Świadomość wyczerpywania się
naturalnych zasobów paliw energetycznych, konieczność zmniejszania zanieczyszczania środowiska, jak również zwykła oszczędność powinny budzić nasze zainteresowanie alternatywnymi źródłami energii odnawialnej. Jednym z najbardziej dostępnych i najkorzystniejszym ekonomicznie sposobem uzyskania tego rodzaju energii są kolektory słoneczne.

Produkcję kolektorów słonecznych rozpoczęliśmy w 1992 roku cały czas doskonaląc i unowocześniając swój
wyrób. Oprócz produkcji zajmujemy się doradztwem, projektowaniem oraz budową instalacji solarnych. Do chwili obecnej na terenie Polski i Europy Zachodniej zostało zbudowanych kilka tysięcy instalacji wykorzystujących energię słoneczną dzięki naszym kolektorom. Wysoka sprawność energetyczna kolektorów naszej firmy została potwierdzona badaniami przeprowadzonymi w Instytucie HSR Rapperswill w Szwajcarii. Aktualnie staramy się o uzyskanie aprobaty technicznej wyrobu w COBRTI w Warszawie.

 

Wszystkie zdjęcia zamieszczone na oglądanej przez Państwa stronie przedstawiają instalacje z kolektorami naszej produkcji.

Kolektory słoneczne płaskie.

 

Płaskie kolektory słoneczne traktuje się jako specjalne wymienniki ciepła, w którym następuje przetwarzanie energii promieniowania słonecznego w ciepło (konwersja termiczna) wykorzystywane do celów grzewczych w szerokim zakresie. Jako medium pośredniczące w przekazywaniu energii stosuje się strumień powietrza (kolektory słoneczne powietrzne) lub wody, ewentualnie płynu niezamarzającego (kolektory słoneczne cieczowe).

 

 

Podstawowymi elementami typowego kolektora są:

• płyta pochłaniająca czyli absorber, na którego powierzchni pochłaniane jest promieniowanie słoneczne i następuje konwersja termiczna energii promieniowania słonecznego; najprostszym przykładem absorbera jest płyta połączona kanałami, przez które przepływa czynnik roboczy;

• pokrycie przezroczyste chroniące absorber przed stratami cieplnymi do atmosfery;

• izolacja cieplna chroniąca od spodu i z boków absorber przed stratami cieplnymi do otoczenia;

• obudowa zewnętrzna kolektora (metalowa, plastykowa itp.)

• kanały doprowadzające i odprowadzające czynnik roboczy.

W kolektorach płaskich w zasadzie nie występuje koncentracja energii promieniowania słonecznego, jakkolwiek w niektórych typach tych kolektorów mogą znajdować się pewne układy koncentrujące. Kolektory płaskie mogą absorbować promieniowanie słoneczne bezpośrednie i rozproszone.

 

Ze względu na medium robocze - płaskie kolektory słoneczne można podzielić na:

 

płaskie kolektory słoneczne - cieczowe, i płaskie kolektory słoneczne - powietrzne

 

Spis treści  Wstecz

Płaskie kolektory słoneczne - cieczowe.

Zadaniem najczęściej stosowanego płaskiego kolektora słonecznego jest podgrzanie czynnika roboczego (wody lub mieszaniny wody i czynników zabezpieczających przed zamarznięciem) dla celów użytkowych (ogrzewanie pomieszczeń, basenów kąpielowych, ciepła woda użytkowa itd..) przy wykorzystaniu energii promieniowania słonecznego bezpośredniego, rozproszonego i odbitego.

 

 

Podstawowym elementem kolektora słonecznego jest absorber . Stanowi go płyta do której przytwierdzone (np. przylutowane)są kanały przepływowe czynnika lub dwie płyty tłoczone połączone ze sobą (np. zgrzewane) z układem kanałów między nimi. Geometria absorbera może być różna jak i sposób położenia i łączenia jego kanałów ze sobą. Absorber z kanałami pionowymi, o takich samych oporach przepływu dla każdego kanału jest najbardziej przydatny dla wszystkich możliwych zastosowań (układ z pompą cyrkulacyjną lub działający na zasadzie cyrkulacji naturalnej czynnika roboczego). Blacha absorbera pokryta jest odpowiednim materiałem (czarna farba lub inne związki chemiczne) charakteryzującym się dużym współczynnikiem pochłaniania promieniowania słonecznego. Kanały którymi przepływa czynnik w absorberze podłączone są do kanałów zbiorczych dostarczających i odbierających czynnik z kolektora( kanały zbiorcze pokrywane są tym samym materiałem co płyta absorbera zwiększając maksymalnie czynną powierzchnię kolektora promieniowania słonecznego). Część przepływowa kolektora umieszczona jest w obudowie izolowanej od spodu i z boku materiałem o małym współczynniku przewodzenia ciepła (wełna mineralna, pianka poliuretanowa, itp.). Przestrzeń wolną nad absorberem zamyka najczęściej jedna szyba. Zadaniem tego w miarę możliwości jak najbardziej szczelnego zamknięcia jest minimalizacja strat ciepła przez konwekcję od powierzchni absorbera. Kolektory z dwoma szybami są rzadziej stosowane, szczególnie w polskich warunkach klimatycznych. Mała ilość energii słonecznej dostępnej w okresie niskich temperatur zewnętrznych (zima) nie zachęca do stosowania kosztownych środków (dodatkowa szyba, większa i cięższa obudowa), które zwiększą ilość pozyskiwanej energii zimą, ale latem mogą być przyczyną ograniczeń w pozyskiwaniu ciepła. Dodatkowa szyba zmniejsza ilość promieniowania docierającego do absorbera, dodatkowo zaś zwiększająca się w tym przypadku grubość kolektora zmniejsza czynną powierzchnię absorbera przy promieniowaniu nie prostopadłym do jego powierzchni czołowej (zacienienie przez boki kolektora). Dlatego najczęściej stosowane jest jedno przekrycie przeźroczyste.

