Obchodníci a distribútori vždy argumentujú za svoje vlastné produkty. Pozrime sa však na presné fakty! Ktorý z nich čo vie? Ktorý typ má aké výhody?

Najjasnejšie je pozrieť sa na rôzne aspekty a poctivo opísať fakty. Potom je už na každom, aby sa rozhodol, ktorý typ si vyberie. Najskôr je vhodné formulovať a špecifikovať na aký účel ho potrebujeme. 

Plochý solárny kolektor:

Prvé takéto typy sa objavili približne na začiatku 20. storočia. Tento typ konštrukcie sa už teda osvedčil, z hľadiska prevádzky je vyspelé technické zariadenie, aj keď nie najmodernejšej a najpokročilejšej technológie. Ich štruktúru zvyčajne tvorí povrch absorbujúci teplo – medená doska – a na ňu pripevnená rúrková špirála, izolovaná skrinka, ktorá ju obklopuje, a vonkajší sklenený povrch. Najčastejšie používané typy materiálov: tuhá penová tepelná izolácia odolná voči vysokým teplotám, tvrdené sklo, rám z hliníkovej zliatiny. Aj povrch absorbujúce teplo môže byť rôznych typov, od povrchovej úpravy čiernou žiaruvzdornou farbou až po osobitne vyvinuté špeciálne povrchové úpravy.

Najbežnejšie veľkosti plochých kolektorov sa pohybujú od 2 m2 do 4 m2. Vážia okolo 38-67 kg. Vzhľadom na ich dizajn ich potreba doplňovania kvapaliny nie je príliš veľká. Zvyčajne medzi 1 a 3 litrami, v závislosti od veľkosti.

Vákuový solárny kolektor:

Technológia vákuových trubíc je oveľa modernejšia a pokročilejšia. Prvé takéto typy sa objavili v 70. rokoch. Existuje niekoľko ich vylepšených typov. Majú však spoločné to, že teplo zhromažďujú pomocou povrchu absorbujúceho teplo vo vnútri dvojstennej sklenenej trubice. Vďaka vákuu vo vnútri dvojstennej sklenenej trubice je ich izolácia oveľa lepšia ako izolácia vzduchu v plochých kolektoroch. Ich rozmer a hmotnosť sú podobné ako pri plochých kolektorov. Ďalšou veľkou výhodou však je, že keďže sú úplne rozdelené na kúsky, nie je potrebné solárny kolektor zdvíhať súčasne na svoje miesto, ale stačí kúsky po jednom. Potom je možné montáž pohodlne vykonať v mieste montáže.

Výber solárnych kolektorov:

Všetky typy solárnych kolektorov majú svoje výhody a nevýhody. Pre každý typ je možné uviesť klady a zápory. Navyše sa často stáva, že všetky z nich sú ideálne pre rovnakú aplikačnú úlohu. Rovnako ako pri každom systéme, aj tu je dôležité dimenzovanie, dizájn, plánovanie a rozsah očakávaných nákladov inštalácie, a to aj v prípade najvhodnejšieho a najefektívnejšieho solárneho kolektora.

Náklady:

Presná výška nákladov je možno najdôležitejším aspektom na základe skúseností. Najmä keď sú údaje o výkone ľahko porovnateľné. 

Od čoho závisí výkon solárneho kolektora?

Pozrime sa na základy. Najvyššia účinnosť sa dosiahne, keď slnečné lúče nepretržite dopadajú na daný solárny kolektor kolmo. Je známou skutočnosťou, že so zmenou celého dňa aj ročných období sa poloha Slnka a planéty Zeme vzájomne voči sebe neustále mení, rovnako tak aj uhol dopadu slnečných lúčov prichádzajúce na povrch Zeme. V lete je uhol dopadu slnečných lúčov na Slovensku približne 66 °, v zime je to okolo 19,5 °.

Takže výkon solárneho kolektora je do značnej miery ovplyvnený uhlom dopadu slnečného lúča. Na Slovensku väčšina slnečného svitu – približne 1450 kWh / m2 ročne – prichádza na povrch orientovaný na juh s uhlom asi 40 °.

Ďalším dôležitým aspektom vo vzťahu k výkonu solárneho kolektora je absorpčná kapacita tepla daného zariadenia. Ak zariadenie zhromažďuje teplo veľmi intenzívne, je to žiaduce, zatiaľ čo ak stráca teplo, určite to zníži jeho účinnosť.

