Saulės kolektoriai – kaip veikia, kam skirti, kiek sutaupysime?

2008 M09 1 | Kita

Saulės kolektoriai – kaip veikia, kam skirti, kiek sutaupysime?

Nuolat augant šilumos kainoms, vis didesnis dėmesys teikiamas alternatyviems šildymo šaltiniams. Vienas tokių – saulės kolektoriai, dar tik populiarėjantys Lietuvoje, tačiau jau daugybę metų intensyviai naudojami visame pasaulyje. Dažniausiai manoma, jog saulės energija karšto vandens ar patalpų šildymui gali būti naudojama tik šiltesnio klimato juostose, kur gyventojus nuolat lepina saulės spinduliai. Tačiau tobulėjant technologijoms, saulės kolektoriai pritaikomi net regionuose, kurie negali pasigirti visus metus šviečiančia saule.

Kiek ir kokiomis sąlygomis kolektoriai duoda naudos?

Niekam ne paslaptis, jog saulės kolektorių įsirengimas reikalauja tam tikrų investicijų? Taigi, kodėl juos verta rinktis? Paprasčiausias paaiškinimas – tai nemokama šiluma, kuria galima pasinaudoti. O tuo pačiu prisidedama ir prie energijos taupymo, aplinkos tausojimo, juk naudojami ekologiški, atsinaujinantys energijos šaltiniai. Tačiau ar finansiškai naudinga juos įsirengti Lietuvoje? Pateikiamais duomenimis, vidutinis metinis spinduliavimas Lietuvoje siekia maždaug 1000 kWh į 1 m2, be abejo, pajūrio regionuose, jis šiek tiek didesnis. Toks saulės energijos kiekis yra apytiksliai lygus 100 litrų iškastinio kuro. Pavyzdžiui, individualiame name gyvenanti 3-4 asmenų šeima, įsirengusi maždaug 4,5 m2 saulės kolektorių, vidutiniškai gali jų gaminama šiluma pasidengti apie 60 proc. metinio energijos poreikio, skirto vandens pašildymui.

Tačiau ar kolektoriai veikia tik tada, kai yra saulė? Be abejo, naktį jie tikrai negamina energijos. Tačiau ir debesuotu oru jie vis tiek kaupia šilumą. Skirtumas tik tas, kad debesys išsklaido tiesioginius saulės spindulius, taigi ir kolektoriai surenka mažiau energijos nei saulėtą dieną. Svarbus kriterijus efektyviam jų darbui – orientavimas tam tikra kryptimi ir kampu. Gamintojai rekomenduoja saulės kolektorius montuoti pietų, nesmarkiai pakreipus į rytus, kryptimi, 30-45o kampu. Kadangi saulė nuolatos juda, per dieną nukeliauja horizontu iš rytų į vakarus, o vasarą pakyla aukščiau nei žiemą – optimalus kampo parinkimas leidžia visus metus naudotis jos teikiama energija. O kur galima montuoti kolektorius? Geriausias variantas – ant stogo (šlaitinio ar plokščio), taip pat galima statyti ant žemės, o tam tikro tipo net ant sienų ar balkonų.

Visos sistemos veikimo principas

Tačiau kaip veikia visa sistema? Juk nepakanka paprasčiausiai nusipirkti saulės kolektoriaus ir pasistačius ant stogo tikėtis, jog jis ims šildyti vandenį. Iš tiesų yra visa sistema, kuri gali tinkamai funkcionuoti, tik sujungus tarpusavyje reikalingus elementus. Be abejo, pagrindas yra saulės kolektorius, kuris sujungtas su specialiu siurbliu, paimančiu šilumos energiją iš kolektoriaus ir reguliuojančiu, kad itin karštą dieną, jos į sistemą nepatektų per daug. Juk visą dieną saulės kolektorių kaitinantys tiesioginiai kaitrios saulės spinduliai gali jį įkaitinti ir iki 180 oC temperatūros (vakuuminiai iki dar aukštesnės). Iš kolektoriaus paimtą šilumos energiją siurblys perduoda į vandens šildytuvą. Vandens šildytuve vandenį kaitina du gyvatukai. Vienu šiluma ateina iš saulės kolektorių, kitu – iš atraminio šildymo katilo. Pastarasis įjungiamas tik tokiu atveju, jei valdymo blokas užfiksuoja, jog saulės energijos nepakanka įkaitinti vandenį iki norimo lygio. Taigi papildomas šildymo katilas kompensuoja skirtumą tarp saulės kolektoriaus teikiamos energijos ir vartotojo poreikių.

