Įsirengęs saulės kolektorius ant nuosavo namo stogo ir pradėjęs juos montuoti visoje Lietuvoje, UAB „Saulės šiluma" vadovas Gytis Skrinska ėmėsi kolektorių tipų efektyvumo stebėsenos, optimalaus pasvirimo kampo skaičiavimo. Jo nuomone, praktika nuo teorijos šiek tiek skiriasi.

„Kai pernai montavome vakuuminius saulės kolektorius ant devynaukščio Kaune, Škirpos gatvėje, kai kas sakė, jog jų ploto bus per mažai. Tačiau praėjo metai, gyventojai negali atsidžiaugti sumažėjusiais mokesčiais už karštą vandenį. Negana to, skeptikai realiu laiku internete gali matyti šiame name kolektoriais išgaunamos šilumos kiekį ir vandens temperatūrą. Gerai išstudijavau ne tik teoriją, kaip skaičiuoti kolektorių plotą, bet ir išbandžiau ją ant nuosavo namo stogo. Tad turiu argumentuotą nuomonę ne tik apie reikalingą kolektorių plotą, pasvirimo kampą, bet ir kolektorių tipo pasirinkimą", -  tvirtai teigia UAB „Saulės šiluma" vadovas Gytis Skrinska.

Jis sakė pastebėjęs, jog teorija neretai prasilenkia su praktika. Daugelis autorių saulės modulių (gaminančių elektros energiją) ir saulės kolektorių pasvirimo kampą skaičiuoja vienodai. Praktiškai jie yra skirtingi.

Saulės kolektorių pasvirimo kampą, anot „Saulės šilumos" vadovo, skaičiuoti reikia atsižvelgiant į karšto vandens poreikio laiką. Pavyzdžiui, daugiabučiuose jo daugiausiai reikia  rudenį ir pavasarį, tad tuo metu kolektorių paviršius turi gauti kuo daugiau spinduliuotės, o vasarą - tik dalį jos. Tuomet nebus karšto vandens trūkumo rudenį ir pavasarį bei pertekliaus vasarą.

 

Pasvirimo kampas nustatomas pagal karšto vandens poreikio laiką - tuo metu kolektoriaus absorberio plotą turi pasiekti kiek įmanoma daugiau spinduliuotės.

 

Plokštieji saulės kolektoriai

Dažniausiai naudojami plokštieji arba vamzdiniai vakuuminiai kolektoriai (Saulės apšviečiami šilumokaičiai), kuriais teka šilumą absorbuojantis, neužšąlantis skystis, vadinamas šilumnešiu (dažniausiai glikolis). Pagrindiniai plokščiojo kolektoriaus elemenatai yra absorberis, vamzdelis su tarpiniu šilumos nešėju - vandeniu, skaidrus dangtis, šilumos izoliacijos sluoksnis, korpusas.
Absorberis daromas iš vario arba aliuminio. Absorberyje saulės energija paverčiama šilumine energija. Tarp absorberio ir išorinio karkaso nėra vakuumo, todėl nuostoliai į aplinką yra daug didesni nei vakuuminių saulės kolektorių, tai lemia mažesnį plokščiųjų kolektorių efektyvumą.
Plokštieji kolektoriai labiau tinka, jei norite saulės energija panaudoti balandžio - rugsėjo mėnesiais, pavyzdžiui karšto vandens ruošimas ar lauko baseino pašildymas. Plokštieji kolektoriai yra sąlyginai pigūs, nereikalaujantys priežiūros ir ilgaamžiai.

 

1. Prijungimo antgaliai 4x Ø 22 mm
2. Tarpinė su vėdinimo anga
3. Temperatūros daviklio lizdas
4. Lengvo aliuminio rėmo korpusas
5. Skaidrus 3,2 mm stiklas su juodu apvadu kraštuose
6. Aliuminio absorberis su aukšto selektyvumo trijų sluoksnių danga
7. Variniai 8 mm vamzdeliai išdėstyti lygiagrečiai
8. Šilumos izoliacija 40 mm
9. Standžios aliuminio folijos kolektoriaus korpuso dugnas

 

Vakuuminiai saulės kolektoriai

Vakuuminiai saulės kolektoriai dėl didesnio absorberio ploto yra efektyvesni ir pasiekia aukštesnę temperatūrą negu plokštieji. Tačiau jų konstrukcija kur kas sudėtingesnė. Vamzdelis su šilumą pernešančiu skysčiu ir absorberis įdedami į stiklinį vamzdelį, iš kurio ištraukiamas oras. Dėl sudėtingesnės gamybos technologijos kokybiški vakuuminiai kolektoriai yra brangesni už plokščiuosius saulės kolektorius. Pagrindinis vakuuminių kolektorių privalumas tas, kad jie yra efektyvūs esant debesuotumui ir mažam saulės intensyvumui. Optimaliam kolektoriaus darbui pakanka dienos šviesos. Šilumos vamzdelių privalumas - tvirtumas, jie nėra lengvai sulaužomi. Jei vienas ar keli vamzdeliai sugestų ar būtų pažeisti, visa sistema ir toliau veiks, tačiau efektyvumas sumažės.