Okrem absorpčnej schopnosti tepla je tiež dôležité, ako rýchlo je daný produkt schopný premeniť na neho dopadajúce slnečné svetlo na tepelnú energiu. Dáva zmysel, že čím rýchlejšie to bude, tým výhodnejšie to bude pre majiteľa. Ak je premena tepla pomalá, denná kapacita výroby tepla bude tiež slabšia. 

K vzťahu k uhlu dopadu slnečného žiarenia si mám vybrať plochý solárny kolektor alebo vákuový solárny kolektor? 

Povrch plochého solárneho kolektora, ako už z jeho názvu vyplýva, je plochá sklenená tabuľa. Slnečné svetlo dopadajúce na plochú sklenenú tabuľu môže byť kolmé okolo obeda. (pri optimálnom uhle sklonu solárnych kolektorov). Výsledkom je veľká strata výkonu v ranných a pooobednajších hodinách pri týchto typov systémov.

Povrch solárneho kolektora absorbujúci teplo je valcovitý. Vďaka svojej valcovitej štruktúre od skorých ranných hodín, kým slnko nezapadne, jednu z jeho povrchových častí svetelná energia zo slnka vždy dosahuje kolmo. Vďaka svojej konštrukcii teda dokáže denne premeniť podstatne viac svetelnej energie na tepelnú energiu ako plochý kolektor.

Ak orientácia miesta montáže nie je najideálnejšia (orientácia nie je južná), je rozdiel medzi týmito dvoma typmi ešte výraznejší.

Okolo obeda a v lete, keď je uhol dopadu slnečných lúčov najviac kolmý, majú ploché kolektory lepší výkon. V prípade kolmého uhla dopadu plochý povrch dosiahne viac svetelnej energie ako valcový povrch.

Počas zamračených dní je valcový dizajn opäť výhodou. Prekvapení sú majitelia vákuových solárnych kolektorov, že aj napriek tomu, že je obloha zamračená, ich zakúpený produkt pre ne stále vyrába teplú vodu. Pri vákuových solárnych kolektorov je účinnosť systémov HEAT PIPE ešte výraznejšia.

Existuje rozdiel vo vonkajšej okolitej teplote medzi týmito dvoma typmi konštrukcií solárnych kolektorov?

V zásade existujú tri typy operačných prostredí, ktoré sa môžu vyvinúť na základe teplotných rozdielov.

– vonkajšia okolitá teplota je takmer rovnaká ako teplota kvapaliny vstupujúcej do solárneho kolektora

Takéto obdobie je iba zriedka. V takom prípade sú ploché kolektory zvyčajne účinné na 70%, zatiaľ čo vákuové kolektory na 50%.  Najbežnejším prípadom je, keď solárny systém pracuje v rozsahu vonkajšej teploty od 0 ° C do 26 ° C. Pod touto teplotou typicky produkuje vo výstupnom bode teplotu od 35 ° C do 95 ° C.

– vonkajšia okolitá teplota je nižšia ako teplota kvapaliny vstupujúcej do solárneho kolektora

Je to bežné cez zimu, keď je teplota vzduchu zvyčajne nižšia ako teplota kvapaliny vstupujúcej do solárneho kolektora. V takom období sa účinnosť plochého kolektora veľmi zhoršuje, pretože tepelné straty sú vysoké kvôli slabšej tepelnej izolácii. V tejto okolitej prevádzke majú vákuové solárne kolektory výrazne lepší výkon, pretože ich tepelné straty sú minimálne.

– vonkajšia okolitá teplota je vyššia ako teplota kvapaliny vstupujúcej do solárneho kolektora

To je obzvlášť bežné v lete, keď je teplota vzduchu veľmi vysoká. Vyslovene na letnú prevádzku je plochý kolektor lepší.

Na základe kapacity absorpcie tepla si mám vybrať vákuový solárny kolektor alebo plochý solárny kolektor?