Skirtingi kolektoriai – skirtingoms klimato juostoms

Saulės kolektoriai yra dviejų tipų – plokštieji ir vakuuminiai. Plokščiąjį kolektorių sudaro absorberis, šiluminė izoliacija ir vamzdelis, kuriuo teka šilumnešis. Gera šiluminė izoliacija užtikrina didesnį kolektoriaus naudingumo koeficientą ir apsaugo nuo šilumos praradimo. Saulės kolektorių nuo žalingo aplinkos poveikio saugo specialus smūgiams atsparus stiklas, kuris taip pat gerina ir elemento izoliacines ypatybes. Vakuuminis saulės kolektorius yra sudarytas iš atskirų sandarių vamzdelių, o jų viduje esančios varinės plokštelės, kaitinamos saulės spindulių, kaupia energiją. Šiuose kolektoriuose nėra jokios izoliacinės medžiagos, kadangi kiekviename vamzdelyje yra vakuumas, tampantis pačia efektyviausia šilumos izoliacija, taigi šilumos nuostoliai iš viso nepatiriami. Vakuuminiai saulės kolektoriai geriausiai tinkami naudoti šaltesnio klimato juostose, kur saulės kiekis yra ne toks didelis. Pavyzdžiui, Europoje saulės kolektoriai yra pasiskirstę taip – 80-85 proc. plokštieji ir 20-15 proc. vakuuminiai. Kaip paaiškino UAB „Celsis“ vadybininkas Gedinimas Linkus: „Tokius rodiklius lemia tai, jog vakuuminiai saulės kolektoriai yra brangesni, o pietiniuose regionuose, kuriuose saulės energijos išspinduliuojama daug daugiau, šiluminiai nuostoliai nėra taip juntami, taigi pakanka ir iš plokščiųjų kolektorių gaunamos energijos. Tuo tarpu mūsų regione, kur saulė nešviečia ištisus metus, tinkamesni yra vakuuminiai kolektoriai, kadangi padeda surinkti didesnį saulės energijos kiekį“.

Galimybė pigiau šildyti būstą

Saulės kolektorius galima naudoti ir norint pigiau šildyti savo būstą. Tokiu atveju montuojamas kiek sudėtingesnis vandens šildytuvas. Rezervuaras geriamajam vandeniui yra patalpinamas šildymui skirto vandens rezervuare. Saulės energija, visų pirma, naudojama pašildyti geriamąjį vandenį, o jam įšilus iki reikiamos temperatūros, valdymo blokas saulės kolektorių tiekiamą energiją ima naudoti būsto šildymui skirto vandens rezervuaro kaitinimui. Jei gaunamos saulės energijos nepakanka iki reikiamos temperatūros įkaitinti pastarojoje talpoje esančio vandens, automatiškai įjungiamas atraminis šildytuvas. Tai, jog viena vandens talpa yra įmontuota kitoje, leidžia joms tarpusavyje keistis šiluma, taip sutaupant dalį energijos.

Saulės kolektoriais prekiaujančios bendrovės specialistai pabrėžė, jog visą šildymo saulės kolektoriais sistemą sudaro daugybė skirtingų elementų, užtikrinančių, jog į ją nepatektų per daug šilumos, kad trūkstant energijos vandens pašildymui, iš karto įsijungtų atraminis šildytuvas. Tad svarbu sistemos įrengimui naudoti specialiai tam skirtus elementus, o montavimo darbus patikėti tos srities specialistams. Pavyzdžiui, įrenginėjant tokio tipo sistemą negalima cirkuliacinio siurblio pakeisti kokiu nors, naudojamu įprastoms šildymo sistemoms, o būtinai rinktis sertifikuotą naudojimui prie saulės kolektorių. Tik tokiu būdu atsipirks investicijos, bus pasiekiamas didžiausias efektyvumas. Montavimo darbus taip pat patariama patikėti specialiai apmokytiems, patirties turintiems darbininkams, juk netinkamai sumontuoti jie gali veikti ne visu efektyvumu, būti nestabilūs, ar dar montavimo metu būti pažeisti.

Eglė Stočkutė