Odnawialne źródła energii ze słońca
W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat stało się oczywiste, że dotychczasowe konwencjonalne i nieodnawialne źródła energii będą powoli zastępowane przez nowe, odnawialne źródła energii. Wynika to z faktu, że paliwa kopalne, będące podstawowym źródłem energii, zanieczyszczają środowisko oraz dlatego że większość złóż paliw kopalnych będzie się powoli wyczerpywać.
Jeśli przyjmiemy, że wydobycie paliw kopalnych utrzyma się na poziomie z początku lat 90-tych to wyczerpanie się złóż nastąpi: dla ropy naftowej w ciągu 35 lat, gazu ziemnego w ciągu 55 lat, węgla kamiennego 190 lat, zaś brunatnego - 285 lata. Oczywiście mówimy tu o globalnym zapotrzebowaniu, zaś dla Polski, w której podstawowe źródło energii to węgiel kamienny i brunatny, wyczerpanie złóż nastąpi jeszcze szybciej.
Największym źródłem nieograniczonej, darmowej i czystej energii jest słońce. Jest ono źródłem energii o mocy 27*1.000.000.000 MW. Występuje powszechnie i bez granic, wysyłając w ciągu 14 dni do powierzchni Ziemi tyle energii, ile wynosi całoroczne zapotrzebowanie energetyczne naszej planety. Energia promieniowania słonecznego jest energią o ogromnym potencjale a jej zasób jest praktycznie niewyczerpalny - wystarczy na ok. 5 mld lat. Energia promieniowania słonecznego jest od wielu lat wykorzystywana za pomocą ogniw fotowoltaicznych i kolektorów słonecznych. Jednak powszechne zastosowanie tych urządzeń w domach nastąpiło wskutek spadku ich cen, co stało się możliwe dzięki postępowi technologicznemu i umasowieniu produkcji.
Wykorzystanie energii słonecznej
Słońce to podstawowe, niewyczerpalne i czyste źródło energii odnawialnej. W postaci promieniowania słonecznego do zewnętrznej warstwy atmosfery dociera energia o wartości 1.36 kW/m2. Jest to tzw. stała słoneczna. Podczas przechodzenia przez atmosferę, promieniowanie to jest osłabiane na skutek odbicia, rozproszenia i absorpcji na cząsteczkach gazów i pyłów. Ta część promieniowania, która dociera bez przeszkód do powierzchni ziemi jest nazywana "promieniowaniem bezpośrednim". Natomiast część, która jest odbita oraz absorbowana a później emitowana przez cząsteczki gazów i pyłów, dochodząc do powierzchni ziemi w sposób nieuporządkowany, nazywana jest "promieniowaniem rozproszonym". Suma promieniowania bezpośredniego (nasłonecznienia) i rozproszonego docierająca do ziemi to tzw. całkowite promieniowanie słoneczne - G [W/m2].
Natomiast suma energii napromieniowania bezpośredniego, rozproszonego i odbitego padająca w określonej jednostce czasu to nasłonecznienie - H [W/m2]. Kolejnym ważnym kryterium warunków heliocentrycznych jest usłonecznienie [h], czyli średnia liczba godzin z bezpośrednią operacją słońca w ciągu roku.
W naszych szerokościach geograficznych i przy optymalnych warunkach pogodowych (bezchmurne niebo, środek dnia) wartość energii całkowitego promieniowania słonecznego wynosi od 900 kWh/m2 na rok do 1200 kWh/m2 na rok.
Według normy przyjmuje się 1000 kWh/m2 na rok. Wartości nasłonecznienia w Polsce w godzinach 9-15 wynoszą od 600 - 800 [W/m2].
W skali roku w Polsce możemy liczyć na usłonecznienie w przedziale od 1390 do 1900 godzin, w zależności od regionu. Średnio przyjmuje się wartość około 1600 godzin.
