Kolektory płaskie – jak są zbudowane?

Kolektory słoneczne są stosunkowo prostymi konstrukcyjnie urządzeniami grzewczymi, które jednak pracują w trudnych warunkach. Spośród wielu konstrukcji dostępnych kolektorów, możemy wyodrębnić ogólny ich podział na kolektory płaskie i kolektory próżniowe.

Kolektory płaskie zbudowane są z izolowanej cieplnie obudowy, w której umieszczony jest absorber. Pochłania on (absorbuje) promieniowanie słoneczne i zamienia na ciepło. Promieniowanie docierające do kolektora jest pomniejszane (redukowane) przez straty. Tak więc – im lepsza konstrukcja kolektora, tym większa część promieniowania słonecznego zamieniana jest na ciepło.

Rozkład energii w kolektorze

Rozkład energii w kolektorze

 

Kolektory płaskie – budowa

Absorber wykonany jest najczęściej jako płyta (blacha) z miedzi lub aluminium, pokryta ciemną matową warstwą, np. Sol-Titan, czarny chrom. Do płyty, od dołu, przymocowane są przewody, w których płynnie czynnik grzewczy niezamarzający (tzw. glikol). Glikol odbiera wytwarzane w absorberze ciepło i rurami transportuje, np. do zbiornika wody użytkowej.
W warunkach naszego klimatu niezbędne jest przykrycie obudowy kolektora szybą, która chroni absorber przed wpływem warunków zewnętrznych, a sam kolektor przed nadmiernymi stratami ciepła. Dzięki temu kolektory płaskie mogą pracować przez cały rok. Szyba chroni absorber, ale z drugiej strony stanowi barierę dla promieni słonecznych.
Kolektory płaskie wyposażane są zwykle w przykrycie ze szkła solarnego lub antyrefleksyjnego. Szczególnie szkło antyrefleksyjne zapewnia wysoką przepuszczalność promieniowania słonecznego w granicach nawet 95% (szkło solarne ok. 90%, a szkło zwykłe ok. 70-80%). Oczywiście, szkło stosowane w kolektorach powinno być odporne na stałe naciski (np. śnieg) i na uderzenia (np. grad) – dlatego wzmacnia się je przez hartowanie.

Budowa płaskiego kolektora słonecznego Vitosol 300-F

Budowa płaskiego kolektora słonecznego Vitosol 300-F

 

Kolektory płaskie – ważny absorber

Decydujące znaczenie w zapewnieniu kolektorowi słonecznemu wysokiej i niezmiennej sprawności pracy podczas wieloletniej eksploatacji odgrywa absorber. Dotyczy to przede wszystkim jego matowego pokrycia, które narażone jest na niskie i wysokie temperatury pracy (nawet do 300°C) i z czasem traci na skuteczności pochłaniania promieniowania słonecznego – „starzeje się”. W przypadku złej jakości warstwy wystarczy nawet okres kilku lat pracy, po których znacznie obniżyć może się sprawność kolektora.
Stosowane obecnie warstwy o dobrych własnościach to warstwy wykonywane najczęściej na bazie czarnego chromu lub tlenków tytanu (np. Sol-Titan).
Gwarancją dobrego odbioru ciepła z kolektora słonecznego jest odpowiedni układ przewodów i ich kontakt z płytą absorbera. Przewody mogą być wykonane z rury miedzianej lub aluminiowej, tworząc wężownicę (tzw. meander) lub w formie harfy.

Kolektory płaskie – warto wiedzieć

Jednym z mankamentów kolektorów płaskich jest obecność w nich powietrza, które odbiera ciepło z absorbera i oddaje je następnie do otoczenia. Taka mikrowentylacja obudowy kolektora słonecznego jest konieczna aby zapewnić jego „oddychanie”. Konieczność ta wynika ze stosowania materiałów izolacyjnych takich jak np. wełna mineralna.
Naturalnym jest zjawisko parowania szyby kolektora płaskiego wskutek odparowywania wilgoci z izolacji cieplnej. Zaparowanie szyby może również występować okresowo w normalnej eksploatacji, bo izolacja cieplna stale pochłania wilgoć z otoczenia i oddaje ją. Jeżeli zaparowanie jest długotrwałe i występuje notorycznie, może być to spowodowane niskimi temperaturami pracy kolektorów słonecznych lub utrudnionej wentylacji – przeważnie przy wbudowaniu kolektorów w połać dachu. Wtedy prostym rozwiązaniem zalecanym przez producentów jest wykonanie dodatkowych otworów wentylacyjnych w obudowie kolektora płaskiego. Zwiększa to niestety straty ciepła do otoczenia przez przepływające powietrze (ruch konwekcyjny), ale jest w takich sytuacjach niezbędnym zabiegiem. 

solar_Vi

Kolektory płaskie firmy Viessmann to przede wszystkim gwarancja wysokiej sprawności i jakości, co jest wynikiem 40-lat doświadczenia firmy w produkcji kolektorów i urządzeń wykorzystujących odnawialne źródła energii. Wysoka sprawność kolektora słonecznego i całego systemu solarnego zachowana przez jak najdłuższy okres użytkowania jest kwestią najważniejszą dla uzyskania wysokiej opłacalności inwestycji.