Kolektory słoneczne umożliwiają produkcję darmowej i czystej energii cieplnej, a spadające ceny instalacji sprawiają, że solary coraz częściej pojawiają się na dachach polskich domów.

Aby instalacja słoneczna była przyczyną zadowolenia użytkownika, musi być poprawnie zaprojektowana i zainstalowana. Instalację kolektorów zawsze należy zlecić fachowcowi, jednak w samym procesie doboru elementów instalacji warto uczestniczyć, by  móc przedstawić swoje indywidualne potrzeby.

 
Jakimi kryteriami kierować się przy wyborze kolektora?
To pytanie zadaje sobie każdy, kto planuje zainwestować w instalację słoneczną. Na polskim rynku  z roku na rok rozszerza się oferta kolektorów słonecznych. Najpopularniejsze są kolektory cieczowe z płaskim absorberem, których wybór jest bardzo duży, a ceny atrakcyjne zwłaszcza u krajowych producentów. Kolektory próżniowe rurowe głównie z uwagi na wyższą cenę są znacznie mniej popularne.
 
Różnice między kolektorami płaskimi a próżniowymi oraz wybór typu kolektora były omawiane w numerze 01/2010. Po wyborze typu kolektora w dalszym ciągu pozostaje trudna decyzja wyboru marki i modelu, który połączy jakość z niewygórowaną ceną. Jeszcze kilka lat temu dla większości użytkowników kolektorów słonecznych synonimem jakości był produkt sygnowany logo zachodnioeuropejskiego koncernu. Dziś z całą stanowczością można powiedzieć, że wiele polskich konstrukcji kolektorów reprezentuje najwyższe światowe standardy, które potwierdzają certyfikaty, np. Solar Keymark, i liczne nagrody.
 kolektor próżniowy przekrój
 
Kupującemu pozostaje wybór na własną rękę, a najbardziej sensownymi radami przy wyborze są:
– zasięgniecie możliwie największej liczby opinii o wybranym produkcie wśród osób mających podobne, i już działające instalacje;
– szczegółowe zapoznanie się z warunkami gwarancji;
 
Zdarzają się przypadki, że producenci udzielają różnych okresów gwarancji na absorber kolektora i na cały kolektor. Zupełnie odmienną gwarancją może być objęta cała instalacja. Analiza polskiego rynku pokazuje, że zazwyczaj na kolektory próżniowe gwarancja jest krótsza, 2–10 lat (przeważa 2 lata), niż na kolektory płaskie, w których przypadku wynosi ona 2–12 lat (przeważa 5–10 lat). Różnice te wynikają ze specyfiki polskiego rynku. Większość kolektorów płaskich pochodzi od rodzimych producentów, którzy długością gwarancji chcą podkreślić wysoką jakość swoich produktów. W przypadku kolektorów próżniowych głównie mamy do czynienia z importem. W tym przypadku importer obawia się udzielać gwarancji dłuższej niż ta, którą daje zagraniczny producent, a unijne prawo przewiduje minimalną gwarancję na okres 2 lat.
– dokładne sprawdzenie certyfikatów kolektora oraz zgodności jego wykonania z obowiązującymi normami;
– przed zakupem kolektora można domagać się certyfikatu zgodności wykonania z normą PN-EN 12975 wydawanego przez uprawnioną Jednostkę Certyfikującą Wyroby wraz z wynikami badań przeprowadzonych przez akredytowane laboratorium badawcze.
 
 
Co daje certyfikat kolektora?
Gwarancja trwałości i bezpieczeństwa
Kolektory przebadane przez akredytowane laboratoria posiadające certyfikat zgodności wykonania dają użytkownikowi gwarancję bezpieczeństwa działania oraz trwałości. Badanie właściwości fizycznych i odporności samego kolektora zgodnie z normą PN-EN 12975-2 obejmuje między innymi:
– badanie mechanicznej wytrzymałości oraz szczelności
– badanie odporności na niskie temperatury i szok termiczny
– badanie odporności na stagnację
– badanie odporności absorbera na wysokie ciśnienie
– możliwość porównywania parametrów cieplnych
 
