Kolektory solarne (poprawnie nazywane kolektorami słonecznymi)

Stanowią źródło darmowej energii, jednakże w naszej szerokości geograficznej należy je traktować jako uzupełniające źródło ciepła!, pokrywające 100% zapotrzebowanie na ciepło tylko w ciepłych porach roku, a więc wtedy kiedy najmniej go potrzebujemy. Półrocze zimowe otrzymuje tylko 20% rocznego promien iowanie słonecznego. Szczególnie niekorzystne miesiące operacji słonecznych to listopad, grudzień i styczeń.
 
Generalnie kolektory są mniej efektywne niż wynika to z obliczeń teoretycznych i warto przewymiarować ich ewentualne zastosowanie. Wpływa na to m.in. ruch powietrza (wiatr) oraz ich izolacyjność kolektora i orurowania. Najlepsze są solary wbudowane w dach, a nie na nim postawione. Kreowany wizerunek kolektora próżniowego jako najlepszy wybór kolektora niewiele lepiej zapewnia ciepło w zimnej połowie roku. 

Wszytkie oferowane urządzenia służące podniesieniu temperatury wody basenowej wymagają zastosowania sterowników utrzymujących żądaną temperaturę wody. Moc wszystkich urządzeń dobierana jest w zależności od potrzeb energetycznych basenu. 

Podstawowym problemem kolektorów przewymiarowanych, a więc zaprojektowanych na maksymalne ogrzewanie wody w okresch przejściowych roku jest konieczność odprowadzania nadmiaru ciepła w najcieplejszych okresach lata. W słoneczne dni czynnik grzewczy osiąga temperatury przekraczające 100^o C już dopołudnia. Jakie jest rozwiązanie? W zasadzie należałoby posiadać dodatkowy zbiornik na czynnik grzewczy, kóry przejmowałby nadmiar gorącego czynnika grzewczego (gorący czynnik zwiększa objętość i musi być magazynowany poza systemem grzewczym). Zwiększa to koszty inwestycji i wydłuża amortyzację systemu.

Kolektory słoneczne wykonane są w różnych technologiach: płaskie (cieczowe), rurowe (próżniowe), paraboliczne segmentowe skupiające (CPC) i z tworzywa sztucznego. Zaawansowane i droższe kolektory wykonywane są w postaci paneli z różnych metali zabezpieczanych układami optycznymi. Ich ceny wciąż są wysokie, a stosunek ceny do efektywności niestety również. Okres amortyzacji zaawansowanych solarów do ogrzewania tylko basenu jest zbyt długi, aby uzasadniać ich stosowanie.

Zastosowanie nowoczesnych kolektorów słonecznych tylko do ogrzewania wody basenu jest nieopłacalne!!

Kolektory słoneczne natomiast doskonale funkcjonują w układzie ogrzewanie wody użytkowej domu c.w.u. i wody basenu. Solarna instalacja grzewcza współpracuje tu z kotłem c.o.:

Kolektory słoneczne ogrzewają priorytetowo wodę użytkową a następnie poprzez przepływowy wymiennik basenowy - wodę w basenie kąpielowym. Zadaniem pieca c.o. (lub/i pompy ciepła) jest dogrzanie c.w.u. lub wody basenowej. Zamontowany w instalacji wymiennik ciepła podłączany jest do pieca c.o. Płynąca z pieca gorąca woda wpływa do wężownicy wymiennika. Woda z basenu opływa wężownicę i ogrzewa się.Przedstawiony system solarny zaliczamy do instalacji dwubiegowych. Rozwiązanie to jest najczęściej spotykane zarówno przy budowie małych instalacji przydomowych, jak i dużych instalacji basenowych działających całorocznie.

Kolektory tworzywowe

Dla ogrzewania wyłącznie wody basenu najekonomiczniejszym słonecznym systemem grzewczym są kolektory wykonane z tworzywa sztucznego odpornego na  promieniowanie UV, pogodę i wodę basenową:

-z polipropylenu

-z EPDM (kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowy)

- z TPE (elastomer termoplastyczny)

Kolektory oferowane są w postaci mat instalowanych na dachu domu czy wiaty lub bezpośrednio na ziemi w specjalnych ramach.  Wymogem jest jednak aby w naszej strefie klimatycznej powierzchnia kolektora zbliżona była do powierzchni akwenu. I jest to jedyna trudność w stosowaniu tych solarów.

Zasada działania kolektorów z tworzyw sztucznych polega na tym, że przefiltrowana woda jest kierowana do kolektora, gdzie ulega podgrzaniu, a następnie do basenu. Kolektory działają nawet przy pochmurnej pogodzie Wykorzystując różnice pomiędzy temperaturą wody basenowej a temperaturą otoczenia przy jednoczesnym absorbowaniu energii cieplnej promieni słonecznych. Zasadą doboru powierzchni kolektorów jest stosunek 60 – 100 % powierzchni lustra wody. Jeżeli kolektor może być umieszczony na stronie południowej dachu teoretycznie wystarczy 60 % powierzchni lustra wody. Czynnikiem wymagającym uwzględnienia jest również nachylenie powierzchni kolektorów względem poziomu (w stosunku do optymalnego ok 30 stopni).

Jeżeli warunki pogodowe wykluczają ogrzewanie wody krążącej w kolektorach specjalny zawór odłącza kolektory z obiegu wody. Kontrolę pompy i temperatury wody (regulowanej indywidualnie) sprawuje sterownik.

Kolektory podnoszą temperaturę wody wg różnych źródel o 3-5 stopni (5-7 stopni).

Polipropylenowe absorbery solarne "SolardurS" dostarczane są w panelach długości 200-700cm i szerokości 120cm. Kolektory "Suntrap" firmy OKU mają rozmiary 120 x 240cm i 120 x 305cm. Kolektory "Sun Flex" firmy MTH wykonywane są z tworzywa TPE cechującego sie dużą trwałością (odporność na promieniowanie UV i temperaturę w przedziale -40 - +120 stopni Celsjusza). Dostarczane są w matach 102 x 600cm. Natomiast polipropylenowe kolektorach firmy Roos tworzy mata zbudowana z ożebrowanych elastycznych rurek. Żebrowane rurki mają większą powierzchnię i zwiększają szybkość ogrzewania przepływającej wewnątrz cieczy.

Jeżeli sytuacja pozwala na ulokowanie kilkunastu czy kilkudziesięciu m2 paneli solarnych na posiadłości to proste solary z tworzyw sztucznych są bardzo dobrym rozwiązaniem ogrzewania wody basenu, jedynym uzasadnionym ekonomicznie.

Rzecz komplementarna

Ogrzewając wodę solarem niezwykle istotne wiosną, jesienią i w chłodne dni lata jest zredukowanie utraty ciepła pozyskanego dzięki solarom. Konieczne jest zakrywanie akwenu - folia solarną, roletami basenowymi lub zadaszeniami. Zakrywanie pozwala podnieść temperature wody o nawet 5-8^oC w trakcie słonecznych miesięcy.

.