Atrodo, kad su aukštais elektros ir dujų kainomis įmanoma nemažai sutaupyti, naudojant atsinaujinančių šaltinių energiją. Deja, įrengus saulės kolektorių sistemą, tokių rezultatų, kokių tikimasi, negaunama. Kodėl taip nutinka? Pirmausia, reikia apsispręsti, ar įrengti tokią sistemą prasminga. Norint saulės energiją panaudoti pavartui šildyti, sistemos kaina bus ne mažiau kaip 3 kartus didesnė už sistemą tik vandeniui šildyti. Beje, jau yra informacijos, kad naujos statybos individualiuose namuose nuo 2015 m.
Sumontuotos praktikos pavyzdys: renovuotame 130 m2 bendrojo ploto name įrengta kombinuota šildymo sistema su saulės kolektoriais, kurią sudaro 12 vakuuminių kolektorių ir du 300 l talpos šildytuvai‑akumulatoriai. Pagrindinis šilumos šaltinis - dujinis katilas. Eksperimentiniai duomenys buvo sukaupti per du šildymo sezonus. Energijos poreikis namui šildyti ir šiltam vandeniui ruošti sudaro 40 GJ, o įrengta kolektorių sistema leido sutaupyti apie 15 GJ. Per 20 metų pastato šildymo sąnaudos sudarys apie 195 tūkst. litų. Pateikti skaičiai patvirtina, kad saulės energija įmanoma padengti 20-30 proc. energijos poreikio. Tai gali padėti apsispręsti, ar tokią sistemą verta įrengti.
Reikia įvertinti ir papildomų problemų ir išlaidų galimybes dėl perteklinės šilumos panaudojimo. Šios sistemos generuojama kolektorių šilumos galia vasaros vidurdienį gali siekti 20-24 kW, ir jos kiekis per didelis šilto vandens poreikiams tenkinti. Kad sistema neperkaistų, perteklinius energijos kiekius būtina akumuliuoti arba panaudoti baseino vandeniui šildyti. Tai papildomoms įrangos instaliavimo kainoms įsiveda.
Vasaros laikotarpiu gali būti naudingos ir ekologinės paramos pritaikymo galimybės; kai karšto vandens suvartojimas nedidelis (2-3 asmenų šeima), įrengimas labiau bus motyvuojamas ekologijos principų laikymu ar teikiama finansine parama (50 proc.). Investicijos 7-8 tūkst. gali būti reikšmingos, o 5 ar daugiau asmenų šeimoms ar sezoniškai dirbančioms vietoms šis skaičius gali būti naudingesnis. Mažiausiai mūsų klimato sąlygomis individualiam namui tinka monoblokiniai kolektorių variantai, kurių montavimas dažniausiai ant stogo.
Reikia atsižvelgti į šią priežastį: norint apsaugoti šalto ir pašildyto vandens vamzdynus, būtina atlikti itin gerą jų šilumos izoliaciją; šaltuoju sezonu vamzdynus galima net šildyti elektra arba išleisti vandenį iš sistemos. Taip pat mažos talpos šildytuvai (100-150 l) tenkins tik 2-3 žmonių poreikius. Sumontuota sistema neveiks efektyviai, jei nėra pakankamai saulės apšvitos visą dieną. Optimalus kolektorių montavimas - pietryčiai/pietūs, kad vidurdienį spinduliai patektų nuo 8 iki 19 val.
Nedideli nuokrypiai nuo optimalios orientacijos (±25°) praktiškai neturės didelės įtakos generuojamai šilumai. Galimas vienintelis priimtinas variantas - montuoti kolektorių bateriją šalia pastato, bet tai padidina instaliavimo sąnaudas. Ypač sunku pasirinkti optimalų baterijų išdėstymą tankiai užstatytose vietose. Nerekomenduojama montuoti kolektorių ant stogo su mažu nuolydžiu, o per didelis kolektorių baterijų svoris gali viršyti stogo apkrovą. Tokiu atveju geriau rinktis plokščiųjų kolektorių variantą.
Prieš pradedant montavimą, būtina įvertinti stogo dangos būklę; jeigu jos eksploatavimo laikas trumpesnis nei 20 mėnesių, reikia atnaujinti stogą, kitaip gali padidėti kolektorių baterijos permontavimo išlaidos. Dėl optimalaus našumo dažnai pardavėjai pateikia palankias variantas, apskaičiuotas kompiuterine programa, įvertinus karštą vasarą, mažiausius nuostolius ir vandens pašildymą iki 65-70 °C. Tačiau visada reikia įvertinti tikrą kliento poreikį ir nepriklausomai nuo to rinktis tretinį variantą.
Vienam asmeniui reikia nuo 30 iki 60 l šilto vandens per parą; penkioms asmenų šeimai dažniausiai tinka 300 l talpos šildytuvas. Esant didesniam poreikiui, geriau naudoti vieną didesnį (500-700 l) arba du mažesnius šildytuvus. Šildytuvai gali būti ir emaliuoti, tačiau būtina dviejų kontūrų, su 2 kW elektriniu kaitinimu; jie pritaikyti saulės kolektorių sistemoms. Pasirenkant šildytuvą, svarbu, kad jo viduje esantis apatinis šilumokaitis būtų skirtas dirbti saulės kontūre ir jo paviršiaus plotas būtų bent du kartus didesnis už viršutinio šilumokaičio plotą.
