Celkové rozměry základního domu jsou 19,8 x 12,75 m, jedná se o dvoupatrovou budovu s fasádní konstrukcí, výškou podlahy 3,3 m a poměrem oken ke stěnám 3 %. Standardní návrhy obvodových konstrukcí byly vyvinuty na základě převládajících architektonických postupů.

Pro určení množství tepelné energie potřebné k vytápění se určuje součinitel prostupu tepla stěnou. Například tepelné ztráty jsou klíčovým faktorem při návrhu, takže takové stěny a střechy jsou obvykle dostatečně izolované: kns = 0,33 W/(m² °C), kcr = 0,24 W/(m² °C), kok = 1,96 W/(m² °C). Pro srovnávací energetické studie byly použity stejné vnitřní zatížení, vnitřní návrhové podmínky a základní systémy HVAC s odpovídajícími návrhovými údaji.

Tepelné ztráty obvodovými konstrukcemi se určují podle vzorce:

Qlim = kS(tв – tн)n(1 + Σβ), (1)

kde k je součinitel prostupu tepla, W/(m² °C); S je plocha obvodových konstrukcí, m²; tv je vnitřní teplota vzduchu v místnosti, °C; tн je venkovní teplota vzduchu, °C; n je součinitel polohy obvodového pláště; β je součet dodatečných tepelných ztrát obvodovými plášti; Qair je spotřeba tepla na ohřev infiltrujícího vzduchu, Qair = 8073,34 W.

Tepelné ztráty obvodovými konstrukcemi v prosinci budou Qогр = 30616,85 W. Celkové tepelné ztráty v prosinci budou 38690,2 W.

Tabulka 1 ukazuje množství tepelné energie potřebné během topného období. Na základě znalosti množství potřebné tepelné energie určíme počet trubic, které je třeba instalovat. Počet trubic se může výrazně lišit v závislosti na topném zatížení a energii přijaté ze solárního kolektoru. Velký počet trubic má v létě negativní vliv, protože ztěžuje využití dodatečného tepla. Pro výpočet předpokládáme 175 trubic v kolektorech.

Obr. 3 znázorňuje tepelný výkon solárního kolektoru a množství tepla potřebné k vytápění.

Obr. 3. Graf tepelné energie

Solární energie může být v Rusku cenově konkurenceschopná ve srovnání s tradiční výrobou, a to i při současných vysokých nákladech [14].

V rezidenčním sektoru prokázaly evakuované solární kolektory svůj velký potenciál. Použití evakuovaných solárních kolektorů může snížit náklady na vytápění. Studie potvrdily, že evakuované solární kolektory jsou ve srovnání s jinými typy solárních kolektorů nejproduktivnější a nejúčinnější [15]. Pro napájení topného systému je potřeba skupina solárních kolektorů o celkovém výkonu 200,87 kW. Při instalaci solárního kolektoru pod úhlem 38° bude potřebný počet evakuovaných trubic pro vytápění 175 ks.

Z obr. 3 lze usoudit, že v říjnu a březnu bude produkce tepelné energie solárním kolektorem plně pokrýt špičkové zatížení. V listopadu bude zatížení ze solárních kolektorů pokryto z 3 %, v prosinci z 5 %, v lednu z 1 % a v únoru z 0 %.

Vakuové trubkové solární kolektory se důrazně doporučují pro použití při vysokých teplotách, protože snadno dosahují vysokých teplot a udržují teplo i v chladném podnebí. V chladném podnebí jsou vakuové trubkové solární kolektory velmi úsporné a díky nemrznoucímu efektu poskytují vynikající účinnost.

Vakuové solární kolektory se skládají z tepelných trubic a mají tvar termosky. Trubice jsou zvenku průhledné a zevnitř mají vysoce selektivní povlak pro efektivní zachycení sluneční energie [16]. Díky válcovému tvaru trubky dopadá sluneční světlo na absorpční povrch kolmo k ose trubky a všechny ostatní paprsky, které nejsou kolmé k ose trubky, se odrážejí. Vakuové solární kolektory mohou generovat 134,83 kW ročně. Při instalaci vakuových solárních kolektorů se úspora energie v naturáliích pohybuje kolem 6–7 %.

