Czy można wykorzystać solary do ogrzewania?

Perspektywa ogrzewania domu kolektorami słonecznymi jest kusząca: najpierw jednorazowa inwestycja, a później darmowe ciepło przez cały czas. Czy instalacja solarna poradzi sobie z ogrzewaniem całego domu? Zanim podejmie się decyzję o rezygnacji z innych źródeł ogrzewania trzeba dokładnie przeanalizować możliwości solarów i … polskiej pogody. W naszym kraju wciąż panuje mit, że kolektorów nie opłaca się montować, a jedynym “ZA” w ich sprawie jest dbałość o środowisko. Może jednak solary można wykorzystać do ogrzewania? Sprawdźmy to!

Czy można wykorzystać solary do ogrzewania? Źródło: Pixabay

Pogodowe wariacje

Ilość energii, którą można pozyskać z instalacji solarnej, zależy nie tylko od jej parametrów (powierzchni kolektorów, izolacji, minimalizowania utraty ciepła w obiegu) ale również od warunków atmosferycznych. Największe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzania domu pojawia się w zimie i w okresach jesiennym oraz wiosennym. Niestety, wtedy też pogoda bywa najbardziej kapryśna i trudno liczyć na piękne, słoneczne dni, które zapewnią 100% wykorzystanie instalacji solarnej.

Usłonecznienie - ważny parametr!

Średnie usłonecznienie dla Polski (czas, w którym niebo pozostaje bezchmurne) wynosi 1600 godzin rocznie, co stanowi 30-40% długości dnia. Na Mazowszu usłonecznienie waha się od 1550-1700 godzin. za najlepiej nasłonecznioną część uważa się południowy fragment województwa lubuskiego - usłonecznienie roczne to ok. 1050 kWH/m2/rok. O ile w lecie kolektor może pobierać energię słoneczną nawet przez kilka godzin (zależy to również od jego umiejscowienia), o tyle w zimie trudno liczyć na więcej niż 3-3,5 godziny dziennie. To zdecydowanie zbyt mało nawet na niewielki dom, tym bardziej, że w tym okresie wymaga on ciągłego ogrzewania (24 godziny na dobę). Nie ma też możliwości skorzystania ze zmagazynowanej energii cieplnej, ponieważ zimowa pogoda nie generuje jej nadmiaru – wszystko dostarczane ciepło jest wydatkowane na bieżące ogrzewanie.

Nasłonecznienie w Polsce - czy jest problemem?

Nasłonecznienie to największe natężenie promieniowania słonecznego na określoną powierzchnię w ściśle określonym czasie (kWh/m2). Warunki w naszym kraju uważane są za optymalne. Jednak warto zaznaczyć, że najbardziej nasłonecznione regiony w kraju to: centralna i południowa Polska. Dlatego korzyści z ogrzewania solarami trzeba byłoby oszacować dla konkretnego miejsca w kraju. Tak będzie najbezpieczniej! Polska jest uważana za kraj o zbliżonych parametrach nasłonecznienia do Niemiec, a Niemcy wcale nie odbiegają ilością tzw. nasłonecznienia od naszej lokalizacji geograficznej. W Polsce centralnej nasłonecznienie waha się na poziomie 1022-1048 kWH/m2/rok.

Czy można wykorzystać solary do ogrzewania? Źródło: Pixabay

Jak dobrać ilość kolektorów?

W oszacowaniu liczby kolektorów słonecznych dla naszego domu pomoże informacja o nasłonecznieniu regionu przez nas zamieszkiwanego! Optymalną liczbę kolektorów solarnych przelicza się biorąc pod uwagę nasłonecznienie miejsca oraz zużyciu energii elektrycznej w ciągu roku. Kolektory w Polsce dostarczają średnio ok 500 kWH/m2 energii w postaci ciepła. Jeśli kolektory mają służyć tylko do podgrzewania wody, to zapotrzebowanie czteroosobowej rodziny (3000 kWh/rok) wskazywałoby na zamontowanie 6m2 kolektorów. Fachowcy zaznaczają, że wykorzystanie całej mocy energii skumulowanej latem byłoby możliwe wtedy, gdybyśmy mogli akumulować nadwyżki i wykorzystywać je zimą. Stosowane zbiorniki akumulacyjne jednak często mają z tym realny problem. Liczbę kolektorów szacuje się zwykle biorąc pod uwagę:

• optymalne położenie kolektorów (skierowanie na południe, pod kątem ok 40 stopni
• właściwości termoizolacyjne budynku
• rodzaj zastosowanej instalacji (kolektory płaskie/próżniowe)
• przeznaczenie energii (indywidualne zapotrzebowanie na ciepło) - zapotrzebowanie na ogrzewanie wody oraz energia dostarczona do ogrzewania budynków
• łączną powierzchnię czynną absorberów
• napromieniowanie na powierzchnię kolektorów w ciągu roku
• energia uzyskana z kolektorów w ciągu roku
• energia uzyskana z kolektorów po uwzględnieniu strat w instalacji

Efektywność działania instalacji solarnej

Efektywność zależy nie tylko od wymienionych powyżej warunków, ale również od rodzaju kolektorów i rozwiązań technicznych zastosowanych w całej instalacji. Szacuje się, że kolektor jest w stanie przetworzyć od kilku do kilkudziesięciu procent energii cieplnej, która dociera na jego powierzchnię. Jednak pamiętać należy, że instalacja solarna nie pracuje ze stałą mocą i podawana efektowność jej pracy jest wartością uśrednioną. W okresach, kiedy zapotrzebowanie na ciepło gwałtownie rośnie (zima), pogoda nie pozwala najczęściej wygenerować wystarczającej ilości energii cieplnej. Można uzupełnić tą stratę montując kolektory o większej powierzchni, jednak na tym etapie taka inwestycja przestaje się już finansowo opłacać.

Uwaga! Ważna też termoizolacja!

Równie ważnym czynnikiem może być termoizolacja domu. Wykorzystane materiały izolacyjne, rezygnacja z tzw. mostków cieplnych oraz szczelne drzwi i okna potrafią podnieść efektywność grzania solarami o kilka, kilkanaście procent. Niestety, wciąż jest to za mało, by zimą zapewnić mieszkańcom komfort cieplny. Dlatego też w polskich warunkach solary wykorzystywane są najczęściej do podgrzewania wody (chociaż również i przy takim zastosowaniu konieczne jest często dodatkowe, alternatywne źródło ciepła lub grzałka) oraz do dogrzewania mieszkania (wyposażonego w osobną instalację grzewczą).

Kiedy warto rozważyć solary do ogrzewania?

Specjaliści podają kilka warunków, w których można rozważyć stosowanie solarów jako dodatkowe źródło docieplania budynków i realną pomoc dla głównego źródła ogrzewania. Są to:

• ciepły dom (dobre właściwości termoizolacyjne)
• zainstalowane “podłogówki”
• duża powierzchnia solarów przy prawidłowo zaprojektowanym budynku oraz rozmieszczeniu całej instalacji
• zamontowanie pompy ciepła, która będzie w stanie ”wyciągnąć” zimą energię ze źródła o niskiej temperaturze

Podsumowując - można wykorzystać solary do ogrzewania, ale nie zawsze jest to efektywne. Warto wykorzystać je do dogrzewania budynku, gdyż można spodziewać się realnych oszczędności związanych z wydatkami na główne źródło grzewcze, jakie mamy w domu. Rozważając sprawę zakupu całego systemu trzeba wziąć pod uwagę wszelkie za i przeciw. Warto skonsultować to ze specjalistami i wziąć pod uwagę dostępność serwisu czy koszty okresowych przeglądów.