Kolektory słoneczne

Kolektor słoneczny to urządzenie zmieniające energię słoneczną na ciepło, wykorzystywane na przykład do podgrzewania wody użytkowej. Jego zadaniem jest łapanie promieni słonecznych bezpośrednich, odbitych i rozproszonych.

Na działanie kolektora ma wpływ wiele czynników środowiskowych, technicznych i eksploatacyjnych. Dobrze dobrana i zamontowana instalacja solarna wykorzystuje 85% energii słonecznej jaka dociera do ziemi. Zależy to między innymi od:
- ustawienia względem stron świata (największą wydajność mają urządzenia zwrócone w kierunku południowym),
- kąta nachylenia,
- miejsca montażu urządzenia (na ścianie, w dachu, jako wolnostojące) - miejsce nie może być zacienione przez budynki, bądź drzewa.

Budowa kolektora słonecznego
Kolektor słoneczny zbudowany jest z kilku elementów:

• Absorber -  stanowi najważniejszy element kolektora. Jest to płyta pokryta z wierzchu substancją o dużym współczynniku pochłaniania promieniowania słonecznego zamieniając je na ciepło. Złożony jest z blachy miedzianej lub aluminiowej.
• Orurowanie - to układ przewodów odbierających z absorbera wytwarzane ciepło. Może mieć formę równoległych rurek - tzw. układ harfowy, bądź też formę meandrową (wężownica).
• Obudowa - chroni kolektor przed wpływem warunków zewnętrznych oraz stratami ciepła. Pełni bardzo odpowiedzialną rolę, gdyż od jej sztywności, szczelności i wytrzymałości mechanicznej zależy i sprawność pracy (w zależności np. od zawilgocenia izolacji cieplnej) i trwałość kolektora.
• Izolacja cieplna - w kolektorach z absorberami harfowymi izolacja cieplna dna obudowy wykonywana jest z wełny mineralnej o grubości 55 mm, a z absorberami meandrowymi - 50 mm. Dodatkowo ścianki boczne izolowane są wełną mineralną o grubości 20 mm. Zapewnia to niskie straty ciepła do otoczenia, a jednocześnie izolacja odporna jest na wysokie temperatury pracy.
• Przykrycie szklane - zapewnia ochronę kolektora przed utratą ciepła oraz wpływem warunków zewnętrznych. Szyba stosowana w kolektorach słonecznych jest specjalnie przystosowana do obciążeń mechanicznych (zaleganie śniegu, wiatr), a także uderzeń. Zapewniać musi także maksymalnie wysoką przepuszczalność promieniowania słonecznego do wnętrza kolektora słonecznego, stąd posiada obniżoną zawartość tlenków żelaza.

Zasada działania kolektora
Słońce ogrzewa absorber umieszczony w kolektorze, od którego nagrzewa się czynnik grzewczy przepływający przez kolektor. Następnie ogrzany płyn przepływa do zasobnika gdzie  oddaje ciepło ogrzewanej wodzie użytkowej i ochłodzony wraca do kolektora. Długość rur między kolektorem a zasobnikiem powinna być jak najkrótsza, aby straty ciepła podczas przepływu czynnika grzewczego były jak najmniejsze.

Rodzaje kolektorów
Ze względu na budowę kolektory możemy podzielić na:

• Kolektory płaskie, które składają się z przezroczystego pokrycia, absorbera, wymiennika ciepła i izolacji. Do przedniej warstwy absorbera przymocowane są rurki poprowadzone w formie wężownicy – to w nich płynie czynnik grzewczy. Transportuje on ciepło od absorbera do spiralnego wymiennika ciepła w zbiorniku, który oddaje ciepło wodzie. Spodnia część kolektora ma warstwę izolacji zmniejszającą straty ciepła, zaś wierzchnia pokryta jest specjalnym, hartowanym szkłem solarnym o wysokiej przepuszczalności.

• Kolektory próżniowe z bezpośrednim przepływem czynnika grzewczego – w rurkach, zamkniętych w rurze próżniowej przepływa czynnik grzewczy (zimny rurą wewnętrzną wpływa do absorbera, a następnie ogrzany wraca do instalacji rurą zewnętrzną) oraz z rurkami cieplnymi (typu heat pipe) – to rozwiązanie jest bardziej zaawansowane technologicznie, a kolektory skonstruowane w ten sposób gwarantują wyższą sprawność w ciągu całego roku.

Możliwości dofinansowania
Program dopłat do kolektorów  przeznaczony jest dla osób fizycznych oraz wspólnot mieszkaniowych. Dzięki nowemu programowi dotacji do kolektorów będzie możliwe dofinansowanie  budowy łącznie ok. 50 tyś m²  kolektorów słonecznych rocznie. Wysokość dotacji na kolektory to do 45% kosztów zakupu i montażu kolektorów słonecznych, przy czym jednostkowy koszt kwalifikowany nie może przekroczyć 2500zł brutto w przeliczeniu na 1m² całkowitej powierzchni zainstalowanych kolektorów. Dotacja na kolektory słoneczne połączona jest z kredytem bankowym i przeznaczona jest na jego częściową spłatę. Kredyt może być udzielony na wyższą kwotę, ale dotacją objęta będzie wyłącznie część odpowiadająca kosztom kwalifikowanym.