Wykorzystanie energii słonecznej przez płaskie, cieczowe kolektory słoneczne
Kolektory słoneczne wykorzystują ponad połowę całkowitego promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi. Przyjmując wg. normy średnie nasłonecznienie w Polsce na poziomie 1000 kWh/m2, kolektor uzyskuje do 600 kWh/m2. Budowa oraz materiały stosowane do produkcji kolektorów są efektem kilkudziesięciu lat badań i ulepszeń od chwili, gdy zaczęto je stosować na masową skalę. Kolektorami słonecznymi jako urządzeniami powszechnego użytku zaczęto się interesować na świecie w latach 70-tych minionego stulecia po kryzysie paliwowym spowodowanym przez organizację OPEC. W Europie urządzenia wykorzystujące energię słoneczną są wykorzystywane z powodzeniem już od wielu lat i mają coraz większy udział w bilansach energetycznych tych państw. Zwłaszcza we Hiszpanii, Włoszech i Grecji ale nawet w krajach skandynawskich. W Niemczech, gdzie panują podobne do Polskich warunki heliocentryczne, rząd federalny intensywnie realizuje program miliona dachów pokrytych kolektorami poprzez prosty system dopłat bezpośrednich do każdego m2 kolektora.
Najważniejszym elementem kolektora słonecznego jest absorber czyli powłoka absorbująca energię słoneczną. Od jej stopnia absorpcji i współczynnika emisji zależy w dużym stopniu sprawność całego kolektora. Najczęściej absorber to cienka, miedziana blacha pokryta warstwą z czarnego chromu lub tlenku tytanu.
Bardzo ważna jest również szyba ze szkła solarnego i hartowanego o niskiej zawartości tlenków żelaza Fe2O3 i przez to wysokiej przepuszczalności promieni słonecznych. Aby ograniczyć straty ciepła kolektor izolowany jest niepalną wełną mineralną pod absorberem oraz na jego bokach. Całość zamknięta jest w obudowie z lakierowanej blachy aluminiowej, w której wywiercone są otwory odpowietrzające i otwory na rury miedziane absorbera.
Wykorzystanie energii słonecznej przez rurowe kolektory próżniowe
Kolektory próżniowe to wysoko zaawansowany, szczytowy produkt techniki solarnej. Jest do 30% sprawniejszy od kolektorów płaskich, zwłaszcza w okresach wiosennym i jesienno - zimowym. Wynika to ze zdolności kolektora próżniowego do absorbowania promieniowania rozproszonego i drastycznie ograniczonych strat ciepła dzięki próżni w rurach kolektora. Powłoka absorbująca w kolektorach rurowych ma najczęściej postać wąskiego paska z przylutowaną od spodu rurką miedzianą, biegnącego wewnątrz rury. Niektórzy producenci stosują również powlekanie wewnętrznej powierzchni rury w powłokę absorbującą. Rury próżniowe są mocowane szeregowo w izolowanej szynie zbiorczej, w której biegną rurki miedziane zbiorcze.
Rury kolektora można obracać w kierunku optymalnym do kierunku padania promieni słonecznych, dzięki czemu wzrasta ich efektywność. Są one wykonane ze szkła solarnego, hartowanego o grubości 1.6 mm.
Dzięki możliwości obracania rur próżniowych, kolektory próżniowe mogą być z powodzeniem montowane na fasadach budynków lub płasko na płaskich dachach bez konieczności montowania kosztownych i pracochłonnych konstrukcji wsporczych.
Dodatkową zaletą rur próżniowych jest możliwość ich łatwej wymiany w przypadku uszkodzenia. Bez konieczności zamykania układu bądź wymiany całego kolektora.
Wysoka efektywność kolektorów próżniowych umożliwia, przy prawidłowym doborze ilości kolektorów, wspomaganie centralnego ogrzewania (przy ogrzewaniu podłogowym).
Firma SOLEKO jest oficjalnym dystrybutorem jednego z największych producentów kolektorów słonecznych rurowo-próżniowych Apricus Solar i pionierem wdrażającym ten typ kolektora na rynku.