Odraz tepla plochých solárnych kolektorov je vysoký (vďaka vonkajšiemu sklenenému krytu), preto ich výkon je silne ovplyvnený počasím a sezónnymi faktormi. Pri zimnom používaní ich výkonnosť výrazne zaostáva za výkonmi vákuových systémov. Sklenené trubice vákuového solárneho kolektora sú dvojstenné. Medzi dvojitým skleneným povrchom je vákuum. Spojením koncov trubíc je toto vákuum trvalo uzavretý medzi dvoma sklenenými trubicami. Je známe, že vákuum má mimoriadne dobrú tepelnú izoláciu, a preto nie sú tieto systémy solárnych kolektorov takmer vôbec citliví na vonkajšie teploty! Kľudne môžete chytiť vonkajší povrch trubíc, tie sa nikdy nezohrejú. Udržiavajú všetok tepla a v plnom rozsahu ho používajú na vykonávanie svojich úloh. (príprava teplej vody, podpora kúrenia)

Podľa prvkov zvyšujúcich výkon si mám vybrať plochý alebo vákuový solárny kolektor?

V prípade vákuových solárnych kolektorov existuje okrem použitia niekoľkých povrchov absorbujúcich teplo aj niekoľko vylepšení zvyšujúcich výkon. Ich použitím je už aj tak dobre fungujúci vákuový trubicový kolektor schopný dodávať ešte priaznivejší výkon. Príklady takýchto prvkov sú HEAT PIPE vo vákuovej trubici, HEAT PIPE s dvojitou hrúbkou alebo riešenie U-trubice.

V prípade plochých kolektorov sa pokúšajú o zvýšenie výkonu zmenou povrchu absorbujúceho teplo.

Z estetického hľadiska si mám vybrať plochý alebo vákuový solárny kolektor?

To, že komu sa čo páči viac, je tažké povedať. Možno z tohto hľadiska sú ploché kolektory populárnejšie. Vďaka svojmu dizajnu zapadajú do roviny strechy oveľa viac ako vákuové kolektory.

Mám si vybrať vákuový alebo plochý solárny kolektor, aby sa zabránilo zničeniu a možnému mechanickému poškodeniu?

Vďaka mechanickému a technickému prevedeniu plochého solárneho kolektora je odolný aj proti väčším a extrémnejším vonkajším vplyvom. Vákuový solárny kolektor je všeobecne schopný odolať krúpam s priemerom 2,5 až 3 cm a to bez akéhokoľvek poškodenia. Plochý kolektor odolá aj krúpam s veľkosťou polovici tehly, ale priznajme si nie je to príliš realistické a príliš časté a po takom krupobití alebo búrke by sme mali, bohužiaľ, čeliť aj vážnejším problémom, než čo sa to stalo nášmu solárnemu kolektoru.

Stačí si predstaviť, čo by také počasie spôsobilo nášmu autu alebo na sklenených plochách domu.

Na zimné použitie si mám vybrať plochý solárny kolektor alebo vákuový solárny kolektor?

Vďaka svojej obzvlášť dobrej tepelnej izolácii je vákuová trubica schopná vytvárať vysoké teploty aj v zime, ak je vystavená dostatočnému slnečnému žiareniu. Plochý solárny kolektor odovzdáva významnú časť vyrobeného tepla vonkajšiemu prostrediu, takže v zime nie je najefektívnejší. Neodporúča sa na zimné použitie.

Na druhej strane, po snežení, keď sú obe zariadenia pokryté snehom, je zlá schopnosť udžiavania tepla výhodou v prípade plochého kolektora, pretože sa z neho rýchlejšie topí sneh. Preto v oblastiach, kde je ročne veľa snehu alebo kde sneh zvyčajne zostáva dlho, možno odporučiť na zimné účely plochý solárny kolektor. Na niektoých častiach Slovenska, kde je cez zimu málo snehu, tento aspekt nie je významnou výhodou pre ploché kolektory. Nehovoriac o tom, že vonkajší povrch vákuových trubíc má veľmi hladký a mierne klzký dizajn. Musí teda byť dostatok snehu, aby sa na nich udržal. A keď začne svietiť slnko, a sneh sa len trochu roztopí, behom pár sekúnd z vákuových trubíc skĺzne dole. Avšak na tých častiach Slovenska, kde je cez zimu veľa snehu, tento aspekt je významnou výhodou pre ploché kolektory.

Nech sa už rozhodnete akokoľvek, Vaša voľba bude určite užitočná, pretože budete využívať bezplatnú solárnu energiu, čo je určite pre každého výhodné riešenie.