Струва ли си?
В домовете, където се консумира много топла вода, тези 60% могат да означават наистина големи икономии всяка година. В по-малко многобройни семейства, където освен това членовете на домакинството използват вода пестеливо и поради това плащат малки сметки за нейното отопление, спестяванията ще бъдат символични, а периодът на изплащане на покупката и инсталирането на слънчева инсталация е много дълъг (няколко години). Следователно, преди да вземем решение за такава инвестиция, струва си да направим предварително поне опростен икономически анализ. Това ще ни позволи да изчислим времето, след което нашите разходи за соларната инсталация ще се изплатят, т.е.от кога всъщност ще можем да се наслаждаваме безплатно на топла вода.
Въз основа на горния пример за изчисление и примерните цени на цялостни слънчеви инсталации е лесно да се види, че там, където се използва малко вода, инсталирането на слънчеви колектори е практически нерентабилно, тъй като инвестицията се връща след 20-25 години. Къщите с висока консумация на вода са различни - например тези, в които семейството е голямо и членовете на домакинството обичат чести бани, или къщи, които функционират като пансиони. Там една слънчева инсталация може да се изплати само след няколко години. Същото важи и когато слънчевата инсталация ще се използва за отопление на вода в плувен басейн.
Видове колектори
Колекторите са най-важният елемент на слънчевите инсталации. Те абсорбират енергията на слънчевата радиация и я превръщат в топлинна енергия посредством т.нар работна среда.
Два вида колектори обикновено се използват в домашни слънчеви инсталации:
плоски, в която абсорберът е плоча, изработена от стомана, мед, алуминий или пластмаса, покрита с покритие със специални оптични свойства. На повърхността на тази плоча се абсорбира слънчевата радиация (). Абсорберът е свързан с медни тръби, през които протича работната среда, събираща топлина от абсорбера. Отдолу, абсорбиращата плоча е защитена със слой топлоизолация, който ограничава топлинните загуби за околната среда. Отгоре тя е покрита със специално стъкло, което е предназначено да спре излъчването в колектора и по този начин да намали загубите поради отражение на лъчите.
Вакуум - изработени от стъклени тръби, т.нар висок вакуум (). Всяка вакуумна тръба има вграден абсорбатор с монтирана тръба, в която работната среда се загрява. Вакуумът значително намалява топлинните загуби за околната среда, характерни за плоските колектори. Вакуумните колектори имат два вида:
- поточни - при които работната среда протича директно през колекторните тръби и получава топлина от абсорбера;
- "топлинна тръба" - при която работната среда не тече директно през тръбите, а се изпарява под въздействието на радиация и дава топлина на отоплителната среда в специален топлообменник. В резултат на това топлообменът е "сух" и топлинните загуби са сведени до минимум.
Как да изберем колектор?
От двата описани типа плоските колектори са най-евтините. Изборът обаче не трябва да се основава единствено на този критерий. Трябва да се вземе предвид и предназначението на колекторите, тяхното бъдещо местоположение и количеството пространство, което могат да заемат.
Съдбата. Ако търсим колектори, които трябва да отопляват вода през лятото, тогава плоските колектори са достатъчни. Ако обаче искате да използвате енергията на слънчевата радиация възможно най-пълно, трябва да избирате измежду вакуумни колектори. За разлика от плоските колектори, те са в състояние да уловят дори т.нар дифузно излъчване, което прониква в тънък слой облаци. Ще се възползваме и от тях в такива облачни дни, когато има дори малко слънце.
Местоположение. Колекторите са най-ефективни, когато слънчевите лъчи падат перпендикулярно на повърхността на абсорбера. През лятото на това условие ще отговарят колекторите, разположени на юг, под ъгъл от 25 градуса спрямо земята. Ако обаче се съсредоточим върху работата на колекционерите през цялата година, най-добре е да ги поставим под ъгъл в диапазона 30-45 градуса - също към юг.
Много е важно да следвате тези насоки. В противен случай ефективността на колекторите намалява - колкото повече, толкова по-големи са отклоненията от дадения оптимум. Това разбира се може да бъде предотвратено чрез увеличаване на повърхността на колекторите, но това винаги увеличава разходите. Освен ако не вземем решение за такива вакуумни колектори, чиито тръби могат да се въртят. Това им позволява да бъдат настроени в такова положение, че слънчевите лъчи да достигат перпендикулярно на повърхността на колекторната плоча.
Различните възможни местоположения на колекторите са показани на чертежа и снимките.
Място за колекционери. Колекционерите трябва да се избират, като се вземе предвид количеството пространство, което може да им бъде разпределено. Може да се случи така, че когато подходящият брой плоски колектори не се побира, има достатъчно място за вакуума, което е необходимо средно наполовина по-малко. Такива проблеми се отнасят особено за домове, където колекторите трябва да загряват водата в домашния басейн. Това е така, защото за това са необходими много повече колектори, отколкото за приготвяне на битова гореща вода.
Акумулатори на енергия
Придобитата слънчева енергия, достъпна само през деня и със случайна променливост, трябва да се натрупа някъде, за да се използва ефективно. За тази цел се използват резервоари за съхранение на гореща вода, известни още като буферни резервоари. Капацитетът им се избира съгласно едно от следните правила:
| Капацитет на бункера | площ на колектора в м2 × 50 литра |
| Капацитет на бункера | 1,5-2 × обща дневна консумация на вода |
Буферните резервоари могат да бъдат единични или двойни намотки. Първият може да работи само с един източник на топлина - т.е. или с котел, или с колектори. Последните могат да бъдат свързани едновременно с два източника на топлина - колектори и котел. Типът система за подготовка на топла вода най-често определя избора на буферния резервоар.
Избор на система за подготовка на топла вода
в гравитационна инсталация. Най-простият и в същото време най-евтиният, с резервоари с една намотка. Той работи автоматично, тъй като отоплителната среда, загрята от слънцето, се издига до самия резервоар. Така че не се нуждаете от циркулационна помпа или автоматична система за управление - защото системата се приспособява към промените в изолацията. Но за да работи това, резервоарът трябва да бъде поставен над колекторите (долният ръб на резервоара трябва да е на около 30 см над колекторите). Най-често това означава необходимостта да се поставят колекторите на стелажи в градината, а резервоарът за съхранение - в стаята на първия етаж.
w Инсталация с принудителна циркулация. Няма недостатъци на гравитационната инсталация. Циркулацията на отоплителната среда се налага от работата на помпата. В тези инсталации обикновено се използват резервоари с двойна намотка, които позволяват сътрудничеството на слънчевата система с традиционен източник на топлина. Това споразумение работи по следния начин. При слънчево време водата в резервоара се загрява от колектори. Специален регулатор включва помпата в соларната верига - когато температурата "на колектора" е по-висока с зададената стойност от температурата в долната част на резервоара. В облачен ден, когато колекторът не достигне зададената температура, котелът е включен и работи докогато водата в горната част на резервоара достигне зададената в регулатора температура. Котелът има собствено управление на помпата и работи съгласно т.нар приоритет на горещата вода (т.е. водата за битови нужди първо се загрява, а след това водата към централната отоплителна система)