Vakuuminiams kolektoriams reikia parūpinti apsaugą nuo elektros energijos dingimo. Šiuo atveju gelbėja vadinamieji UPS (nepertraukiamas energijos šaltinis). Jų dėka visos problemos dingsta.

Yra daug tipų vakuuminių saulės kolektorių, tačiau dėl savo veikimo principo vieni pranašiausių yra Heat Pipe tipo. Kondencerio dėka energija yra greičiau perteikiama nei daugelis įsivaizduoja. Tačiau tai atskira tema.

Vakuuminius kolektorius patartina rinktis tada, jei norime saulės energija panaudoti visus metus. Tai gali būti šilto buitinio vandens ruošimas, dalinis patalpų šildymas, vidinio baseino pašildymas.

Vakuuminio kolektoriaus sandara.

 

Svarbiausiais kriterijus - efektyvus absorberio plotas

Vakuuminiame saulės kolektoriuje efektyvus absorberio plotas yra beveik aplink visą kolbos vamzdelį, plokščiajame tai bus plokštumos plotas. Jei norime palyginti abiejų kolektorių efektyvų absorberio plotą, lyginame plotus, kuriuos pasiekia saulės spinduliai. Lyginti reikia visos dienos saulės spinduliuotės kiekį tenkantį tam pačiam abiejų kolektorių plotui. Nuo ryto iki vakaro keičiantis saulės kritimo kampui, vakuuminiai kolektoriais saulės spinduliuotės dėl apvalių kolbų gauna daugiau nei plokštieji.

UAB „Saulės šiluma" vadovas sako, jog jie apskaičiavo, kad kolektorių pasvirimo kampas atsižvelgiant į rudens ir žiemos salygas Kaune turi būti 54 laipsniai, o ne 45 kaip daugeliu atvejų yra rekomenduojama.

Palyginimui UAB „Saulės šiluma" ant sanatorijos stogo Kaune sumontavo 2,65 kv.m ploto penkis plokščiuosius "Ensol" kolektorius ir šešis tokį pat plotą turinčius 20-ties kolbų vakuuminius "SunRain" kolektorius.

 

Vakuuminiai ir plokštieji saulės kolektoriai ant sanatorijos stogo.

 

Plokščiųjų saulės kolektorių absorberio plotas 12,2 kv.m, vakuuminių - 9,72 kv.m.

Pagal gamintojų rekomendacijas atitinkamai suderintas pratekėjimas: plokštelinių saulės kolektorių - 6 ltr/min., vakuuminių - 8 ltr/min.

 

Grafikas puikiai parodo, kaip realiu laiku vakuuminiai kolektoriai generuoja aukštesnę temperatūrą, nors jų absorberio plotas mažesnis beveik 2,5 kv metro bei pratekėjimas yra didesnis 33,33 proc.

 

Pirmoji išvada stebint sistemos veikimą nuo 2014.05.02 iki 2014.07.01:

1. Vakuuminiai saulės kolektoriai generuoja pastebimai aukštesnę temperatūrą saulėtą dieną nuo pat ryto iki vakaro. Net piko laiku, kuomet į plokščiuosius saulės kolektorius saulė šviečia maksimaliai.

2. Vakuuminių saulės kolektorių absorberio plotas nuo ryto iki vakaro nekinta, tuo tarpu plokščiųjų kolektorių plotas ryškiai mažesnis ryte ir vakare.

3. Debesuotą dieną, užslinkus šešėliui, plokščiųjų kolektorių temperatūra staigiai krinta, tuo tarpu vakuuminių kolektorių temperatūra krinto iš lėto. Saulei vėl pašvietus plokščiųjų kolektorių generuojama temperatūra akimirkai  šokteli virš vakuuminių temperatūros, tačiau tai trunka kelias akimirkas, vakuuminių generuojama temperatūra vėl viršija plokščiųjų temperatūrą.

