Solarni sistemi za zagrijavanje vode

Uređaji za zagrijavanje vode aktivno koriste toplotnu energiju sunca. Ovo je danas najčešći oblik praktične upotrebe energije sunca.

Solarni termalni sistemi

Kada govorimo o solarnim termalnim sistemima treba reći da oni imaju nekoliko namjena. Prije svega, osnovna namjena je grijanje potrošne tople vode, ali i podrška niskotemperaturnom površinskom grijanju i grijanju bazenske vode. Također, oni se mogu iskorištavati u svrhu hlađenja prostora. Efikasnost takvih sistema zavisi o pravilnom dimenzioniranju, a sam solarni doprinos ovisi i o nagibu i orijentaciji solarnih kolektora.

Solarni termalni sistemi se najčešće primjenjuju za pripremu potrošne sanitarne tople vode. Uzevši u obzir da se količina potrebne tople vode u domaćinstvima ne razlikuje bitno čak ni u različitim godišnjim dobima, moguće je za tu namjenu upotrijebiti prilično tipiziranu opremu. Ta se oprema uglavnom sastoji od unaprijed izrađenih elemenata, a sastoji se od 1-5 kolektora, bojlera tople vode od 200-1000 litara i/ili izmjenjivača toplote, solarne pumpne grupe, ekspanzione posude, i solarne automatike.

Na osnovu principa rada odnosno načina prenosa i skladištenja toplotne Sunčeve energije solarne termalne sisteme dijelimo na:

 

Pri proračunu i izboru solarnog termalnog sistema za pripremu tople vode, bitno je uzeti u obzir nekoliko faktora:

 

  • potreba za količinom tople vode,
  • površina solarnog kolektora,
  • zapremina rezervoara ili bojlera tople vode.

 

Naravno, osim navedenoga, potrebno je odrediti veličinu izmjenjivača toplote, prečnik cijevi, snagu pumpe, te veličinu ekspanzijske posude. Dio trgovaca solarnih sistema ima u ponudi komplete za ugradnju solarnih sustava. To su paketi koji znatno pojednostavnjuju ugradnju, a sadrže pumpu, sigurnosni ventil, mjerače pritiska i temperature, slavinu za punjenje, odzračivač i ekspanzionu posudu. Pri dizajniranju velikih sistema koriste se simulacijski softveri, dok se solarni sistemi za porodične kuće dizajniraju jednostavnijim metodama.

Grijanje solarnim kolektorima?

Energetske potrebe domaćinstva su najveće za grijanje, dakle, prirodno je zanimanje za to kako se riješiti stalnog povećanja računa za struju, i kako je moguće energiju Sunca iskoristiti za grijanje, te da li je eventualno moguće uskladištiti toplotu sakupljenu ljeti za grijanje zimi.

Iz klimatskih predispozicija naše zemlje proizlazi da veći dio godine moramo grijati prostore u kojima boravimo. To je trenutno izvor poteškoća iz više pogleda, pa najviše zbog toga tržimo alternativu za sisteme grijanja koji koriste struju, jer je najveći uzrok toga konstantno povećanje cijene.

Zanimljivo rješenje bi bilo kada bi toplotnu energiju Sunca ljeti, kada je ima u izobilju, mogli uskladištiti, te taj višak energije zimi iskoristiti za grijanje prostora. Na prvi pogled zvuči naivno, ili je u najmanju ruku teško zamislivo da to ima realne osnove. Ljeti, ili pri jakom suncu, solarni kolektor je u stanju izvrsno iskoristiti energiju Sunca, i pretvoriti je u toplotnu. Iz ovoga proizlazi da smo prvi dio problema riješili. S druge strane, dolazimo do težeg dijela zadatka, jer taj višak toplote moramo uskladištiti za zimu. Rješenje problema bi bilo da određani materijal (medij) zagrijemo i uskladištimo u okruženju koje je sposobno za skladištenje toplote. Naravno, riječ je o skladištu koje mora biti izuzetno dobro toplotno izolirano.

Pošto medij za skladištenje topline treba zadovoljiti više kriterija (cijena, dobar toplotni kapacitet…), nameće nam se kao rješenje upotreba vode. Naredni korak bi trebala biti izrada dovoljno velike „termosice“, u koju se sprema pomoću solarnog kolektora zagrijana voda. Ovakvo rješenje sreli smo u više evropskih zemalja, i to u onima koje imaju nepogodniju klimu od naše.

Jedan, sistem solarnog grijanja koji radi na principu tzv. sezoskog rezervoara, u praksi je izveden na način da su na krovove višestambenih kuća postavljeni solarni kolektori, i spoje na podzemni sezonski rezervoar. Veliki izolirani podzemni rezervoar – spremnik preko izmjenjivača toplote daje toplotnu energiju zimi za grijanje. Kada se temperatura vode u spremniku spusti ispod potrebnog nivoa – temperature, tada se pomoću toplotne pumpe koja je ugrađena u sistem, može iskoristiti ostatak toplotne energije. U slučaju potrebe, nadopunjava se klasičnim načinom grijanja, ali spomenuti solarni sistem sposoban je osigurati toplotu za više mjeseci energijom skupljenom u ljetnom razdoblju.