Ce sunt si cum functioneaza panourile solare pentru apa calda
Constientizarea problemei incalzirii globale si dorinta de a economisi energie pentru a economisi bani a dus in ultimele decenii la avansuri tehnologice importante in domeniul energiilor regenerabile si al reducerii poluarii. Astfel se face ca in ziua de azi un sistem de panouri solare pentru apa calda sa fie foarte accesibil, necesitand o investitie ce se poate recupera in doar cativa ani de zile. Tinand cont de faptul ca durata de viata a unui astfel de sistem depaseste lejer 15 ani este simplu de inteles interesul in randul celor care stau la casa.
Pe timp de vara sau in zilele calde de primavara si toamna un astfel de sistem poate acoperi necesarul de apa calda pentru intreaga locuinta. Unele sisteme sunt capabile sa functioneze si iarna, la un randament mai scazut bineinteles.
Principiul de functionare al unui sistem cu panouri solare pentru apa calda este urmatorul: apa sau agentul de incalzire circula printr-un set de tuburi cu pereti vidati, preluand caldura de la razele soarelui, dupa care ajunge in rezervorul cu apa calda, de unde poate fi apoi folosita direct la robinet. Ciclul se reia automat cand lichidul racit intra din nou in tuburile panoului solar. Tipurile panourilor solare si rezervoarelor determina complexitatea sistemului si bineinteles costul de achizitie.
Componentele unui sistem solar de incalzire a apei
Tipul sistemului – in primul rand cred ca trebuie sa te decizi asupra tipului de sistem pe care vrei sa-l instalezi: (1) sistem fara recirculare, mai simplu, mai ieftin, dar mai putin eficient in zilele reci, cand devine neutilizabil sau (2) sistem cu recirculare cu pompa.
Sistemul fara recirculare foloseste un rezervor (vasul colector) montat in partea de sus a tuburilor si se foloseste de efectul de termosifon: apa calda urca natural in partea de sus, fiind mai putin densa. Apa rece din zona de jos a rezervorului patrunde in panoul solar unde este incalzita. Ciclul se repeta fara a necesita o pompa de recirculare a apei in sistem.
 |
| Kituri de sisteme cu panouri solare – vezi modele |
Complexitatea si pretul sistemelor solare cu tuburi difera destul de mult, deci o parte din componentele mentionate mai jos s-ar putea sa nu fie prezente pe sistemul ales de tine. In general insa discutam despre urmatoarele componente principale:
Colectorul
Din punct de vedere al tipului panoului solar exista trei tipuri principale constructive, doua folosind tuburi vidate prin care circula direct apa rece sau agentul de incalzire. Tuburile vidate sunt goale la interior, insa pe exterior au pereti dubli etansi vidati. Peretele exterior este transparent, permitand patrunderea luminii, iar cel interior este de obicei acoperit cu vopsea ce absoarbe mai bine caldura de la razele soarelui.
Pentru o eficienta si mai mare unele panouri sunt incastrate intr-un cadru metalic cu doi pereti, unul de sticla transparent si peretele din spate, acoperit cu vopsea reflexiva, ce creeaza un efect de sera in interiorul containerului.
Tuburi vidate nepresurizate – apa este incalzita direct printr-un circuit deschis, in sensul urmator – de la sursa de apa potabila apa rece ajunge in rezervor, de aici curge prin tuburile vidate unde este incalzita, deci ii scade densitatea, moment in care apa urca la loc in rezervorul amplasat in partea de sus a tuburilor de unde poate fi utilizata in baie cand se deschide robinetul de catre utilizator.
Sistemul este deschis, o pipa de aer facand legatura cu exteriorul, deci nu exista pericol de crestere a presiunii in rezervor din cauza temperaturii ridicate. Tuburile vidate nepresurizate fac parte din sisteme foarte simple, accesibile, care nu consuma curent pentru a mentine temperatura apei la un anumit nivel ridicat si nici nu au nevoie de foarte multe elemente de siguranta.
Tuburile vidate nepresurizate pot fi folosite pe toata perioada anului, chiar si cand afara se inregistreaza temperaturi negative, insa randamentul termic scade foarte mult iarna. In plus vor avea intotdeauna probleme cu presiunea apei la robinet.
