Obecnie produkowane kolektory próżniowe w swej budowie różnią się dość znacznie, również zastosowana ilość rur w jednym panelu sprawia trudność w prawidłowym doborze instalacji. Powstaje, więc pytanie, jak porównać do siebie kolektory próżniowe o różnej budowie, zasadzie działania i różnej ilości rur.

Tym bardziej, że na swoich stronach internetowych niektórzy producenci podają, że ich kolektory to szczyt techniki solarnej, a materiały, z których są wykonane, pochodzą wręcz z NASA. Przeciętnemu inwestorowi czasami trudno się zorientować w nie zawsze prawdziwych danych technicznych, bo tam, gdzie parametry u jednych są pokazywane, jako szczytowe osiągnięcie, u innych są skrzętnie skrywane, a w ich miejsce wstawiane inne, niedające się z niczym porównać.

Do porównań przyjęto kolektory próżniowe składające się z tej samej ilości rur (10 sztuk). Każdy z modeli różni się między sobą budową wewnętrzną oraz sposobem przekazywania ciepła. I tak kolektor A składa się z rury próżniowej o pojedynczej ściance, gdzie wewnątrz umieszczono płaski listek absorbera, z którego odbierane jest w sposób bezpośredni. Kolektory B, C, D posiadają dwie rury szklane, między którymi wytworzono próżnię, a warstwa absorpcyjna napylona jest na zewnętrznej warstwie wewnętrznej rury. W kolektorach B oraz C transport ciepła odbywa się w sposób bezpośredni poprzez „u” rurkę, która jest przymocowana do tubusa metalowego wewnątrz rury próżniowej. Natomiast w kolektorze D transport ciepła odbywa się poprzez współosiowo umieszczoną rurkę ciepła (heat pipe) wewnątrz rury próżniowej, wykorzystując przemianę fazową cieczy umieszczonej wewnątrz (wrzenie i skraplanie). We wszystkich przypadkach do porównań przyjęto wyniki badań kolektorów próżniowych z ośrodka SPF w Raperswil, publikującego raporty na stronie internetowej.
 
• kolektor A bez lustra
• kolektor B z lustrem płaskim
• kolektor C z lustrem parabolicznym
• kolektor D tak zwany heat pipe bez lustra
 
Wstępna analiza porównawcza kolektorów
Podstawowym kryterium porównywanych kolektorów (jak i innych urządzeń grzewczych) jest ich sprawność. W przypadku kolektorów słonecznych jest to sprawność optyczna wyznaczona w stosunku do powierzchni apertury oraz w stosunku do powierzchni absorbera. Dla lepszego zobrazowania wyników ujęto je w tabelę:
 
Zestawienie parametrów analizowanych kolektorów słonecznych
 
Analizując tabelę 1, widać, że sprawność jest iloczynem maksymalnej mocy kolektora w stosunku do jego powierzchni tak dla apertury, jak i absorbera. Na przykład 0,791 : 1,014 = 0,78 dla powierzchni apertury lub 0,791 : 0,931 = 0,85 dla powierzchni absorbera.
 
Producenci jednak rzadko na swoich stronach internetowych podają obydwie sprawności. Raczej praktykuje się podawanie tej wyższej sprawności. Na ogół podawana jest sprawność bez określania, w stosunku, do jakiej powierzchni jest liczona. Wynika to z lepszego zaprezentowania swojego produktu.
 
Jeżeli naszym kryterium wyboru kolektora będzie sprawność w stosunku do powierzchni apertury, to kolektor A będzie na pierwszym miejscu, dalej kolektor C, następnie B i jako najgorszy – D. Jeżeli zaś przyjmiemy kryterium w stosunku do powierzchni absorbera, to najlepszy okaże się kolektor A, dalej D (który przy poprzednim kryterium był najgorszy), następnie kolektor C i najgorszy B. Proszę jednak zwrócić uwagę, że kolektory B i C powierzchnię absorbera mają większą niż powierzchnię całkowitą, co mogłoby się wydawać pewną sprzecznością. Wynika to z faktu dodania lustra pod kolektorem, a którego powierzchnia również jest brana pod uwagę, i im jest większa powierzchnia lustra, tym gorszy jest wynik sprawności.
 
Po analizie również innych kolektorów, które posiadają lustra płaskie czy paraboliczne, dochodzimy do wniosku, że właśnie te mają najgorsze sprawności, co by one nie znaczyły. Z tak przedstawionych wyników można stwierdzić, że istnieje tu swoista kwadratura koła. A przecież producent dodając lustro, podnosi ilość energii uzyskiwanej z kolektora próżniowego, wykorzystując przerwy między rurami, w stosunku do kolektora bez lustra. W tym miejscu należy się zastanowić, czy patrząc na sprawność kolektory B i C faktycznie są tak kiepskiej jakości. Otóż nie, wręcz przeciwnie….
 
Witold Jabłoński

Czytaj całość Globenergia 3/2011
okładka-globenergia-3-2011Image34