Standardowym rozwiązaniem od lat 70-tych począwszy, były kolektory słoneczne płaskie. Dopiero od lat 90-tych na rynku zaczęły być szeroko oferowane kolektory próżniowe. W ostatnich latach ceny kolektorów próżniowych stały się na tyle atrakcyjne, że ich sprzedaż zaczęła rosnąć.

Kolektory płaskie

Zbudowane są z izolowanej cieplnie obudowy, w której umieszczony jest absorber. Jest to płyta wykonana zazwyczaj z miedzi lub aluminium, pokryta ciemną matową warstwą pochłaniającą (absorbującą) promieniowanie słoneczne. Do płyty przymocowane są przewody, w których płynie niezamarzający płyn solarny (glikol), odbierający wytwarzane ciepło. Kolektor przykryty jest szybą, która chroni absorber przed wpływem warunków zewnętrznych, a samo urządzenie przed nadmiernymi stratami ciepła.

kolektory słoneczne

źródło: Viessmann

Dzięki temu, że szybę produkuje się ze szkła hartowanego, odznacza się ona zwiększoną odpornością na uderzenia, na przykład gradu, oraz wytrzymałością na nacisk spowodowany zaleganiem śniegu. Szyba powinna cechować się również wysoką przepuszczalnością promieni słonecznych. Zapewnia to specjalne szkło solarne o przepuszczalności promieniowania słonecznego ponad 90% (standardowe szkło ok. 70÷80%).

Kolektory próżniowe rurowe

Podstawą ich budowy są pojedyncze szklane rury, w których znajduje się absorber otoczony próżnią. Na rynku znajdziemy dwa rodzaje kolektorów próżniowych rurowych – z rurą pojedynczą lub podwójną. Dominują rozwiązania z wykorzystaniem „heat pipe” – inaczej rurki ciepła lub ciepłowodu, który pełni rolę przekaźnika energii cieplnej z absorbera do płynu solarnego przepływającego tylko w górnej części kolektora słonecznego.

W wersji z podwójną rurą, pomiędzy dwiema warstwami szkła znajduje się próżnia, która pełni rolę izolacji cieplnej. Absorber jest naniesiony na zewnętrzną powierzchnię wewnętrznej ścianki rury. Do wewnętrznej ścianki przymocowana jest metalowa (aluminiowa lub miedziana) blacha, która przekazuje ciepło z absorbera do ciepłowodu, wypełnionego cieczą niskowrzącą. Czynnik w ciepłowodzie odparowuje, transportując ciepło do górnej części kolektora, gdzie w kondensatorze skrapla się, oddając ciepło do płynu solarnego.

Innym rodzajem kolektora próżniowego jest heat pipe umieszczony wewnątrz pojedynczej rury próżniowej. Absorber w postaci metalowego listka znajduje się w rurze i jest przymocowany do ciepłowodu. Pozwala to na bezpośrednie przekazywanie ciepła z absorbera do rurki ciepła, eliminując wykorzystanie dodatkowego przekaźnika.

kolektory słoneczne

źródło: Viessmann

Istnieją również rozwiązania z bezpośrednim przepływem czynnika przez absorber.

Kolektory słoneczne – które wybrać?

Wybór rodzaju kolektorów słonecznych powinniśmy uzależnić przede wszystkim od planowanego sposobu wykorzystania instalacji. Kolektory płaskie cechują się wysoką sprawnością w okresie letnim. W miarę spadku temperatur na zewnątrz, ich sprawność jednak również dość szybko spada.

Kolektory próżniowe latem mają niższą sprawność niż kolektory płaskie, natomiast w miarę spadku temperatury zewnętrznej maleje ona zdecydowanie wolniej. Dużo lepiej sprawdzają się kolektory z rurą pojedynczą – poza okresem letnim cechują się wyższą sprawnością niż kolektory płaskie. Kolektory z podwójną rurą natomiast „wygrywają” z płaskimi tylko przy bardzo niskich temperaturach – a wówczas słońca jest bardzo niewiele.

Jeżeli więc nastawiamy się na produkcję ciepłej wody użytkowej przy pomocy kolektorów sezonowo – tylko latem, warto inwestować w kolektory słoneczne płaskie. Jeśli jednak zależy nam na całorocznej pracy instalacji z możliwie najwyższą sprawnością – zastanówmy się nad wykorzystaniem kolektorów próżniowych z rurą pojedynczą.

Pod względem cenowym różnica jest znacząca, na korzyść systemów z kolektorami płaskimi. Są one znacznie tańsze, co również wpływa na popularność tego typu rozwiązania.

Opracowano na podstawie: GLOBEnergia, Viessmann.

Redakcja Termomodernizacja