Apie sistemas

Saulės kolektoriai ir jų veikimo principas

Saulės kolektoriaus plokštė yra sudaryta iš vakuuminių kolbų, kurių viduje įmontuoti šilumokaičiai. Vakuuminės kolbos absorbuoja saulės UV spindulius ir paverčia juos kaitra kolbos viduje. Šilumokaičiuose yra supiltas itin lakus skystis, kuris nuo šilumos iškart virsta garais ir kyla į kolektoriaus viršų, atvesęs leidžiasi žemyn ir taip vyksta tol, kol vakuuminė kolba šyla nuo UV spindulių. Kolektorius absorbuoja saulės energiją ir cirkuliacinio siurblio pagalba perduoda ją į karšto vandens talpą esančią katilinėje. Saulės kolektoriaus užkaitimas yra reguliuojamas temperatūros davikliais, kurie prijungti prie programuojamo valdiklio. Šio valdiklio pagalba galime nusistatyti reikiamos temperatūros kiekį, cirkuliacinio rato ciklą, recirkuliaciją bei programuoti paraleliai su pagrindinio katilo darbu, kad būtų išnaudota visa saulės spinduliuotė, o katilas vandenį prišildytų tik tuo atveju, kai neužtenka šilumos iš saulės kolektorių.


Plokštieji ar vakuuminiai?

Technologija:

1) vakuumuoti vamzdžiai tai viena iš naujausių aukštųjų technologijų, sparčiai ištobulėjo per pastaruosius metus ir jau dominuoja daugelyje Europos ir Azijos rinkų;

2) plokščioji - senesnė technologija, šiek tiek pagerėjo per pastaruosius 40 metų, daugiausia palaipsniui populiarėja daugelyje Europos ir Azijos rinkų, tačiau vis dar dominuoja vėluojančiose rinkose, įskaitant JAV.


Šilumos nuostoliai - apsauga

Vakuumuoti vamzdžiai. Šilumos absorberis yra sandarus stikliniame vamzdelyje kaip termosas - pašalinti konvekcijos ir laidumo šilumos nuostoliai. Tai ne tik padidina sistemos efektyvumą, tačiau taip pat praktiškiau ir ekonomiškiau naudoja saulės energiją. Vakuumuotais vamzdeliais kolektoriai gali šildyti vandenį daug aukštesnėje temperatūroje, kai naudojamasi automatiniais vožtuvais, galima maišyti šiltą vandenį su šaltu bei pasiekti nustatytą vandens temperatūrą, galima gauti daugiau karšto vandens iš to paties vandens rezervuaro. Tai taupo pinigus, nereikia įsigyti atskirų saulės vandens rezervuarų. Taip pat taupo erdvę, kurios gana dažnai nėra šalia esamų vandens šildytuvų.

Plokštieji vamzdžiai. Nėra vakuumo ar kitos terminės izoliacijos, kuomet šilumos absorberis kontaktuoja su oru. Dideli šilumos nuostoliai dėl laidumo ir konvekcijos. Ypač žiemą, kai šiluma labiausiai reikalinga. Pusė arba daugiau šilumos gali būti prarasta dėl didelio kolektoriaus paviršiaus ploto, kai kolektorius yra karštas, oras yra labai šaltas arba lauke vėjuota.

Dėl didelių šilumos nuostolių, saulės šildymo sistema gerai nedirbs, nes kai plokštelė nėra pakankamai įkaitusi žiemos metu, siurblys, kuris cirkuliuoja skystį perkeldamas šilumą iš kolektoriaus į vandens talpą, tiesiog praras šilumą dėl šalto oro ir didelio kolektoriaus ploto.

Dėl didelių šilumos nuostolių, nerekomenduojama prisijungti plokščiuosius saulės energijos kolektorius prie esamo pagrindinio vandens šildytuvo, nes plokštieji saulės energijos kolektoriai negali šildyti vandens iki aukštos temperatūros. Tais atvejais, kai karštas vanduo ir vandens talpos temperatūra nukrinta žemiau nustatytos temperatūros, elektrinis vandens šildytuvas įsijungs sušildyti vandenį ir šiluma iš kolektorių nebus surenkama. Kai vandens talpa yra šiltesnė nei plokštieji saulės energijos kolektoriai, sistema taip pat turi būti uždaryta tam, kad talpoje esanti šiluma nepersiduotų į kolektorių.

 

Patvarumas ir patikimumas

Vakuumuotų vamzdžių kolektorius. Vakuumas apsaugo šilumos absorberio paviršių nuo drėgmės, kondensato ir korozijos. Šilumnešis itin veiksmingas šilumos laidumui ir perdavimui. Sistema gali funkcionuoti net jei vienas ar daugiau vamzdžių yra pažeisti. Jos nereikia atjungti ar sustabdyti, kolbas galima lengvai pakeisti. Pakeitimas labai panašus į dienos šviesos lempos pakeitimą.

