Najważniejsze informacje

Zapraszamy do zapoznania się z tematyką instalacji solarnych pracujących na potrzeby podgrzewu ciepłej wody użytkowej dla gospodarstw domowych oraz obiektów charakteryzujących się większym zużyciem ciepłej wody. W prosty sposób przedstawimy elementy składowe instalacji, wytłumaczymy zasadę działania kolektorów słonecznych, wskażemy na co zwrócić uwagę przy ich montażu i użytkowaniu. Znajdziecie tutaj możliwość podglądu pracy instalacji w warunkach rzeczywistych.

Dzięki dostępowi do naszej aplikacji zyskujecie możliwość samodzielnego doboru instalacji oraz określenia stopy zwrotu takiej inwestycji.

CZEŚCI SKŁADOWE INSTALACJI SOLARNYCYCH

Typowa instalacja solarna do podgrzewu ciepłej wody użytkowej składa się  z:

1.  Kolektorów słonecznych:

Pod tym pojęciem rozumiemy urządzenie odbierające energię cieplną promieniowania słonecznego i przekazują ją poprzez czynnik grzewczy do zasobnika ciepłej wody użytkowej. Czynnikiem grzewczym jest glikol, którego charakterystyczną właściwością jest to, że nie zamarza w niskich temperaturach (nawet do -25stC), a takie warunki spotykamy zimą w Polsce.

Kolektory słoneczne ze względu na budowę dzielimy na dwa rodzaje płaskie i  próżniowe. Różnią się one znacząco pod względem konstrukcji, parametrów technicznych i kosztów inwestycji.

Kolektory płaskie składają się z płyty (tzw. absorbera), pod którą znajdują się rury z czynnikiem grzewczym. Płyta przyjmuje ciepło z promieniowania słonecznego i przekazuje je do czynnika grzewczego.

Kolektory próżniowe są zbudowane z systemu rur próżniowych, w których znajdują się rurki wypełnione cieczą i połączone z absorberem. Najważniejsza różnica między kolektorem próżniowym a płaskim to próżnia w przewodach. Dzięki niej minimalizuje się straty ciepła do otoczenia, co wiąże się z większą efektywnością w miesiącach zimowych.

Różnica cenowa między kolektorami płaskimi a próżniowymi jest jednak znaczna. Kolektory próżniowe są średnio dwa razy droższe niż płaskie. Dodatkowo w okresie jesienno-zimowym kolektor próżniowy działa mniej skutecznie. Na kolektorach płaskich nie gromadzi się bowiem śnieg, lód i szron w takim stopniu, jak w przypadku kolektorów próżniowych. To zasługa absorbera, który w kolektorach płaskich nagrzewa się od promieni słonecznych i skutecznie roztapia warstwę śniegu, która uniemożliwiała pobór ciepła. W kolektorach próżniowych rurka cieplna jest otoczona próżnią, co gwarantuje ograniczenie strat ciepła, ale równocześnie sprawia, że bariera ze śniegu i szronu nie może się rozpuścić – rury kolektora przez cały czas pozostają zimne.

Z tych powodów kolektory słoneczne płaskie posiadają 90% udziału sprzedaży na polskim rynku.

Optymalne warunki montażowe dla kolektorów słonecznych pracujących na potrzeby podgrzewu ciepłej wody użytkowej to skierowanie ich w  kierunku południowym oraz zamontowanie pod kątem 45st.

2. Zasobnik ciepłej wody użytkowej 

Zasobnik ciepłej wody nazywany jest zamiennie podgrzewaczem ciepłej wody. W instalacjach solarnych stosowane są większe pojemności zasobników niż ma to miejsce instalacjach bez kolektorów słonecznych. Większa pojemność zasobników jest związana z koniecznością magazynowania ciepła od kolektorów słonecznych.

Kolejną różnicą jest zastosowanie w układach solarnych zasobników z dwoma wężownicami. Do jednej wężownicy podłączona jest instalacja solarna, a do drugiej inne źródło ciepła, które wspomaga grzanie zasobnika w momencie gdy nie ma odpowiedniej ilości promieniowania słonecznego. W celu oszacowania odpowiedniej wielkości zasobnika należy wykonać odpowiednie obliczenia.