Vakuuminiai kolektoriai dėl viduje esančio vakuumo šilumos energijos neišspinduliuoja į aplinką. Panašiu principu šiluma sulaikoma vakuuminiuose termosuose.

 

Saulės kolektoriaus ploto skaičiavimas

Nors yra gamintojų rekomenduojami plotai, tačiau saulės kolektorių plotą reikia apskaičiuoti pagal formulę: kub.m x delta t x 1,163 = kWh/per parą. Kub.m - karšto vandens poreikis, delta t - paduodamo ir grįžtamojo vandens temperatūros skirtumas, 1,163 - koeficientas.

Pavyzdžiui, name vidutiniškai reikia 200 litrų karšto vandens per parą, temepratūrų skirtumas -42 laipsniai, koeficientas 1,163. Tuomet 0,2x42x1,163 = 9,76.

Reiškia, saulės kolektoriai turi pagaminti 9,8 kWh šilumos per parą. Pagal šį rodiklį skaičiuojamas reikalingas jų plotas.

Kaip pastebėjo UAB „Saulės šiluma" vadovas G. Skrinska, neretai pardavėjai įsiūlo didesnį plotą nei reikia pigesnių plokščiųjų kolektorių. Neverta montuoti didesnio ploto kolektoriaus nei yra poreikis, nes tuomet pabrangsta ir visa sistema.

SVARBU Įsigyjant saulės kolektorių būtina įsitikinti ar jis turi akredituotos laboratorijos išduotą Solar Keymark sertifikatą pagal EN 12975 standarto reikalavimus. Sertifikuotų kolektorių sąrašas pateikiamas interneto svetainėje: www.solarkey.dk

 

Plokščiųjų ir vakuuminių kolektorių kainos palyginimas

Imame, pavyzdžiui, 300 litrų talpos sistemą su plokščiaisiais ir vakuuminiais kolektoriais.

Tokiai sistemai reiktų 2-ių po 2,65 kv.m ploto plokščiųjų kolektorių ( 5,3 kv.m) arba 2-jų po 20 kolbų vakuuminių. Pirmųjų absorberio plotas - 5,3 kv.m, antrųjų - 3,6 kv.m. Plokštieji kainuoja šiek tiek brangiau, jiems reikia priedų - kojelių, jungčių, užbaigimo aklių, bendra suma apie 4200 litų.

Vakuuminiai būna sukomplektuoti su pasvirimo kampo kojelėmis, jiems reikia mažiau jungčių. Vakuuminių kolektorių ir priedų kaina apie 3400 litų. T.y. 1000 litų mažesnė nei plokščiųjų, nors absorberio plotas mažesnis. Bet abu kolektoriai šildo tą patį kiekį vandens.

G. Skrinska sako neabejojantis ir dėl vakuuminių kolektorių pranašumo dėl patikimumo bei ilgaamžiškumo. Jeigu sudūžta viena ar kelios vakuuminio kolbos, tai tik jas ir tenka pakeisti. Jei sudūžta plokščiojo kolektoriaus paviršiaus stiklas, tenka keisti visą kolektorių.

Vakuuminiai saulės kolektoriai komplektuojami su pasvirimo kampo montavimo kojelėmis.

Daugiabučiuose daugiau karšto vandens reikia šaltuoju metų laiku, tad vienareikšmiai labiau tinka vakuuminiai saulės kolektoriai, nes jie yra efektyvesni ir pasiekia aukštesnę temperatūrą nei plokštieji.

Plokštieji kolektoriai daugiau energijos pagamina, kai saulės spinduliai krenta į juos tiesiogiai, statmenai, t.y. vasarą. Plokštiesiems saulės kolektoriams daugiau įtakos turi aplinkos temperatūra. Šaltuoju metų laikotarpiu jie pirmiausia turi viršyti aplinkos temperatūrą, tą darydami per stiklą nuolat išspinduliuoja šilumą ir, tik pakėlę temperatūrą, pradeda veikti. Vakuuminiams saulės kolektoriams aplinkos temperatūra didelės įtakos neturi. Jau švintant jie pradeda generuoti šilumą. Lyginant su vakuuminiais, plokščiųjų efektyvumas didesnis apie mėnesį pusantro. Todėl plokštieji labiau tinka baseino vandeniui pašildyti ar panašioms reikmėms.

 

Parengta pagal  UAB „Saulės šiluma" informaciją
UAB „Saulės šiluma" ir gamintojų nuotraukos

Statybų ir būsto gido Asa.lt informaciją atgaminti visuomenės informavimo priemonėse bei interneto tinklalapiuose be raštiško UAB "IKS" sutikimo draudžiama.