Rekomenduojama, kad 1 m2 kolektoriaus ploto atitiktų 0,2 m2 šildytuvo gyvatuko šildymo paviršiaus plotas. Lietuvos klimato sąlygomis vakuuminiai kolektoriai (2-4 kartus brangesni už plokščiuosius) nepagal pagristų pranašumų. Žiemos Lietuvoje dažnai apsiniaukusios ir drėgnos, o susikaupusio sniego ant vakuuminių vamzdžių nepanaudoja net ir antifrizas. Nereikia pavėlinančių vakuuminių kolektorių su šilumos vamzdžiu: jų privalumai atsparūs cirkuliacijos sutrikimams, bet jie gali patirti defektų ir reikalauti išsamesnės priežiūros.
Svarbu psia: sistema turi būti apsaugota nuo perkaitimo visais atvejais. Pranešama apie keletą apsaugos variantų: avarinio maitinimo šaltinio įrengimas su automatine perjungimo funkcija, papildomas termovožtuvas, ar akumuliavimas grunte arba baseino vandeniui šildyti. Baterijų sujungimas būtina atlikti pagal Tichelmano arba kitas schemas, kurios užtikrina vientisą temperatūrų pasiskirstymą tarp baterijų. Didesnėse sistemose arfinės sistemos kolektoriai paskirstomi į dvi ar daugiau baterijų paraleliai, siekiant išlaikyti didelį šilumos perdavimą. Taip pat svarbu, kad šilumos skysčio išsiplėtimo indas būtų didesnis už apskaičiuotąjį tūrį; tai sumažina antifrizo nuostolius avarinėse situacijose.
Kalbant apie montavimo detales, plokščiojo stogo laikikliai tinka stogui, o plokščią stogą rekomenduojama tvirtinti naudojant pritvirtinimo plokšteles ir tvirtinimo detales, papildomai su stogo dangos pločiais. Plokščio stogo atveju būtina atsižvelgti į stogo apkrovas ir į tai, kad šilumos vamzdeliai turi būti įrengti taip, kad nebūtų šešėlio į takus. Vertikalus montavimas ant sienos leidžia išnaudoti pusiausvyrą tarp rudens-žiemos ir vasaros laikotarpių; taip pat gali būti praktiškas sprendimas, kai nėra galimybės montuoti ant stogo.
Saulės kolektorių izoliacija yra svarbi, todėl būtina naudoti išilgines ir išorines vamzdynų izoliacijas, kurių storis iš lauke turi būti ne mažesnis kaip 20 mm; patalpose izoliacija gali būti plonesnė. Nuo šalto oro apsaugos reikalavimai - būtina užtikrinti, kad vamzdynai neprarastų šilumos pernesimo gebos. Savo ruožtu cirkuliaciniai kontūrai yra uždari ir palaiko didesnį nei statinį slėgį, kas sumažina garų susidarymą ir kavitaciją.
Šiuolaikiniai plokščiojo tipo kolektoriai turi didesnį nuostolių į aplinką lygį, todėl jų pasirinkimą reikėtų atlikti atsižvelgiant į poreikį ir metų laikus. Kiekvienas kolektoriaus tipas turi savo specifikacijas: plokščioji plokštė turi mažesnį šilumos nuostolį, tačiau vakuuminiai kolektoriai turi mažesnius nuostolius dėl vakuumo. Tačiau tiek vienas, tiek kitas gali veikti prasmingai, kai sistema integruojama su boileriu ir kitais šildymo sprendimais.
Saulės kolektorių įranga gali būti derinama su įvairiomis vandens šildymo sistemomis, tad jų nereikėtų perdirbinėti. Galima naudoti plokščiuosius arba vakuuminius kolektorius; pasirinkimo sprendimą lemia naudojimo pobūdis, klimatą, poreikių sezoninumas ir finansinės galimybės. Taip pat svarbu įvertinti saulės energijos šviesos kiekį regione: vidutinis metinis saulės radiacijos kiekis horizontaliame plote Lietuvoje yra apie 1000 kWh/m2, o didžiausias - Nidoje apie 1908 valandas saulės šviesos per metus.
Apibendrinant, plokščiojo kolektoriaus montavimas yra ekonomiškai įmanomas sprendimas toms, kurios nori sumažinti šildymo ir karšto vandens išlaidas, ypač kai elektromobiliai ar dujų kainos svyruoja. Svarbu įvertinti klimato sąlygas, namo stogo ar fasado orientaciją, statybos ir stogo konstrukcijas, bei pasirinkti tinkamą kolektorių tipą ir integruoti su boileriu ar kitomis šildymo grandimi.
- Monoblokiniai plokštieji kolektoriai dažnai tinka nuosaikesniems poreikiams ir sezoniškai naudojamoms sistemoms.
- Vakuuminiai kolektoriai siūlo mažesnius nuostolius ir efektyvų šilumos perdavimą, bet kainuoja daugiau ir reikalauja daugiau priežiūros.
- Didesnės sistemos reikalauja tinkamo išsiplėtimo indo įrengimo ir teisingo kolektorių baterijų išdėstymo, kad būtų užtikrintas stabilus debitas.
tags: #ploksciuju #saules #kolektoriu #montavimas