Próżniowy czy płaski

Parametry kolektorów oraz sposób ich wyznaczania określa norma europejska EN 2975:2006.W oparciu o nią upoważnione ośrodki naukowe przeprowadzają energetyczne i jakościowe badania tych urządzeń. Najważniejszą cechą charakteryzującą kolektor słoneczny jest sprawność decydująca o jego mocy w danych warunkach pracy, czyli o ilości energii, jaką można uzyskać.

Podstawowe parametry wyznaczające sprawność kolektora:

• sprawność optyczna – jest to najwyższa sprawność danego kolektora wynikająca z jego konstrukcji określana współczynnikiem η0,
• współczynniki strat a1 i a2 pozwalające obliczyć jak ze wzrostem temperatury kolektora w stosunku do temperatury otoczenia rosną straty, czyli jak maleje jego sprawność.

W celu ujednolicenia obliczeń i umożliwienia porównywania różnych kolektorów przyjęto, że zarówno sprawność optyczna, jak również współczynniki strat wyznaczane są w stosunku do powierzchni apertury kolektora. Powierzchnia ta jest wyznaczana w ściśle określony sposób zarówno dla kolektorów płaskich, jak i próżniowych.

O mocy zestawu kolektorów słonecznych w danej chwili decyduje łączna powierzchnia apertury (S), wartość natężenia promieniowania słonecznego (G) oraz różnica temperatury pracy kolektora (Tm) i temperatury otoczenia (T a ). Moc możliwą do uzyskania z danej powierzchni kolektorów oblicza się korzystając ze wzoru:

Dla przybliżenia:
G = 1000 W/m² – niebo całkowicie bezchmurne, maks. wartość osiągana na terenie Polski,
G = 700 W/m² – warunki przeciętnie słonecznej pogody z zamgleniami i lekkim zachmurzeniem,
G = 400 W/m² – promieniowanie przy zachmurzonym niebie.

Wnioski:

Kolektor jest tym lepszy, im wyższa jest jego sprawność optyczna i niższe współczynniki strat. Przewaga kolektorów próżniowych polega na mniejszym przyroście strat wraz ze wzrostem temperatury kolektora w stosunku do temperatury otoczenia. Tak jak w przypadku kolektorów płaskich również kolektory próżniowe mogą znacznie różnić się pomiędzy sobą pod względem wydajności.

Nie należy bezkrytycznie poddawać się hasłom reklamowym, które często przeceniają możliwości kolektorów próżniowych, nie wspominając przy tym o kosztach inwestycyjnych. Moc kolektorów płaskich osiągana przy promieniowaniu 400 W/m² i dużej różnicy temperatur Tm – T a (ostatni wiersz tab. 1.) świadczy, że nadają się one również do użytkowania w okresach przejściowych oraz zimowym i z powodzeniem mogą być wykorzystywane do wspomagania ogrzewania. Wyższa moc w czasie słonecznej pogody w przypadku zestawu z kolektorami płaskimi (tab. 1. i rys. 1.) powoduje, że temperatura wody w zbiorniku będzie znacznie szybciej wzrastała.

Jeżeli chcemy wiedzieć, za jaką powierzchnię kolektorów płacimy, musimy znać ich powierzchnię apertury. Powierzchnia brutto kolektora próżniowego może być znacząco większa od jego apertury. Przy odpowiednio dobranej powierzchni kolektorów płaskich, przy znacznie mniejszych kosztach, możemy często zyskać więcej energii niż w przypadku zestawów z kolektorami próżniowymi.

Klientom, dla których przedstawione argumenty okażą się niewystarczające, Hewalex przygotowuje ofertę wysokowydajnych, ale niestety znacznie droższych kolektorów próżniowych, które mogłyby stanowić sensowną i uzasadnioną alternatywę dla produkowanych obecnie kolektorów płaskich.