 |
||
|
|
::: Serwis o odnawialnych systemach grzewczych ::: |
|
ENERGIA SŁOŃCA
Słońce jest podstawowym źródłem energii
dla naszej
planety. Przed milionami lat
energia słońca docierając do ziemi została
uwięziona w węglu, ropie naftowej, gazie
ziemnym itp. Dzisiaj te paliwa są określane
jako konwencjonalne. Również słońcu
zawdzięczamy energię jaką niesie ze sobą
wiatr czy fale morskie. Rozkład promieniowania
słonecznego, wykorzystywanego
przez kolektory
słoneczne jest zmienny dla różnych obszarów
świata, ale w
Europie wielkość promieniowania
słonecznego dla Paryża, Berlina i Warszawy jest prawie taka sama, podobnie jak
liczba godzin nasłonecznienia. Jak wiadomo w Europie Zachodniej kolektory
słoneczne są powszechnie stosowane. Polska pod względem nasłonecznienia nie
ustępuje takim krajom jak Niemcy czy Francja.
Często wielkość napromieniowania słonecznego mylona jest z rozkładem temperatur. Dane statystyczne dla temperatury powietrza mogą nam dostarczyć jedynie informacji ogólnych wskazujących na dobór urządzeń grzewczych dla centralnego ogrzewania. Nie można jednak mylić wielkości temperatury (nawet w zimie) z wielkością irradacji słonecznej. Nie ma żadnych przeszkód w powszechnym stosowaniu kolektorów słonecznych gdyż udział promieniowania rozproszonego w okresie zimy w Polsce jest stosunkowo duży.
KOLEKTORY SŁONECZNE CIECZOWE
W latach 1973 i 1976 - w czasie dwóch kryzysów paliwowych zaczęto się interesować kolektorami słonecznymi jako urządzeniami powszechnego użytku. W tych latach powstało na świecie wiele nowych rozwiązań. Polska w tym czasie posiadała gospodarkę sterowaną centralnie gdzie koszt produkcji ciepła i ciepłej wody był dotowany przez Państwo. To było powodem małego zainteresowania rozwiązaniami solarnymi.
W roku 1998 nastąpił gwałtowny wzrost zainteresowania kolektorami słonecznymi (zostało zainstalowanych ponad 800 m2 kolektorów cieczowych). Przewiduje się, że w niedalekiej perspektywie zostanie zainstalowanych ponad 10 000 m2 grzewczych instalacji słonecznych.
Udział energii słonecznej w bilansie energetycznym Polski praktycznie można by uznać za pomijalny. Jednak prognozy jej wzrostu wskazują, że w najbliższym dziesięcioleciu zostanie zainstalowane około 2,5 mln m2kolektorów, co stanowi około 250 000 do 350 000 instalacji przydomowych, przyjmując wariant rozwoju wg Strategii redukcji gazów cieplarnianych z 1996 roku. Wzrost udziału energii słonecznej w całym bilansie energii odnawialnej wyniesie 550 razy.
Kolektory słoneczne
Kolektor słoneczny jest urządzeniem wychwytującym energię słoneczną i zamieniającym na energię cieplną. Zazwyczaj uzyskana w ten sposób energia cieplna gromadzona jest w zasobnikach, z których następnie może być wykorzystywana do ogrzewania mieszkań i do produkcji ciepłej wody. Kolektory zazwyczaj są instalowane w dachach. Istnieje możliwość montażu na ścianie południowej budynku na specjalnie przygotowanym stelażu lub na ziemi. Przy wyborze miejsca należy pamiętać, że musi umożliwiać jak najdłuższe operowanie słońca na płytę kolektora. Kolektor powinien być ustawiony na południe. Optymalny kąt nachylenia kolektora do poziomu wynosi 45°. Ze względu na cenę w Polsce stosowane są najczęściej kolektory płaskie.