1. Fragkos P. a kol. Transformace energetických systémů a nízkouhlíkové cesty v Austrálii, Brazílii, Kanadě, Číně, EU-28, Indii, Indonésii, Japonsku, Korejské republice, Rusku a Spojených státech. Energy. 2021. Sv. 216.
2. Mahmoud M. a kol. Dopady různých topných systémů na životní prostředí: Přehled. Science of the Total Environment. 2021. Ročník 766. Číslo 25.
3. Zhang Z. a kol. Čisté vytápění během zimního období v severní Číně: přehled. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2021. Roč. 149.
4. Shahsavari A., Akbari M. Potenciál solární energie v rozvojových zemích pro snižování emisí souvisejících s energií. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018. Sv. 90.
5. Sabiha MA a kol. Pokrok a nejnovější vývoj vakuových solárních kolektorů. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. Sv. 51.
6. Bordan D.F., Kuvšinov V.V., Kakušina E.G., Olejnikov A.M., Ghašim M. Potenciál rozvoje tepelné solární energie pro potřeby bydlení a komunálních služeb // Elektrárny a technologie, 2021. Č. 1. S. 46–52.
7. Chopra K. a kol. Globální pokrok v experimentální a tepelné analýze vakuových trubkových kolektorů s tepelnými trubicemi a bez nich a možné aplikace. Applied Energy. 2018. Sv. 228.
8. Li C. a kol. Kyselina stearová/expandovaný grafit jako kompozitní materiál pro akumulaci tepelné energie s fázovou změnou pro beztlakový solární ohřívač vody. Sustainable Cities and Society. 2019. Sv. 44.
9. Krupnov B.A. O proveditelnosti využití solární a větrné energie // Časopis SOK, 2022. Č. 5. S. 68–69.
10. Olfian H., Ajarostaghi SSM, Ebrahimnataj M. Vývoj vakuových solárních kolektorů: Přehled výsledků používání nanokapalin za poslední desetiletí. Solární energie. 2020. Sv. 211.
11. Tabarhoseini SM, Sheikholeslami M. Generování entropie a tepelná analýza proudění nanokapalin uvnitř evakuovaného trubkového solárního kolektoru. Scientific Reports. 2022. Sv. 12. Číslo 1.
12. Olczak P., Matuszewska D., Zabagło J. Porovnání účinnosti získávání solární energie mezi plochými kolektory a vakuovými trubicovými kolektory s tepelnou trubicí: případová studie. Energies. 2020. Ročník 13. Číslo 7.
13. Manuál pro návrh a výpočet solárních systémů RUCELF [Elektronický text]. Společnost RUCELF.PRO. Režim přístupu: rucelf.pro. Datum přístupu: 10.11.2022.
14. Lanshina TA a kol. Pomalý rozvoj obnovitelných zdrojů energie v Rusku: Otázky konkurenceschopnosti a regulace. Energetická politika. 2018. Sv. 120.
15. Slesarenko I.V. Výzkum a testování vakuových solárních kolektorů v systémech zásobování teplem // Základní výzkum, 2016. č. 2–3. S. 509–514.
16. Almajev A.Ju., Lukšin I.A. Výhody a nevýhody plochých a vakuových solárních kolektorů // Věstník Knjaginovy univerzity (NGIEI), 2015. č. 6. s. 16–20.

Slunce je pro Zemi prakticky nevyčerpatelným zdrojem energie. Lidé z něj však využívají jen malou část. Dnes je otázka úspor energie obzvláště aktuální.

Provozní algoritmus solárního kolektoru je založen na přeměně energie slunečního záření na tepelnou energii. Děje se tak pomocí chladicí kapaliny, která se ohřívá v kolektoru a která předává naakumulovanou energii do systému vytápění nebo zásobování teplou vodou. Obvykle je tímto chladivem voda, v některých případech se používá také nemrznoucí směs.