Postęp technologiczny umożliwia budowę kolektora słonecznego o materiałach i warstwach jak przedstawiono na rys. 2. Zastosowanie najnowocześniejszych rozwiązań powinno mieć uzasadnienie ekonomiczne w aspekcie spełnianych przez kolektor funkcji.

 

 

 

Kolektor stanowi moduł o powierzchni najczęściej około1-2 m². Moduły takie mogą być szeregowo lub równolegle łączone ze sobą w celu uzyskania określonej powierzchni absorbującej energię promieniowania słonecznego dla pokrycie założonego zapotrzebowania na ciepło (np. przy przygotowaniu ciepłej wody użytkowej). Łącząc kolektory miedzy sobą, powinny być zapewnione równe opory przepływu czynnika poprzez jednakowe moduły, (dla uzyskania jednakowych natężeń przepływu).

Kolektory są urządzeniami produkowanymi przemysłowo, ale można je wykonywać sposobem tzw. "domowym", licząc się w tym jednak przypadku z możliwością uzyskania gorszych parametrów cieplnych (np. gdy absorber nie jest pokryty powłoką selektywną).

 

 

Zastosowanie cieczowych kolektorów słonecznych

 

Systemy z cieczowymi kolektorami promieniowania słonecznego mieszczą się w dziedzinie konwersji termicznej tej energii. Konwersja termiczna może być klasyfikowana jako nisko, średnio i wysokotemperaturowa. Cieczowe kolektory słoneczne można zastosować ogólnie do:

• ogrzewania wody i pomieszczeń,

• produkcji elektryczności,

• procesów chemicznych.

Ogrzewanie wody jest procesem najprostszym ze względu na wymagane niewielkie różnice temperatur i brak problemów materiałowych. Najważniejszy składnik systemu, absorber może być niczym nie zasłonięty (przed stratami do otoczenia) i wtedy jest przydatny w niedrogich systemach np. do podgrzewania wody w basenach kąpielowych. Zaizolowanie absorbera od spodu i szybą od strony czołowej tworzy najbardziej znany opisany poprzednio płaski kolektor promieniowania słonecznego. Najniższe straty cieplne zapewnia absorber umieszczony w próżniowej rurze (rozwiązanie najdroższe).

W Europie Centralnej cieczowe kolektory nie są stosowane do ogrzewania pomieszczeń (niskie wartości promieniowania słonecznego zimą). Zadanie to mogą spełnić kolektory powietrzne, o ile stanowiłyby składnik istniejącego systemu klimatyzacyjnego (minimalizacja kosztów).

Istotny postęp w dziedzinie najbardziej popularnych słonecznych systemów ciepłej wody użytkowej (cwu), jest możliwy i kontynuowany. Względy ekonomiczne determinują konieczność takiego ich rozwoju, aby spełniały one warunki:

• niska cena;

• wysoka sprawność;

• długi okres eksploatacji.

 

 

 

 

 

Spis treści Wstecz

Płaskie kolektory słoneczne - powietrzne.

 W powietrznych kolektorach słonecznych energia pochłonięta przez absorber jest oddawana w postaci ciepła strumieniowi przepływającego powietrza w odpowiednio ukształtowanym kanale kolektora. Z uwagi na to, że powietrze jako czynnik odbierający ciepło jest mniej agresywne i mniej niebezpieczne w przypadku nieszczelności niż woda lub inne ciecze stosowane w kolektorach wodnych, wymagania technologiczne i materiałowe są w tym przypadku niższe. Tego typu kolektory mogą być produkowane seryjnie przez przedsiębiorstwa przemysłowe, ale częściej są wykonywane samodzielnie przez użytkownika. Podobnie jak kolektory wodne mają kształt niezależnych modułów skrzynkowych, mogą być budowane jako elementy pokryć ścian i dachów.

Na rysunku 1 przedstawiono schematy konstrukcyjne płaskich kolektorów słonecznych, a na rysunku 2 - kolektorów słonecznych wykonanych z folii i tworzyw sztucznych.

 

Rys. 1. Kształt absorberów i schematy kolektorów słonecznych do podgrzewania powietrza.

Rys. 2. Schematy powietrznych kolektorów słonecznych wykonanych z folii i tworzyw sztucznych.

 

 

Wyróżnić wśród nich można następujące typy kolektorów:

1. ze względu na kształt i postać absorbera:

• absorbery płaskie (rys. 1 a, d, i, j),

• absorbery gładkie (rys. 2 a - l, p),

• absorbery profilowane ( rys. 1 b, c, e, f, g, h, k, i, o, p, oraz rys. 2. h, i),

• absorbery porowate z tworzyw gąbczastych (rys. 21 m)

• absorbery z płyt porowatych (rys. 1. n, r)

• absorbery z wiórów metalowych (rys. 1. s),

1. Ze względu na liczbę przesłon przezroczystych:

• odkryte (rys1. a, b, c),

• zakryte (pozostałe), przy czym liczba przesłon może wynosić od 1 do 3,

1. Ze względu na usytuowanie kanału przepływu powietrza:

• kolektory z przepływem powietrza nad absorberem (rys. 1. d-i, rys. 2. d, g, h, i),

• kolektory z przepływem powietrza pod absorberem (rys. 2. a-c),

• nad i pod absorberem (rys. 1. j-s, rys. 2. a-f),

1. Ze względu na istnienie izolacji termicznej:

• kolektory z izolacją termiczną (rys. 1. c-s),

• kolektory bez izolacji termicznej (rys. 1. a, b, rys. 2.)

 

Spis treści Wstecz

---