Plokščiųjų vamzdžių kolektorius. Šilumos absorberis tiesiogiai kontaktuoja su lauko oru; dangą gali pasiekti drėgmė ar kondensatas. Taip pat plokštė gali buti pažeista korozijos. Skystis cirkuliuoja kolektoriaus visu plotu, tokiu atveju didėja rizika skysčio nuotekiui. Net jeigu maža dalis kolektoriaus yra pažeista, visa sistema turi būti išjungta ir turi būti pakeistas visas kolektorius.


Montavimas ir aptarnavimas

Vakuumuoti kolektoriai. Vienas asmuo gali lengvai įdiegti visą kolektoriaus sistemą be keltuvo ar specialių priemonių, nes vamzdžiai į rėmą susimontuoja atskirai. Taip pat rėmas gali buti surenkamas atskirai bei lengvai  ir ant stogo. Cilindriniai stikliniai vamzdeliai sugeria saulės spinduliuotės energiją statmenai, nepriklausomai kur yra saulė, todėl kolektorius yra nereiklus tiksliems montavimo kampams, tai suteikia daugiau laisvės ir sumontuota sistema ant pastato atrodo estetiškiau.

Taip pat vakumuotų kolektorių pagaminta šiluma yra tolygi visą dieną. Aptarnaujant sistemą jos nebūtina sustabdyti ar atjungti tam, kad pakeisti vieną ar kelis vakuuminius vamzdžius.

Plokštieji kolektoriai. Kiekviena plokštė yra vientisa ir pakankamai sunki. Tam kad užkelti plokščiąjį kolektorių ant stogo, būtinai reikia pasitelkti kelių žmonių pagalbą ir/arba keltuvą.

Plokštieji saulės energijos kolektoriai turi būti tiksliai pakreipti į pietus, ir tuo pačiu kampu kaip vietovės platuma. Tai reiškia, kad yra kur kas mažiau galimybių improvizuoti su kolektoriaus pritaikymu prie pastato architektūros siekiant didžiausio efektyvumo. Taip pat labai skiriasi per dieną pagaminta šiluma, nes jie turi tendencija pagaminti mažai energijos ryte ir piką pasiekia tik vidurdienį, kai šilumos poreikis paprastai yra mažiausias.

Kartais klientai, kurie yra pripratę prie senų technologijų ir nenori įdėti pastangų ieškant bei užsisakant vakuuminių vamzdžių kolektorių, yra įtikinėjami naudoti plokščiuosius. Sakoma, kad vienaip ar kitaip plokštieji kolektoriai turi didesnį efektyvumą, remiantis daugeliui gerai žinomu vadovėlio grafiku, kuris rodo, kad šildymas plokščiu kolektoriumi yra efektyvesnis, kai saulės šildymo skystis yra ne didesnis nei 70 laipsnių temperatūros.

Tačiau, grafikoo duomenys pasenę. Vakuumuoto vamzdžio technologija smarkiai patobulėjo per pastaruosius metus ir šildymo efektyvumas padidejo ~50%, nei tų kolektorių, kurie pavaizduoti minėtojo vadovėlio diagramoje. Taip pat vandens šildymui iki 50 laipsnių bendrajam karšto vandens naudojimui, saulės kolektorių skysčio temperatūra turi būti virš 60 laipsnių, nes yra efektyvumo nuostoliai iš šilumokaičio ir dėl magistralės ilgio sudaro nemažus šilumos nuostolius.

Žiemos oro temperatūra dažnai yra -5/-10 laipsnių arba mažesnė. Tai reiškia, kad saulės kolektorių skysčio temperatūra paprastai turi būti 80 laipsnių ir tai veda prie didelių šilumos nuostolių, kuomet plokštieji saules energijos kolektoriai yra ne tokie veiksmingi negu vakuumuotų vamzdžių kolektoriai.

Taip pat teorija rodo, kad vientisas didelis izoliuotas plotas yra žymiai nuostolingesnis - taip prarandama daug šilumos žiemą ir jos šildymo efektyvumas yra akivaizdžiai mažesnis, kai šiluma yra labiausiai reikalinga.

Be abejo, užima laiko palaipsniui atsisakyti plokščiųjų saulės energijos kolektorių, lygiai taip pat kaip ir užima daug laiko palaipsniui atsisakyti kaitrinių lempučių ir pakeisti jas su daug efektyvesnėmis kompaktiškomis dienos šviesos arba LED lemputėmis.

kolektoriaus naudingumas pagal mėnesius

Turbūt ne vienas yra girdėjęs, kad energija iš niekur neatsiranda ir niekur nedingsta – tiesiog vienos rūšies energija virsta kitos rūšies energija. Gamtos sukuriama energija nuo seno buvo naudojama mūsų protėvių ir iki šiol niekur nepradingo. Dažnai šį „gamtos stebuklą“ paprasčiausiai pamirštame.                                                  

Paradoksalu, tačiau Lietuva nenusileidžia gaunamos saulės spinduliuotės kiekiu Vokietijai ir net prilygsta pietų Čekijai. Mūsų šalyje vidutinė saulės spinduliuotė kvadratiniame metre siekia 1000 W, Vokietijoje lygiai tiek pat – 1000 W, o Norvegijoje dar mažiau – 900 W.

Kaip veikia saulės kolektoriai