Stále častěji se proto do provozu uvádějí speciální zařízení, která umožňují nasměrovat solární energii k řešení praktických problémů. Jedním z takových zařízení je solární kolektor. Lze jej efektivně využít pro účely vytápění nebo ohřevu vody.

Abyste si vybrali správný solární systém a maximálně využili jeho schopnosti, musíte pochopit princip fungování solárního kolektoru pro vytápění domu a zásobování teplou vodou.

Co je solární kolektor

Solární kolektor je zařízení určené k přeměně sluneční energie na tepelnou energii k ohřevu chladicí kapaliny. Ohřátou vodu lze použít k vytápění nebo ohřevu vody.

Konstrukce solárního kolektoru je poměrně jednoduchá. Jeho hlavním prvkem je adsorbér – měděná deska, která je připojena k potrubí pro cirkulaci vody v systému. Adsorbér je pokryt speciálním černým povlakem pro maximálně efektivní absorpci slunečního záření. Když se měděná deska zahřeje od slunce, ohřeje se i voda v potrubí. Poté se přivádí do systému vytápění nebo ohřevu teplé vody.

Adsorbér je pokryt tvrzeným sklem pro ochranu před vnějšími vlivy. Kvalitní vlastnosti skla mají velký vliv na účinnost solárního kolektoru pro ohřev vody. Běžné sklo není dostatečně průhledné, což vede ke zvýšeným energetickým ztrátám. Tyto ztráty navíc narůstají i jeho oslněním, v jehož důsledku se část slunečního záření odráží. Pro zvýšení účinnosti solárního kolektoru je vybaven speciálním sklem, jehož složení má snížený obsah železa, díky čemuž je průhlednější. Používají se také antireflexní vrstvy. V některých případech lze místo skla použít polykarbonát.

Pro efektivní provoz solárního kolektoru je umístěn v utěsněném krytu. To umožňuje zabránit vnikání vlhkosti a prachu do prostoru mezi sklem a adsorbérovou deskou, které rozptylují sluneční světlo. Do tohoto prostoru lze také čerpat inertní plyn, který snižuje přenos tepla z měděné desky na sklo.

Princip fungování sluneční soustavy

Principem činnosti solárního kolektoru pro domácí, komerční nebo kancelářskou budovu je ohřev vody pro vytápění nebo potřeby teplé vody. Cirkulace vody může být přirozená nebo nucená.

Při přirozené ventilaci je solární kolektor instalován pod úrovní vyrovnávací nádrže. Často se instaluje přímo na zem. Takový systém se vyznačuje nízkou produktivitou, která neumožňuje jeho využití pro potřeby stálých budov. Typicky se kolektory s přirozenou cirkulací používají k údržbě dočasných staveb.

Nejběžnější solární systémy jsou s nuceným oběhem, které zahrnují následující typy zařízení:

• sluneční kolektor, který přeměňuje energii slunečního záření na teplo;
• potrubní systém spojující solární kolektor s výměníkem tepla;
• oběhové čerpadlo, které cirkuluje chladicí kapalinu v systému;
• regulátor zajišťující automatické řízení provozu zařízení.

Princip činnosti solárního kolektoru pro topnou vodu spočívá v tom, že přenos tepelné energie z ohřátého chladiva do přívodu teplé vody nebo topného okruhu se provádí ve výměníku tepla. Často je navíc vybaveno topným tělesem pro ohřev chladicí kapaliny v obdobích, kdy sluneční energie nestačí k dosažení požadované teploty.

Vzhledem k tomu, jak solární kolektor funguje, jsou na parametry chladicí kapaliny kladeny zvláštní požadavky. Musí se jednat o netoxickou kapalinu s vysokou mrazuvzdorností, která se při vysokých teplotách nevypařuje. Obvykle se pro tento účel používají roztoky voda-glykol (40 %).

Automatizace zajišťuje ovládání oběhového čerpadla a v případě potřeby zapíná přídavné topné těleso. To umožňuje udržovat požadovaný ohřev chladicí kapaliny pro udržení nastavené teploty teplé vody nebo vnitřní teploty.

