Kolektory słoneczne - montaż instalacji solarnej Kolektory słoneczne stosowane są coraz częściej w budownictwie jedno- i wielorodzinnych, na dachach bloków i budynków użyteczności publicznej wykorzystując różne możliwości rządowego dofinansowania. Ich funkcją jest pozyskiwanie ciepłej wody użytkowej. Zaletami instalacji solarnej wykorzystującej kolektory słoneczne są oszczędności związane z jej stosowaniem oraz walory ekologiczne, dotyczące ochrony środowiska oraz redukcji emisji gazów cieplarnianych. Budowa kolektora słonecznego Kolektory słoneczne przeznaczone są do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło. Zasada działania polega na zamianie energii słonecznej docierającej do kolektora na energię cieplną nośnika ciepła. Wykorzystywanie podstawowych zjawisk fizycznych umożliwia wzrost wydajności urządzenia do podgrzewania wody użytkowej i wspomagania centralnego ogrzewania. Kolektory słoneczne stanowią jeden z głównych elementów instalacji solarnej. Poza kolektorami słonecznymi system solarny składa się z zasobnika ciepłej wody, pompy, naczynia wyrównawczego oraz automatyki sterująco-zabezpieczającej. Zasobnik ciepłej wody to pojemnik wykonany z blachy, zaizolowane od zewnątrz wełną mineralną lub pianką poliuretanową. Wewnątrz pojemnik jest pokryty warstwą poprawiającą izolacyjność i zapobiegającą osadzaniu się zanieczyszczeń. Zasobniki posiadają wymienniki płaszczowe, płytowe lub w formie wężownic, które umieszczone wewnątrz urządzenia mają na celu ogrzanie wody w zasobniku. Dokonuje się to przez ciecz roboczą przepływającą wymiennik. Ilość wymienników jest uzależniona od liczby źródeł ciepła podłączonych do zasobnika. Obecność pompy obiegowej nie jest konieczna, ponieważ instalacja solarna może działać grawitacyjnie. Jednak zastosowanie pompy obiegowej poprawia skuteczność działania instalacji, ponieważ obieg wymuszony jest dużo efektywniejszy. Kolektory słoneczne ogrzewają ciepłą wodę użytkową. Mogą działać wspomagając instalację centralnego ogrzewania. Jednak to drugie rozwiązanie jest rzadko stosowane w Polsce ze względu na niezbyt wystarczające nasłonecznienie. Koniecznością w takim przypadku są kolektory słoneczne o bardzo dużej powierzchni. Kolektorów słonecznych bardzo często używa się także do podgrzewania
wody basenowe. Kolektory płaskie Głównym elementem każdej instalacji płaskich kolektorów słonecznych jest płyta pochłaniająca, czyli absorber, którego zadaniem jest pochłanianie promieniowania słonecznego. Obudowa jest izolowana termicznie, a sam absorber wykonany z miedzi lub aluminium, co ma za zadanie zminimalizować straty ciepła. Do płyty absorbującej przyłączone są rury przepływowe czynnika grzewczego, które odbierają zgromadzoną energię. Następnie pompa transportuje czynnik do zasobnika, gdzie oddaje on ciepło zimnej wodzie nagrzewając ją. Schłodzony czynnik wraca do absorbera. Od góry kolektor płaski zakończony jest szybą z hartowanego szkła, przepuszczającą możliwie jak najwięcej promieniowania słonecznego i chroniącą wnętrze kolektora przed uszkodzeniami mechanicznymi. Kolektory próżniowe Kolektory próżniowe są zbudowane z dwóch szklanych rur oddzielonych od siebie próżnią. Wewnątrz znajdują się rurki o mniejszych średnicach, w których znajduje się ciecz przenosząca ciepło. Rura zewnętrzna, która ma styczność z powietrzem jest przezroczysta, a wewnętrzną pokrywa absorber. W wewnętrznych rurkach ciepła znajduje się ciecz, która parując przemieszcza się konwekcyjnie do kondensatora. W kondensatorze, po oddaniu ciepła, para zamienia się w ciecz i wraca do układu. W niektórych kolektorach próżniowych dodatkowym elementem są zwierciadła, mające za zadanie odbijanie promieni słonecznych. Montaż i eksploatacja kolektorów słonecznych Tylko prawidłowy montaż i eksploatacja kolektorów słonecznych jest w stanie zapewnić ich odpowiednią wydajność i bezawaryjność. Zarówno miejsce jak i sposób montażu zależny jest od wielu czynników, a odpowiedni dobór powierzchni kolektorów powinien odpowiadać potrzebom energetycznym budynku lub naszemu zapotrzebowaniu na ciepłą wodę użytkową. Choć kolektory kojarzą się z montażem na dachu, obecnie producenci umożliwiają zamontowanie ekranów w każdym miejscu, z zachowaniem zwrotu na południe. Dach stanowi najbardziej naturalne miejsce do montażu, ponieważ zazwyczaj jest tam dość wolnej powierzchni, aby zagospodarować ją kolektorami słonecznymi. Do tego dach jest tą częścią domu, która jest najbardziej wystawiona i dostępna promieniowaniu słonecznemu. Warto pamiętać, aby wszelkiego rodzaju elementy mocujące kolektor były odporne na korozję, a cała konstrukcja wytrzymywała napór wiatru lub śniegu. Montaż dachowy ma również dodatkową korzyść. Jeżeli nachylenie dachu odpowiada zalecanemu nachyleniu kolektora (20-45 ), wówczas zainstalowanie panelu jest tańsze i mniej pracochłonne. Co więcej, kolektory możemy również zamontować na dachu płaskim, a konstrukcję podtrzymującą i zapewniającą odpowiedni kąt nachylenia możemy jedynie dociążyć, bez wiercenia otworów w dachu. Instalowanie kolektorów na stelażach zainstalowanych na dachu to nie jedyna możliwość wykorzystania najwyższych punktów budynku. Możliwy jest również montaż kolektorów w linii dachu. Przy takim rozwiązaniu należy pamiętać o odpowiednim uszczelnieniu wykonanego otworu. Realizację warto zaplanować przed wykonaniem poszycia, ponieważ łatwiej wtedy poprowadzić