3. Pompa obiegowa 

Pompa wymusza obieg glikolu między zasobnikiem a kolektorem.

4. Automatyka sterująca 

Steruje całością instalacji na podstawie odczytów z czujników temperatury znajdujących się przy kolektorach słonecznych oraz w zasobniku ciepłej wody. Gdy temperatura przy kolektorach słonecznych jest większa niż w zasobniku ciepłej wody automatyka włącza pompę obiegową. Pompa obiegowa pracuje tak długo, aż nie zostanie osiągnięta wymagana temperatura w zasobniku. Temperatura ta powinna być ustawiona na poziomie około 75stC. Umożliwi to zmagazynowanie odpowiedniej ilości ciepła w zasobniku.

5. Naczynie wzbiorcze 

Stanowi zabezpieczenie układu solarnego. Jest to zbiornik, który przejmuje zmianę objętości glikolu. Glikol i woda zwiększają swoją objętość wraz ze wzrostem temperatury.

Wszystkie powyższe podzespoły układów solarnych można dobrać w naszej aplikacji. W ten sposób, bez potrzeby posiadania wiedzy fachowej, możecie bezpiecznie i optymalnie zaprojektować taki układ.

STOPU ZWROTU INWESTYCJI

Stopa zwrotu inwestycji jaką są kolektory słoneczne jest kluczowym czynnikiem przy podejmowaniu decyzji o ich zakupie. Użytkownikom zależy aby nakłady finansowe poniesione przy inwestycji w układy solarne zwróciły się w przyszłości w postaci zaoszczędzonej energii ze źródeł konwencjonalnych.

Określenie rzeczywistej stopy zwrotu różni zależy od kilku czynników:

1. Kosztu zakupu i montażu instalacji solarnej.

W ofertach sprzedaży znajdziemy całe układy solarne z niższej, średniej i górnej półki cenowej. Kolektory słoneczne w poszczególnych segmentach cenowych różnią się od siebie budową oraz wydajnością. Inwestycja w najtańsze urządzenia może wiązać się z niższą sprawnością instalacji i wydłużeniem czasu zwrotu inwestycji. Wyższa cena zakupu niejednokrotnie oznacza lepsze parametry urządzeń jednak jest związana z wydłużeniem okresu zwrotu nakładów inwestycyjnych. Dlatego wszystko to należy odpowiednio wyśrodkować w celu znalezienia optymalnego rozwiązania. W naszej aplikacji znajdziecie urządzenia różnych producentów z podanymi cenami ich zakupu. Uwzględniliśmy również rabaty od cen katalogowych urządzeń, które możemy oczekiwać od sprzedawców. W związku z tym, że rabaty te wynoszą często kilkadziesiąt procent, znacząco wpływa to na stopę zwrotu inwestycji. Przy budowie nowych budynków, na etapie projektowania gdzie zapada decyzja czy zainwestować w standardową technologię do podgrzewu ciepłej wody użytkowej bądź w technologię z użyciem kolektorów słonecznych stopa zwrotu jest jeszcze niższa. Wynika to z faktu, iż należy uwzględnić różnicę kosztów pomiędzy podgrzewaczem jednowężownicowym, który byłby użyty w instalacji w standardowej technologii , a podgrzewaczem dwuwężownicowym, który jest wymagany przy instalacji solarnej.

2. Ilości zużywanej ciepłej wody użytkowej w gospodarstwie domowym.

Przekłada się ona bezpośrednio na opłacalność inwestycji. Im większe jest zużycie ciepłej wody tym szybciej zwróci się instalacja solarna. W praktyce przy jednym, dwóch użytkownikach zużywających niewielką ilość ciepłej wody, inwestycja w instalacje z kolektorami słonecznymi staje się mało opłacalna.

3. Optymalnemu doborowi i jakości wykonania instalacji i materiałów.

Wszystkie urządzenia wchodzące w skład instalacji solarnej powinny być odpowiednio dobrane, indywidualnie dopasowane do charakteru zużycia ciepłej wody w gospodarstwie domowym. Należy uwzględnić takie parametry jak : ilość zużywanej ciepłej wody, ilość kolektorów, wielkość zasobnika, lokalizację budynku, ustawienie kolektorów w stosunku do stron świata, kąt nachylenia. Przy takiej ilości zmiennych korzystanie z programów do doboru systemów solarnych, taki jaki Państwu udostępniamy wydaje się jak najbardziej zasadne i potrzebne. Trzeba mieć na względzie również na odpowiednią jakość urządzeń, z uwagi na długoterminowy charakter inwestycji w instalację solarną. W Polsce znajdziemy instalacje, które pracują już 25 lat, jeżeli były odpowiednio wykonane. Jedną z takich gwarancji jest certyfikat Solar Keymark, który jest wydawany dla kolektorów słonecznych. Okres pracy kolektorów słonecznych posiadających certyfikat Solar Keymark wynosi minimum 20 lat bez znaczącej utraty sprawności.

4. Rodzaju używanego źródła konwencjonalnego z którym będą współpracowały kolektory słoneczne.

W zależności od tego jaki rodzaju paliwa bądź energii rozpatrujemy do zastąpienia w podstawowym systemie podgrzewana c.w.u., okres zwrotu inwestycji w kolektory słoneczne będzie różny. Największe oszczędności i zarazem najmniejsza stopa zwrotu inwestycji będzie w przypadku zastąpienia energii elektrycznej, dalej gaz propan-butan, olej opałowy, następnie gaz ziemny. Największe wartości stopy zwrotu będą w przypadku węgla lub drewna, trudno jednak rozpatrywać, iż użytkownicy takich źródeł ciepła będą szukali alternatywy w OZE. Przy obliczaniu wskaźników opłacalności ekonomicznej trzeba brać pod uwagę jak będzie się kształtował globalnie rynek cen paliw i energii. W szczególności w Polsce, od lat obserwuje się systematyczny wzrost cen nośników energii konwencjonalnej. Jest on wynikiem zarówno przestarzałej infrastruktury technicznej, jak i struktury rynku zdominowanej przez duże przedsiębiorstwa które produkują i dystrybuują prąd i gaz. Wykorzystują one swoje monopolistyczne pozycje oraz brak realnej konkurencji. Według danych przedstawionych przez URE i GUS iż tylko w 2020 cena energii elektrycznej wzrosła o 13,2 %, a ceny gazu ziemnego od 2017 o około 10%. Należy również pamiętać, iż ceny energii w Polsce są w dalszym ciągu niższe niż średnie ceny w UE, a dysproporcje te będą się z pewnością wyrównywały.

5. Dotacje.

Przy określeniu stopy zwrotu inwestycji należy również uwzględnić różnego rodzaje formy  dofinansowania, jak dopłaty gminne, czy rządowe programy dopłat. Jeszcze do niedawna funkcjonował ogólnopolski program ,,Prosument” realizowany przez NFOŚiGW, pozwalający na otrzymanie dofinansowania do kwoty 10 000zł. Obecnie realizowane są wojewódzkie i gminne programy wsparcia mające na celu wspieranie odnawialnych źródeł energii, mających na celu zmniejszenie emisji dwutlenku węgla. W zależności od regionu procedura wygląda inaczej, dlatego dokładnych informacji najlepiej zasięgnąć w urzędzie gminy.

EKOLOGIA

Instalacje przygotowania ciepłej wody użytkowej oparte o kolektory słoneczne są rozwiązaniem całkowicie przyjaznym dla środowiska. Nie oddziałują negatywnie na środowisko, a przy tym nie emitują hałasu. Wykorzystując energię promieniowania słonecznego, zmniejszamy ilość  paliwa konwencjonalnego, które podczas spalania emituje spaliny do atmosfery. W odniesieniu do spalania gazu ziemnego ograniczamy emisję takich gazów jak dwutlenek węgla (CO2 ), tlenek azotu (NOx), tlenek węgla (CO). Kolektory słoneczne po zakończeniu okresu swojej trwałości można poddać utylizacji. Kolektory zbudowane są głównie ze szkła, miedzi, aluminium oraz wełny mineralnej. Wszystkie te materiały mogą zostać poddane pełnemu recyklingowi. Płyny solarne do instalacji kolektorów produkowane są na bazie nietoksycznego glikolu propylenowego.  Kolektory słoneczne, ich elementy oraz płyn solarny wracają do producenta, a stamtąd trafiają do organizacji zajmujących się odbiorem odpadów tego typu oraz ich recyklingiem.