Na akom princípe funguje slnečný termický kolektor

Pri využívaní slnečnej energie sú často spomínané fotovoltické panely, ktoré z nej vyrábajú elektrinu. Slnko však môžete využiť aj na prípravu teplej vody a vykurovanie, a to pomocou solárnych termických kolektorov. Prečítajte si, ako fungujú a na čo si dať pri ich obstaraní pozor.    

Pojem solárny termický kolektor označuje akékoľvek  zariadenie, ktoré zachytáva slnečné žiarenie a premieňa ho na teplo, ktoré následne odovzdáva teplonosnej látke (väčšinou kvapalina). Táto látka potom  privádza teplo priamo na miesto určenia alebo do tepelného výmenníka, ktorý teplo ďalej distribuuje.      

Solárne termické kolektory  nájdete vo viacerých druhoch aplikácií.  Solárne elektrárne  využívajú tzv. koncentrické zrkadlové termické kolektory, rozmiestnené na rozľahlej ploche.  Zrkadlové kolektory odrážajú slnečné lúče  sústreďujúce sa na jednom mieste  (tzv. ohnisko),  ktoré intenzívne ohrievajú. Teplo na tomto mieste zachytáva teplonosná kvapalina, ktorá sa jeho vplyvom odparí. Para potom poháňa turbínu, ktorá zase poháňa elektrický generátor.      

Ide teda o odlišný princíp ako v prípade fotovoltických elektrární, ktoré vyrábajú elektrinu priamo pomocou fotovoltických panelov zložených z polovodičov. Okrem toho sa solárne termické kolektory používajú aj v menších aplikáciách – na  vykurovanie či výrobu teplej úžitkovej vody pre domy a iné budovy.  

Ako fungujú slnečné termické kolektory    

Pre menšie aplikácie (napríklad rodinné domy) sa používajú kolektory  v troch základných vyhotoveniach:    

Plastové absorbéry
Väčšinou pozostávajú len z čiernej plastovej hadice navinutej do špirály, ktorá slúži na  sezónny ohrev vody v bazéne.    

Ploché solárne kolektory
Sú zložené z viacerých vrstiev vyskladaných tak, aby zachytili čo najviac slnečného žiarenia. Používajú sa na  vykurovanie a ohrev teplej vody v budovách.      

Trubicové vákuové solárne kolektory
Sú podobné plochým kolektorom, majú však vyššiu účinnosť vďaka lepšej tepelnej izolácii, ktorú zabezpečuje vákuum.    

Pri plochých slnečných kolektoroch sa slnečné žiarenie  zachytáva v absorpčnej vrstve kolektora, ktorá je povrchovo upravená tak, aby  pohltila čo najviac lúčov a len minimum sa odrazilo späť do okolia. K absorpčnej vrstve je prichytené pomocou tepelne vodivého spoja  potrubie, cez ktoré prúdi teplonosná kvapalina. Tá teplo odvádza do výmenníka či zásobníka, kde sa pomocou neho  ohrieva médium.      

Aby boli tepelné straty čo najnižšie, sú kolektory uložené  v tepelne izolovanom ráme a zvrchu prekryté špeciálnym sklom. To umožňuje takmer bezstratový prechod slnečného žiarenia k absorbéru a zároveň vytvára  vzduchovú izolačnú vrstvu, ktorá bráni únikom tepla do okolia. Sklo okrem toho chráni  kolektor pred mechanickým poškodením, napríklad pri krupobití.      

Trubicové slnečné kolektory  navyše využívajú  vákuum. Absencia molekúl vzduchu vytvára  ešte lepšiu izolačnú vrstvu  medzi absorbérom a okolitým prostredím.  Tepelné straty sú teda ešte menšie a účinnosť ešte vyššia než v prípade plochého kolektora.    

Inštaláciu solárnych kolektorov si vopred premyslite  

Aby ste maximalizovali úžitok zo slnečnej energie, mali by ste vopred myslieť na výber tých správnych solárnych kolektorov od  osvedčeného výrobcu. Nezabúdajte ani na  odbornú a vopred premyslenú inštaláciu. Solárne kolektory by ste mali nainštalovať  na také miesto, kde budú vystavené slnečnému žiareniu po celý deň  (najčastejšie je to strecha). Dajte si pozor na  tiene od okolitých stavieb či stromov.

Na dosiahnutie čo najvyššej účinnosti by mali byť  otočené na juh, s odchýlkou do 30°  – pri jej dodržaní klesá účinnosť iba minimálne. Pri predimenzovaní kolektorov (ak použijete väčšiu plochu) ich môžete  orientovať aj na východ alebo západ.  Sklon kolektorov  by mal byť v rozsahu  25 – 60°, max. 25 – 70°. Pri menšom sklone získate vyššiu účinnosť v lete, pri väčšom zase v zime.

Bezplatná energia zo slnka – šetrite financie i prírodu

Správne navrhnutý a nainštalovaný systém solárnych kolektorov od osvedčeného výrobcu vám dokáže vďaka bezplatnej energii získavanej zo slnka  ušetriť až 70 % nákladov na ohrev teplej úžitkovej vody a nemalú časť nákladov na vykurovanie.  Pri prepočítaní na skleníkové plyny môže ísť o tisíce kilogramov CO2. Samozrejme, závisí to od konkrétnej lokality a umiestnenia solárnych kolektorov.      

Nezabúdajte však, že solárne kolektory sú iba  doplnkovým zdrojom tepla na vykurovanie a prípravu teplej úžitkovej vody. Na zabezpečenie komfortného bývania ich musíte  doplniť o hlavný vykurovací zdroj  – či už úsporný  kondenzačný kotol, alebo ešte úspornejšie  tepelné čerpadlo.