Tuburi vidate presurizate – sunt conducte superconductoare ce functioneaza pe principiul heat-pipe – apa este incalzita in boiler de serpentine prin care circula agentul de incalzire (incalzit de razele soarelui atunci cand trece prin tuburile presurizate de pe acoperis), moment in care are loc transfer de caldura in sensul opus, agentul deci se raceste si ajunge din nou in tuburile vidate, moment in care ciclul se reia.
Panou de incalzire plan – sunt panouri formate din placi de cupru prinse intr-un cadru de aluminiu, acoperite cu sticla, avantajul fiind ca functioneaza bine in mai multe zone geografice si acopera mai multe perioade din an cand apa menajera poate fi incalzita, chiar daca eficienta este mai scazuta in perioada rece.
Rezervorul de apa calda (vas de expansiune)
Spre deosebire de centralele termice de apartament, sistemele de incalzire cu panouri solare folosesc un rezervor pentru depozitarea apei calde. Similar cu boilerele, este necesar un interval de timp pentru incalzirea apei din rezervor.
La sistemele cu panouri nepresurizate un vas flotor permite umplerea rezervorului cu apa rece de la retea pe masura ce apa calda existenta in rezervor este folosita. In cazul sistemelor presurizate insa este necesara prezenta unei unitati electronice de control (statie de automatizare), pentru a opri alimentarea cu apa si a refula in caz de presiune prea ridicata in sistem. Sistemele presurizate pun insa la dispozitie o presiune mai mare a apei, similara cu cea obtinuta de la reteaua de alimentare.
Rezervorul este si el de doua tipuri: montat deasupra tuburilor vidate sau boiler de interior. Primul trebuie montat pe acoperis, impreuna cu panoul solar, deci s-ar putea sa fie nevoie sa ranforsezi acoperisul pentru a putea sustine greutatea totala a sistemului.
Sistemele cu boiler de interior pot fi folosite pentru a incalzi atat apa menajera, cat si apa folosita in sistemul de incalzire al locuintei. Aceste panouri fac parte dintr-un sistem mai sofisticat, cu controller electronic si sursa alternativa de energie pentru momentele in care energia furnizata de soare nu este suficienta.
Schimbatorul de caldura
In cazul sistemelor presurizate cu boiler interior incalzirea apei se face prin circularea agentului de incalzire (pe baza de glicol sau antigel) prin intermediul unor serpentine din interiorul rezervorului cu apa, cand acesta este inca fierbinte, intorcandu-se apoi prin exteriorul rezervorului cand se raceste catre tuburile vidate, unde urmeaza sa preia iar caldura, ciclul repetandu-se cat timp sistemul este functional. Un rezervor separat pentru agentul de incalzire este de obicei montat deasupra tuburilor colectoare.
Pompa
In cazul sistemelor cu boiler intern este nevoie de pompa care sa circule agentul de incalzire in interiorul sistemului. O astfel de pompa electrica consuma la randul ei energie, reducand putin eficienta sistemului, insa exista si modele cu alimentare fotovoltaica ce se alimenteaza direct de la soare.
Booster
Este un alt element al sistemului, o rezistenta electrica ce are rolul de a mentine un anumit nivel de temperatura pentru apa din rezervor in zilele inorate sau in anotimpul rece, cand aportul panourilor solare nu este suficient pentru a incalzi apa la nivelul dorit. Boosterul va consuma energie de la retea pentru a incalzi apa la nevoie, inca vine cu avantajul ca nu vei ramane fara apa calda in niciun moment din zi.
Supape si sigurante
Niciun sistem presurizat nu este sigur sau eficient fara aceste elemente. Minim ar trebui sa primesti o siguranta in caz de presiune prea ridicata (protectie la suprapresiune), in cazul in care tevile se incalzesc prea tare (protectie la supraincalzire) si o supapa pentru a opri apa rece din rezervor sa ajunga in sistemul de incalzire sau pe robinetul de apa calda atunci cand randamentul panourilor scade prea mult. Nu vrei ca sistemul sa-ti raceasca apa calda venita de la furnizor.
Unitatea de control (statia de automatizare)
Este poate cea mai importanta si neglijata componenta a unui sistem de incalzire a apei cu panouri solare. Configurarea initiala trebuie facuta de catre un specialist, insa cu putin efort cred ca poti intelege si singur cum functioneaza intregul sistem pentru a face ajustari ulterior, in functie de particularitatile tale de consum si a climei din zona.