przewody w instalacji. Co zrobić jeśli na dachu nie mamy wystarczającej ilości miejsca lub jego budowa nie pozwala na instalację kolektorów? Wówczas musimy zejść trochę niżej. Elewacja budynku również jest dobrym miejscem do montażu kolektorów. W tym przypadku odpowiednie nachylenie zapewnia stelaż zamontowany do ściany. Przy odpowiedniej konstrukcji i zabezpieczeniu kolektorów, możemy wykorzystać je np. jako daszek nad drzwiami do ogrodu lub bocznym wejściem. Jeżeli z miejsc możliwego montażu kolektorów słonecznych musimy wykluczyć również elewację, pozostaje nam montaż w pobliżu domu. Musimy pamiętać, aby wybrać miejsce niezacienione a kolektory zwrócić pod odpowiednim kątem na południe. Taki montaż kolektorów słonecznych nie ingeruje w bryłę domu, ale ma również swoje wady. Wydłużone przewody instalacji mogą powodować większe straty energii w transporcie czynnika. Podział zestawów montażowych: Zestawy montażowe można podzielić ze względu na kąt nachylenia: zespoły montażowe do montażu kolektorów na dachu płaskim, zespoły montażowe do montażu kolektorów na dachu skośnym o nachyleniu od 10 do 25, zespoły montażowe do montażu na dachu skośnym o nachyleniu od 25 do 60. Rodzaje mocowań Specjalistyczne haki ze stali nierdzewnej stanowią sposób mocowania kolektorów na wszelkich pokryciach dachowych. Zestawy montażowe oferowane są hakami, stosowanymi: do dachówki ceramicznej oraz betonowej, do blacho dachówki, blachy trapezowej oraz pokryć falistych, do różnych pokryć. Zestaw montażowy powinien zostać dobrze dobrany, ponieważ stanowi kompletną konstrukcję utrzymującą dany model oraz odpowiednią ilość kolektorów słonecznych.
Wymagania dotyczące uprawnień do montażu i odbioru instalacji solarnej Montaż instalacji kolektorów słonecznych może dokonywać wykonawca, spełniający co najmniej jedno z wymagań: może sprawować samodzielnie funkcje techniczne w budownictwie, to znaczy posiada uprawnienia do kierowania budową w branży instalacyjnej w zakresie sieci, instalacji i urządzeń wodociągowych, kanalizacyjnych, cieplnych, wentylacyjnych i gazowych, o czym jest mowa w Rozdziale 2 ustawy z dnia 7 lipca 1994 roku Prawo Budowlane (Dz. U. Nr 89, poz. 414 z późniejszymi zmianami) i jednocześnie posiada certyfikat/świadectwo w zakresie doboru i montażu instalacji kolektorów słonecznych, wydanych przez producenta montowanych kolektorów słonecznych lub jego autoryzowanego przedstawiciela; jest przedstawicielem producenta kolektorów słonecznych lub podmiotu posiadającego certyfikat/świadectwo autoryzacji w zakresie doboru i montażu instalacji kolektorów słonecznych, wydany przez producenta montowanych kolektorów słonecznych lub jego autoryzowanego przedstawiciela; posiada świadectwo kwalifikacji, uprawniające do zajmowania się eksploatacją urządzeń, instalacji i sieci na stanowisku dozoru lub eksploatacji, wydawane na podstawie rozporządzenia Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 28 kwietnia 2003 roku w sprawie szczegółowych zasad stwierdzenia posiadania kwalifikacji przez osoby zajmujące się eksploatacją urządzeń, instalacji i sieci (Dz. U. Nr 89, poz. 828 z późniejszymi zmianami) w zakresie niezbędnym dla instalacji i jednocześnie posiada certyfikat/świadectwo w zakresie doboru i montażu instalacji kolektorów słonecznych, wydany przez producenta montowanych kolektorów słonecznych lub jego autoryzowanego przedstawiciela. Protokół końcowy odbioru przedsięwzięcia i przekazania do eksploatacji powinien zostać podpisany przez wykonawcę, kredytobiorcę (inwestora), inspektora nadzoru, posiadającego uprawnienia budowlane odpowiedniej specjalności w szczególności określone w art. 14 ust. 1 pkt. 4 ustawy Prawo budowlane, jedynie w przypadku, gdy jego powołanie wynika z przepisów prawa budowlanego; jeśli
na projekcie widnieje podpis uprawnionego inspektora nadzoru nie jest wymagany podpis wykonawcy. Odpowiedni montaż to podstawa wydajnego działania kolektorów. Nie zapominajmy również o estetyce instalacji, która w znacznym stopniu wpływa na wygląd budynku. Fachowo zamontowany kolektor słoneczny w dużym stopniu wpływa na uzyskaną energetyczność instalacji solarnej. Prawidłowy wybór zestawu montażowego uzależniony jest od rodzaju budynku, na którym zostaną zamontowane kolektory słoneczne, konstrukcji dachu, rodzaju pokrycia dachowego, kąta nachylenia połaci dachowych, a także ogólnej zabudowy całego terenu. Opracowanie mgr inż. Agata Jastrzębska, www.klimatyzacja.pl, www.ogrzewnictwo.pl Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji.