Kolektor słoneczny pobiera energię z promieniowania bezpośredniego, rozproszonego i odbitego, a następnie przekazuje tą energię do instalacji grzewczej. Energooszczędność kolektorów związana jest także z uzyskaniem możliwie wysokiej sprawności ich pracy.
Jak działają kolektory słoneczne:
- Słońce słoneczne ogrzewa absorber, który jest umieszczony w kolektorze. Absorber pochłania promieniowanie słoneczne i zamienia je w ciepło. W zależności od rodzaju absorbera jest odpowiednia skuteczność pochłaniania. Najbardziej wydajne absorbery pochłaniają więcej promieniowania nawet blisko 97%.
- Zwykły absorber (czarny) dużą część promieniowania odbija. Skuteczniejszy jest tzw. absorber selektywny – pochłania on 95% padającego na niego promieniowania.
- Od absorbera następnie ogrzewa się czynnik grzewczy (może to być woda lub inny płyn niezamarzający), który przepływa przez kolektor.
- Ogrzany płyn przepływa do zasobnika gdzie oddaje ciepło ogrzewanej wodzie użytkowej, znajdującej się w zasobniku, i ochłodzony wpływa z powrotem do kolektora.
Jak ustawić kolektor słoneczny, żeby wydajność pracy była jak najlepsza?
Największa wydajność jest uzyskiwana przez kolektory zwrócone w kierunku południowym.
Kolektor płaski może być odchylony o max 15° w kierunku wschodnim lub zachodnim, bo wtedy jego sprawność obniży się nieznacznie. Jeśli odchylenie jest większe, kolektor musi mieć większą powierzchnię niż w przy ustawieniu w kierunku południowym.
Ustawienie domu a kolektory słoneczne?
Jeśli dom ma niekorzystne położenie względem stron świata, można zastosować kolektory rurowe, w których można indywidualnie dopasować kierunek ustawienia absorbera. Kolektory rurowe maja większe możliwości regulacji niż kolektory płaskie ponieważ kąt nachylenia absorbera regulujemy w każdej rurze indywidualnie.
Dla wydajności kolektora duże znaczenie ma również kąt ustawienia kolektora. Najlepsze efekty uzyskamy, gdy promienie będą padać prostopadle do jego powierzchni. Ponieważ położenie Słońca zmienia się w ciągu roku, także optymalny kąt nachylenia kolektora nie jest stały: w lecie wynosi 30°, a zimą – 60°. Kolektory, które mają pracować tylko latem, można ustawić pod kątem 30°, całoroczne pod kątem 45°. Zmiana nachylenia kolektora zamontowanego na połaci dachu nie jest możliwa, ale między 35° a 50° sprawność kolektora spada w bardzo niewielkim stopniu.
Ilość pozyskiwanej przez kolektor energii zależy także od miejsca montażu urządzenia. Jeżeli kolektory rurowe lub płaskie próżniowe są ustawione na powierzchni ziemi lub przy ścianach budynków, to im bardziej są nachylone, tym więcej pada na nie promieniowania odbitego od otaczających go powierzchni. A to oznacza, że kolektor zaabsorbuje więcej ciepła.
Wydajność kolektorów zmniejsza zwykły kurz. Osiada nie tylko na powierzchni, ale także na absorberze. Promieniowanie słoneczne, zamiast docierać do absorbera, jest odbijane i rozpraszane na drobinkach kurzu. Po kilku latach eksploatacji sprawność kolektora może spaść nawet o 30%. Powierzchnię kolektora należy więc systematycznie czyścić, zalec się mycie 2 razy do roku.