Sistemul de incalzire cu panouri solare trebuie legat la circuitul conventional de incalzire, cu sursa de energie electrica (curent din retea) sau termica (centrala pe gaz sau pe lemne) pentru a putea suplini necesarul de apa calda in zilele innorate si pentru a compa apa calduta in zile cu temperaturi negative. Unitatea de control este cea care decide cand este necear sa preia energie de la retea.
Iarna este foarte important sa prevenim inghetarea panoului solar si a lichidului din tuburi, lucru cea poate duce la craparea conductelor intr-un sistem presurizat deoarece apa inghetata are un volum semnificativ mai mare in forma solida. Unele sisteme folosesc un agent de incalzire in schimbatorul de caldura care nu ingheata, deci este vorba de doua circuite diferite de lichid, apa din rezervor nefiind incalzita direct de soare, ci de catre agentul de incalzire circulat de pompa prin circuitul schimbatorului de caldura.
Instalarea si intretinerea sistemului
Pentru cei care doresc sa incerce marea cu degetul le recomand initial un sistem simplu de panouri solare nepresurizate, care nu necesita componente complexe de automatizare sau instalare profesionala. Aceste pot fi instalate chiar de catre utilizator pe acoperis, daca acesta este suficient de rezistent, altfel exista intotdeauna optiunea instalarii pe terasa sau in curte, direct pe pamant, cat timp panoul are acces direct la soara, fara umbra.
Vara si in zilele calde vei putea folosi fara probleme acest sistem pentru a incalzit aproape toata cantitatea de apa menajera necesara in locuinta, insa noaptea si in zilele friguroase eficienta acestui tip de sistem scade foarte mult. De asemenea, daca sistemul nu este tratat cu substante anticorozive (interiorul conductelor si al rezervorului) va trebui sa golesti si sa cureti sistemul la intervalul de timp mentionat de producator.
Pentru utilizarea pe toata perioada anului este necesara achizitia unui sistem presurizat, cu boiler de interior. Acesta este mult mai complex si mai costisitor, recuperandu-se investitia in mai multi ani, insa pentru locuinte din afara zonei de acoperire a retelei cu apa calda si curent sau pentru cei care doresc sa fie complet independenti energetic este singura alegere.
Indiferent de tipul sistemului catre care te orientezi este important sa alegi un sistem dimensionat corespunzator pentru, deci consulta un agent de vanzari inainte de a te decide. In principiu o familie de 4 persoane ar trebui sa se descurce cu un rezervor de 250 – 300 de litri fara probleme. Va trebui sa tii cont si de zona geografice in care se va instala sistemul, de clima locului si de particularitatile locuintei care vor determina amplasamentul si orientarea panourilor. Daca nu te deranjeaza sa te documentezi poti cumpara singur componentele sistemului, insa cel mai simplu este sa apelezi la un specialist.
Durata de viata a panourilor este de cel putin 15 – 20 de ani, daca sunt intretinute corespunzator. Prin intretinere ma refer la curatarea periodica a panourilor. Cu cat panourile sunt mai murdare cu atat le scade mai mult eficienta, razele soarelui fiind blocate partial de depunerile de pe suprafata panoului.
Majoritatea panourilor exterioare vin cu un grad de rezistenta ridicat la grindina si fenomene meteorologice extreme, insa nu sunt indestructibile, deci intreaba vanzatorul cat de rezistente sunt acesta inainte sa comanzi un nou sistem.
Modele recomandate de panouri solare pentru apa calda:
- Seria Westech – sistem cu tuburi vidate heat-pipe cu oglinda, panouri individuale sau kit;
- Seria Rainung – kit complet, vas flotor de 2 litri, rezervor de 150 sau 200 litri, 15 sau 20 de tuburi vidate, izolatie cu spuma poliuretanica;
- Seria Panosol – panouri solare presurizate cu heat-pipe si boiler sau kit-uri complete;
- Seria Idella – kit complet de panou solar plan presurizat pentru pana la 3 persoane, boiler termoelectric cu 2 serpentine, statie de compare solara.
Sunt curios sa aud de la cei care folosesc deja un sistem de panouri solare pentru apa calda cat de repede si-au recuperat investitia si cati bani economisesc lunar la factura de energie. Daca nu ai facut inca pasul si ai intrebari nu ezita sa le lasi intr-un comentariu.
Sisteme de alarma pentru casa: tipuri, senzori, sfaturi de achizitie