Zastosowanie kolektorów słonecznych do ogrzewania mieszkań
Kolektory słoneczne najczęściej wykorzystywane są do podgrzewania ciepłej wody. Istnieje również możliwość wykorzystania kolektorów słonecznych do ogrzewania mieszkań i budynku. Wykorzystanie całoroczne energii słonecznej do centralnego ogrzewania jest przedsięwzięciem bardzo kosztownym. Dzięki kolektorowi można w polskich warunkach średnio w ciągu roku uzyskać od 450 do 600 kWh/m2, co wystarcza na ogrzanie 1,5 m2 słabo zaizolowanego domku jednorodzinnego, lub 4 do 6 m2 bardzo dobrze zaizolowanego budynku. Istnieje jednak problem ze zmagazynowaniem pozyskanej ze słońca energii cieplnej na wystarczająco długi czas. Konieczne były by ogromne zbiorniki np. z wodą, do zmagazynowania ciepła. W niektórych krajach spotkać można groty skalne wypełnione wodą, w których jest gromadzona energia słoneczna w postaci ciepłej wody i wykorzystywana do celów grzewczych dla osiedla kilkudziesięciu domów jednorodzinnych. Koszt takiego przedsięwzięcia przewyższa znacznie zyski powstałe w czasie eksploatacji urządzeń produkujących ciepło z promieni słonecznych.
Istnieje również możliwość zastosowania wysokosprawnych kolektorów słonecznych umożliwiających również zimą "produkcję energii cieplnej" z energii słonecznej. Możliwość ta jest jednak ograniczona do dni słonecznych, a takich zimną w naszych warunkach jest raczej nie wiele.
Zapotrzebowanie na energię cieplną zimą jest największe a ilość energii słonecznej możliwa do przetworzenia w energię cieplną jest najmniejsza. Aby dostarczyć, chociaż część energii koniecznej do ogrzewania stosuje się zwiększona powierzchnię kolektorów o wysokiej sprawności. Proponuje się na każdy dwa metry kwadratowe mieszkania 1 m2 powierzchni kolektora. Dla domu o powierzchni 100 m2 potrzeba 50 m2 powierzchni mieszkalnej. Koszt takiego przedsięwzięcia szacuję na około 75-85 tyś zł. Niestety w grudniu i w styczniu może wystąpić okresowy niedobór energii. Zapotrzebowanie na ciepło może być różne. Dla domów średnio ocieplonych sezonowe zapotrzebowanie na ciepło wynosi około 75 kWh/m2, dla domu bardzo dobrze zaizolowanego około 25 kWh/m2. Roczne zapotrzebowanie dla domu o pow. 100 m2 wynosi: od 75000 kWh/m2 do 25000 kWh/m2. W tej sytuacji możliwość wykorzystania kolektorów słonecznych do ogrzewania budynku jest nieopłacalne i wiąże się z wieloma dodatkowymi kosztami.
W miesiącach wiosenno letnich w układzie wykorzystującym energie słoneczną do c.o. będzie nadmiar energii, którą można wykorzystać np. od podgrzewania wody w basenie. Można też zgromadzić nadmiar ciepła w specjalnym pojemniku. Można też dokonać " zrzutu nadmiaru energii cieplnej do jeziora, rzeki lub do ziemi. Wymaga to dodatkowych nakładów inwestycyjnych
W zimie brakującą energię należy dostarczyć za pomocą np. kotła gazowego, najlepiej kondensacyjnego, pompy cieplnej lub energii elektrycznej.
Wymagania stawiane instalacji c.o. Wykorzystującej w maksymalnym stopniu energie słoneczną do ogrzewania mieszkania:
-
Zastosowanie dużej powierzchni kolektorów, dla domku o powierzchni 100 m2 W polskich warunkach powierzchnia kolektorów słonecznych powinna wynosić minimum 25 m2, optymalna powierzchnia 50 m2, przyjęto zastosowanie 25 m2 kolektorów - koszt 25.000 zł
-
Zastosowanie ogrzewania podłogowego lub zwiększenie powierzchni grzejników tak, aby zapewniły wystarczającą ilość ciepła przy parametrach grzewczych 45° C / 30° C- dodatkowe koszty przy zwiększonej powierzchni grzejników wzrosną o co najmniej o 2000-3000 zł w stosunku do tradycyjnego rozwiązania.
