Mają małą sprawność i stosuje się je wyłącznie do przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Najprostsze z nich wyposażone są w absorber pokryty czarnym lakierem, ich sprawność jest niewielka ze względu na duże straty ciepła przez promieniowanie absorbera i konwekcję spowodowaną ruchem powietrza wewnątrz obudowy kolektora. Bardziej efektywne mają absorber pokryty warstwą selektywną. Sprawność takich kolektorów płaskich wynosi 25-35%. Stosuje się je do przygotowywania c.w.u. latem, wspomagają ogrzewanie wiosną i jesienią. Ich zaletą jest przystępna cena. Są również w sprzedaży kolektory płaskie próżniowe, w których, w przeciwieństwie do zwykłych kolektorów płaskich, nie ma strat ciepła związanych z konwekcją. Dzięki temu ich sprawność wzrasta do 45%. Ponadto w ich wnętrzu nie wykrapla się para wodna z powietrza i ich elementy wolniej korodują. Niestety raz na kilka lat należy ponownie wytwarzać w nich próżnię.
Są tak skonstruowane, że pochłaniają nie tylko promieniowanie słoneczne bezpośrednie, lecz także promieniowanie rozproszone. Dzięki temu można je wykorzystywać również zimą. Ich sprawność wynosi ok. 60-65%. Dostępne są też kolektory wyposażone w paraboliczne zwierciadła, które absorbują nawet promieniowanie padające pod niekorzystnym kątem – wieczorem i rano. Przepływający przez nie czynnik może osiągać temperaturę znacznie powyżej 100°C, dzięki czemu są wykorzystywane w instalacjach przemysłowych.
Zalety kolektorów próżniowych w porównaniu do kolektorów płaskich:
W Polsce kolektory słoneczne wykorzystuje się głównie do przygotowywania ciepłej wody użytkowej i wody do basenu, rzadziej do ogrzewania budynków. Okres największego nasłonecznienia (pomiędzy marcem a październikiem) nie pokrywa się z sezonem grzewczym, który zaczyna się w październiku, a kończy w kwietniu. Jednak firmy oferują też kolektory słoneczne o specjalnej konstrukcji (próżniowe), które umożliwiają wykorzystywanie promieniowania słonecznego zimą do ogrzewania domów. Są to często systemy w pełni zintegrowane z systemem centralnego ogrzewania, oferowane przez firmy sprzedające kompletne systemy grzewcze. Kolektory słoneczne mogą też służyć do wspomagania centralnego ogrzewania w okresach przejściowych – wiosną i jesienią, dzięki czemu można krócej korzystać z tradycyjnego ogrzewania i w ten sposób obniżyć jego koszty. Przyjmuje się, że instalacja solarna powinna pokryć 60-70% zapotrzebowania na ciepło do przygotowania c.w.u. i do 30% zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania pomieszczeń. Gdyby miała zapewnić 100% ciepła, kolektory musiałyby mieć bardzo dużą powierzchnię, co zwiększyłoby znacznie koszty inwestycyjne, a jednocześnie nie dałoby się tego w pełni wykorzystać. Na każdego mieszkańca domu powinno przypadać około 1-1,5 m² powierzchni kolektora. Instalacje solarne współpracujące z centralnym ogrzewaniem powinny pokrywać 20-30% zapotrzebowania domu na ciepło, co orientacyjnie odpowiada 0,3-0,5 m² kolektora na 1 m² domu. Powierzchnia kolektorów do ogrzewania wody basenowej powinna stanowić 40% powierzchni lustra wody w basenie krytym i około 70% – w otwartym. Przykładowo dla domu jednorodzinnego o powierzchni 150 m² z basenem o powierzchni 40 m² (4 x 10 m), zamieszkiwanego przez cztery osoby, należy zamontować kolektor:
Chociaż są to parametry stosowane wymiennie, przyjmuje się, że sprawność dotyczy parametrów technicznych kolektora, a wydajność kolektora oznacza efektywność pracy całej instalacji. Sprawność kolektora zależy od budowy kolektora: materiału, z jakiego został wykonany, zastosowanego absorbera, izolacji termicznej, sposobu poprowadzenia rur w kolektorze. W parametrach technicznych urządzenia należy sprawdzić, jaki jest współczynnik absorpcji promieniowania słonecznego (powinien wynosić ok. 0,95) i współczynnik emisji (maks. 0,1). Wydajność kolektora zależy od poprawności zaprojektowania instalacji solarnej, np. doboru średnic przewodów w całej instalacji i ilości czynnika roboczego, a także od warunków nasłonecznienia: częstotliwości i intensywności promieniowania słonecznego, prędkości i kierunku wiatru, temperatury otoczenia oraz zgodności założeń projektowych dotyczących dziennego zapotrzebowania na c.w.u. z rzeczywistym zużyciem. Warto pamiętać, że im wyższa ma być temperatura ogrzanej wody, tym niższa jest wydajność zamiany energii promieniowania słonecznego w energię cieplną.
Źródło: redakcja
Partnerzy serwisu
To dzięki tym firmom możemy realizować Wasze potrzeby i zainteresowania