 kolektor słoneczny charakterystykaJak poprawnie zinterpretować charakterystykę kolektora?
Charakterystykę kolektora można narysować samodzielnie, wykorzystując równanie i arkusz kalkulacyjny w celu ułatwienia obliczeń. Taka charakterystyka jest także wyznaczana przy badaniu kolektora i wielu producentów ją udostępnia w materiałach promocyjnych kolektorów. Na rysunkach 2 i 3 porównano charakterystyki dwóch kolektorów, z których kolektor 1 charakteryzuje się wysoką sprawnością optyczną, znacznie wyższą od kolektora 2. Natomiast kolektor 2 ma znacznie lepszą izolację cieplną, czyli niższe współczynniki strat ciepła. Przy wysokim natężeniu promieniowania słonecznego G = 800 W/m2 (rys. 1) przewaga kolektora 1 z uwagi na wyższą sprawność optyczną jest duża i pracuje on efektywniej od kolektora 2 aż do różnicy temperatur ok. 40oC. Przy niskim natężeniu promieniowania słonecznego G=300 W/m2 (rys. 2) przewaga kolektora 1 wynikająca z wyższej sprawności optycznej jest znacznie mniejsza, zaledwie w przedziale różnic temperatur 0–18oC. Powyżej tej temperatury bardziej efektywnie pracuje kolektor 2 mimo niższej sprawności optycznej.
 
Przed porównaniem charakterystyk kolektorów należy zwrócić uwagę, dla jakich wartości natężenia promieniowania słonecznego zostały one wyznaczone. Sprawność kolektora spada wraz ze spadkiem natężenia promieniowania G, dlatego ważne jest, aby charakterystyki wyznaczane były dla tej samej wartości G. Kolejną kwestią jest wartość natężenia promieniowania, przy której dokonywane będzie porównanie. Kolektory o gorszej izolacji cieplnej, a co za tym idzie wysokich współczynnikach strat ciepła, są bardziej wrażliwe na zmiany wartości natężenia promieniowania słonecznego. Oznacza to, że w przypadku tych kolektorów niższe natężenie promieniowania słonecznego będzie skutkowało szybkim spadkiem sprawności.
 
Jak porównywać powierzchnie kolektorów?
Zazwyczaj, kupujący może spotkać się z powierzchnią netto definiowaną jako powierzchnia absorbera oraz powierzchnią brutto definiowaną jako maksymalne pole powierzchni projekcyjnej kolektora. Podział ten był wystarczający przy porównywaniu kolektorów płaskich, w których przypadku za powierzchnie efektywną brana była powierzchnia netto, czyli powierzchnia absorbera. W przypadku kolektorów rurowych poprawne zdefiniowanie powierzchni efektywnej nie jest już takie proste, gdyż w wielu przypadkach jest ona różna od powierzchni absorbera!
 
Na rysunkach 3 oraz 4 przedstawiono kolektory rurowe, które posiadają podobną powierzchnię efektywną przy zupełnie różnych powierzchniach absorbera. W przypadku kolektora przedstawionego na rysunku 3 powierzchnia absorbera jest mniejsza od powierzchni efektywnej, a promienie słoneczne częściowo oświetlają absorber bezpośrednio, a częściowo po odbiciu od lustra umieszczonego na dole rury kolektora. W przypadku kolektora przedstawionego na rysunku 4 powierzchnia absorbera jest znacznie większa od powierzchni efektywnej. Mimo iż absorber napylony jest dookoła rury, promieniowanie słoneczne nie ma możliwości oświetlenia całego absorbera. W przypadku kolektorów rurowych posługiwanie się powierzchnią absorbera może być bardzo mylące. Podczas badań kolektorów wyznaczana jest powierzchnia zwana powierzchnią apertury, która jest maksymalnym polem powierzchni projekcyjnej, przez które nieskupione promieniowanie słoneczne dociera do absorbera. Powierzchnia apertury jest dla każdego kolektora powierzchnią czynną, efektywną, która powinna być uwzględniana przy obliczeniach cieplnych.

Bogdan Szymański
Redakcja GLOBEnergia
 
Cały artykuł – GLOBEnergia 5/2010
2010 05 art str 1
art str 2art str 3