Typy solárních kolektorů

V závislosti na konstrukci a principu činnosti solárních kolektorů existují tři hlavní typy tohoto zařízení:

• ploché solární kolektory;
• trubicové (vakuové) solární kolektory;
• kolektory-koncentrátory.

V ruských podmínkách se nejvíce používají ploché a vakuové solární kolektory.

Princip činnosti plochého solárního kolektoru

Plochý solární kolektor se skládá z následujících hlavních prvků uložených v hliníkovém pouzdře:

• měděná adsorpční deska po celé ploše těla;
• ochranné sklo nebo polykarbonát;
• cívka měděných trubek umístěná pod adsorbérem.

Obsluha solárního kolektoru pro ohřev vody tohoto typu je velmi jednoduchá. Adsorbér se zahřívá ze slunce a předává tepelnou energii cívce, kterou cirkuluje chladicí kapalina.

Plochý kolektor je díky své jednoduché konstrukci relativně levný a nevyžaduje složitou údržbu. Jeho nevýhodou je však poměrně vysoká úroveň tepelných ztrát. K jejich snížení se používá tepelná izolace zadní plochy. K tomuto účelu se nejčastěji používá minerální vlna nebo jiné účinné izolační materiály. Problém však nelze zcela vyřešit. Nejvyšší tepelné ztráty jsou pozorovány při výrazném rozdílu teplot mezi uvnitř a vně krytu. Díky tomu jsou ploché kolektory v chladném období neúčinné.

Princip činnosti vakuového solárního kolektoru

Trubicový (vakuový) solární kolektor má složitější konstrukci. Vyrábí se ve formě panelu sestávajícího z mnoha malých skleněných trubic. Uvnitř každé skleněné trubice je adsorpční deska pohlcující sluneční záření, ke které je připojena měděná trubka s chladicí kapalinou. Z každé skleněné trubice je odčerpáván vzduch. Díky vysávání se ušetří až 97 % tepelné energie.

Kvůli složitějšímu zařízení je vakuový solární kolektor dražší. Během provozu je nutné v zimě častěji čistit segmenty panelu od nečistot a sněhu. Zařízení však efektivně funguje v severních zeměpisných šířkách. Podtlakový rozdělovač si zachovává poměrně vysokou účinnost i při teplotách vzduchu pod -37 °C a za špatných světelných podmínek (za předpokladu, že je správně nainstalován pod určitým úhlem).

Vlastnosti použití solárních kolektorů

Vzhledem k tomu, jak solární kolektor funguje k ohřevu vody, je dosaženo maximální účinnosti zařízení v podmínkách intenzivního slunečního záření. Sluneční kolektory fungují nejlépe v jižních zeměpisných šířkách. I ve středním pásmu však vykazují vysokou účinnost. Jejich použití umožňuje ušetřit až 60 % energie na vytápění a zásobování teplou vodou objektů. Za příznivých povětrnostních podmínek zajišťují solární kolektory provoz topných a teplovodních systémů v autonomním režimu.

Ploché solární kolektory vykazují vysokou účinnost v teplém období. S nástupem podzimního chladného počasí jejich účinnost klesá a v zimě dramaticky klesá. Jsou však mnohem levnější než vakuové modely a jejich údržba je mnohem jednodušší. Ploché solární kolektory jsou proto optimálně vhodné pro zařízení, kde je v teplém období potřeba teplé vody. Používají se také na chatách, na turistických místech, k ohřevu vody ve venkovních bazénech apod.

Trubkové vakuové rozdělovače lze používat po celý rok. V zimě jejich účinnost klesá mnohem méně, což umožňuje jejich využití jako zdroje tepelné energie pro vytápění prostor.

Důležitou podmínkou vysoké účinnosti solárního kolektoru je jeho správná instalace. Zařízení musí být umístěno tak, aby na něj nedopadal stín ze sousedních budov, stromů a jiných předmětů. Panel by měl být navíc orientován přední plochou na jih. Pokud je to technicky nemožné realizovat, pak je třeba nastavit směr co nejblíže k jihu.

Za předpokladu správného výběru a instalace solárního kolektoru tedy napomůže využití solární energie s maximální účinností a sníží náklady na vytápění a dodávku teplé vody.