-
Dodatkowy zbiornik buforowy, co najmniej 500 l- dodatkowy koszt około 5000 zł
-
Kocioł kondensacyjny droższy od zwykłego o około 3500 zł
-
Rozbudowana automatyka pogodowa- dodatkowy koszt około 2500 zł
-
Zwiększony zasobnik ciepłej wody, co najmniej 300 l- dodatkowy koszt około 2500 zł
-
Wykonanie instalacji kolektora -dodatkowy koszt około 2000 zł
RAZEM DODATKOWY KOSZT NA WYKONAIE ISTALACJI C.O. 40 500 zł
Dla instalacji optymalnej koszty inwestycji wyniosą ponad 75.000 zł
Możliwe oszczędności mogą osiągnąć kwotę 2 800-3 200 zł/rok, co oznacza, że prosty czas zwrotu wynosi: SPBT=40500/3200 = 12,6 roku, zdyskontowana wartość NPV w okresie 20 lat wynosi: NPV= -5 236 co oznacza, że inwestycja jest nieopłacalna. Inwestycja powinna być dotowana.
Kolektory stosowane do produkcji ciepłej wody
Znacznie korzystniejsza sytuacja jest przy produkcji ciepłej wody. Dzięki całorocznemu stałemu zapotrzebowaniu istnieje możliwość wykorzystania energii słonecznej do podgrzewania ciepłej wody. Koszty inwestycji dla czteroosobowej rodziny wynoszą w zależności od typu kolektorów słonecznych od 7000 zł do 15000 zł. Do produkcji ciepłej wody można zastosować z dużym powodzeniem kolektory płaskie. Dla czteroosobowej rodziny wystarczy 3 - 5 m2 powierzchni kolektora. Wymagana minimalna pojemność wodna zbiornika ciepłej wody dla czteroosobowej rodziny powinna wynosić 300 l. Zazwyczaj zbiorniki na ciepłą wodę-zasobniki ciepłej wody wyposażone są w grzałkę elektryczną lub podwójną wężownicę umożliwiającą zimą ogrzewanie wody za pomocą kotła centralnego ogrzewania. Opłacalność wykorzystania kolektorów słonecznych do produkcji ciepłej wody zależy od wielkości zapotrzebowania na ciepłą wodę oraz od ceny energii. Przy dużym zapotrzebowaniu na ciepłą wodę albo przy wysokiej cenie energii za czas zwrotu kosztów poniesionych na wykonanie instalacji kolektorów słonecznych jest bardzo krótki, inwestycja jest bardzo opłacalne i powinno być szeroko stosowane. Na pewno warto stosować kolektory w:
-
Hotelach i pensjonatach, ośrodkach wypoczynkowych, polach namiotowych
-
W basenach i obiektach sportowych wykorzystywanych w lecie
-
W zakładach przemysłowych zużywających duże ilości ciepłej wody
-
Zakładach kąpielowych, łaźniach
-
W domach jednorodzinnych wykorzystujących energie elektryczna do produkcji ciepłej wody
Dla pozostałych odbiorców inwestycja wymaga wsparcia finansowego.
Układy mieszane
Istnieje również możliwość wykonania układu mieszanego ogrzewającego ciepłą wodę a w okresie przejściowym ( marzec, kwiecień, wrzesień, październik) dostarczyć część ciepła do centralnego ogrzewania. Układy tego typu wymagają zastosowania większych zasobników ciepłej wody oraz bardziej skomplikowaną automatykę. Koszty inwestycji są jednak znacznie mniejsze niż przy wykonywaniu instalacji kolektorów wykorzystywanych do ogrzewania budynku.
|
|
strona główna |
kolektory słoneczne |
pompy ciepła |
© Copyright 2000 - 2002
www.kolektory.eu - Gawlas Sebastian tel. 698 90 70 50 |