Cechą charakterystyczną tych kolektorów jest bardzo wysoka jakość wykonania oraz wydajność. Należy odróżnić kolektory próżniowe Apricus Solar od mnóstwa podobnych produktów na polskim rynku nieznanego pochodzenia i wątpliwej jakości. Korzystając z oferty firmy SOLEKO masz pewność, że otrzymujesz towar najwyższej możliwej jakości na rynku z 7 letnią gwarancją, który będzie służył przez lata.
Podejmując decyzję o instalacji systemu solarnego należy zastanowić się nad wyborem właściwego rodzaju kolektora. Nasuwają się pytania czy wybrać tańsze kolektory płaskie, czy może droższe próżniowe.
Oba typy kolektorów różnią się budową, która z kolei warunkuje parametry pracy i wydajności.
Kolektory płaskie to proste i najbardziej znane urządzenia dostępne na rynku. Idealnie służą do podgrzewania wody użytkowej, basenów oraz wspomagania systemów centralnego ogrzewania. Najwyższą efektywność osiągają w okresie wiosny, lata i wczesnej jesieni, ze względu na bezpośrednie uzależnienie od nasłonecznienia.
Próżniowe kolektory słoneczne są bardzo nowoczesnym rozwiązaniem i równie wydajnym źródłem ciepła. Dają możliwość przygotowania ciepłej wody użytkowej, wspomagania centralnego ogrzewania w domach jedno- i wielorodzinnych, hotelach, pensjonatach, obiektach służby zdrowia, obiektach sakralnych, jak i również podgrzewania wody basenowej. Lepiej sobie radzą w warunkach słabszego nasłonecznienia, co pozwala im uzyskać nawet do 30% przewagi nad kolektorami płaskimi. Szczególnie ma to znaczenie w okresie wczesnej wiosny i późnej jesieni.
W okresie letnim przy dużym nasłonecznieniu zarówno kolektor płaski jak i próżniowy spiszą się podobnie. Paradoksalnie kolektor płaski może dawać w tym okresie większe uzyski energii z uwagi na wyższą sprawność optyczną.
Zasadniczą przewagę kolektora próżniowego i jego dobrej izolacji widać dopiero w zimie, gdy energii słonecznej jest mało, a dodatkowo jest zimno. Średnie wartości natężenia promieniowania słonecznego w grudniu czy styczniu mieszczą się w przedziale 50 – 100 W/m2. W takich warunkach kolektor płaski będzie w stanie podgrzać wodę do znacznie niższej temperatury niż kolektor próżniowy.
Kolektory płaskie charakteryzuje prosta budowa, co ma przełożenie na ich znikomą awaryjność. Z kolei kolektory próżniowe mają bardziej skomplikowaną budowę opartą na stosunkowo nowej technologii próżniowej. Mimo tego ich niezawodność również plasuje się na zaskakująco wysokim poziomie.
Zaletą kolektorów próżniowych w przypadku ich uszkodzenia jest możliwość prostej wymiany uszkodzonej rury bez ingerencji w pozostałe podzespoły. W przypadku kolektorów płaskich należy wymienić cały kolektor.
Minimalna żywotność deklarowana przez producentów obu rodzajów kolektorów kształtuje się na poziomie 20 lat. Oznacza to, że rzeczywisty czas ich pracy może znacznie wykroczyć poza ten okres.
Firma SOLEKO jest oficjalnym dystrybutorem jednego z największych producentów kolektorów słonecznych rurowo-próżniowych Apricus Solar i pionierem wdrażającym ten typ kolektora na rynku.
Cechą charakterystyczną tych kolektorów jest bardzo wysoka jakość wykonania oraz wydajność. Należy odróżnić kolektory próżniowe Apricus Solar od mnóstwa podobnych produktów na polskim rynku nieznanego pochodzenia i wątpliwej jakości. Korzystając z oferty firmy SOLEKO masz pewność, że otrzymujesz towar najwyższej możliwej jakości na rynku z 7 letnią gwarancją, który będzie służył przez lata.
