Видове слънчеви колектори. Как да изберем между тях и каква инсталация е най- подходяща!

В тази статия ще се опитам да направя една класификация на типовете слънчеви инсталации и слънчеви колектори, като ще изчистим много от общите заблуди, за това кой колектор е по- добър или лош.

Виж каталога с всички слънчеви колектори

1. Видове слънчеви колектори.

Има три основни направления: колектори, които загряват въздух, вода и такива които правят електричество( фотоволтаични). В тази статия ще се спрем само на тези за вода.

• Вакуумно- тръбни слънчеви колектори:

Те се делят основно на три вида: колектори с топлинна тръба, колектори с U тръба и колектори които имат просто стъклена тръба и нищо в нея.

• Колекторите със стъклена тръба на външен вид се различават по това, че както отгоре, така и отдолу имат събирател, към който са вързани тръбите. Принципно този тип колектори е доста остарял и рядко се срещат на пазара. Ако ги видите ще ги познаете по много по- ниската цена. Като цяло са по неефективни и има опасност да замръзват зимно време, ако няма антифриз в системата. Често клиенти казват, че са чели някакво немско изследване, което казва че вакуумните колектори са много по- лоши от плоските и там имало снимка на замръзнали тръби. Ами те са точно от този тип, така че този колектор не е добър избор.
• Колекторите с U тръба представляват една по- голяма стъклена тръба, в която влиза медна тръба под формата U(пълна с етилен- гликол или вода), към която има заварена и пластина със селективно покритие. На практика колектора използва съшият принцип като плосък колектор, но вместо 10 тръби заварени за пластина под едно общо стъкло, всяка U тръба е сложена в отделна стъклена тръба. Като цяло и тези колектори се срещат много рядко. Ще ги познаете по- големия размер и по- ниската цена.
• Колектори тип топлинна тръба. Това са най- разпространените и най- добрите вакуумно- тръбни колектори. Стандартно се характеризират с по- висока цена. Топлинната тръба работи на принципа на климатика. Във вакуумната тръба има една тънка медна тръбичка, която е пълна с газ със специално свойства. При поглъщането на слънчева енергия, този газ се изпарява и се покачва в горната част на тръбата, където отдава топлината си на водата( етилен-гликола). След като я отдаде( кондензирайки) процеса се повтаря. Хубавото при тези колектори е, че вода минава само в горната част на колектора и реално имат много ниски топлинни загуби, което повишава ефективността им. Хубавите такива колектори се характеризират с алуминиево тяло и рамка, гумена чашка (а не пръстен) на мястото където вакуумните тръби влизат в колектора и обикновено сонда за датчик. Като цяло на пазара има няколко типа такива колектори- най разпространените са със дебелина на стъклената тръба Ф58/1800. Срещат се и Ф47/1800 както и разновидности на 1500(дължина на тръбата). Най- добре е да вземете колектор от типа Ф58/1800, тъй като са най разпространени. Често ни звънят клиенти, които имат от другите типове и търсят резервни такива, но не могат да намерят.

Друга разновидност е размера на капсулата на тръбата (мястото където топлината се предава от тръбата в колектора). Най- разпространените са с размер Ф14, като има и Ф24, като разбира се цената при тях е поне с 40% над първите. Каква е разликата? Тръбите с Ф24 са по ефективни, поради по- голямата топлинна площ, но има и уловка. Реално поради повечето газ в тях те стартират процеса на изпарение и кондензация при по- висока температура- около 50-60 градуса, което ги прави доста ефективни лятото, но се представят доста зле през зимата, когато няма силно слънце или няма слънце въобще. Като цяло е по- добре да се избере версия Ф14, за това и повечето колектори на пазара са от този тип.

Последният важен детайл, за който се сещам е че самата стъклена вакуумна тръба трябва да бъде с трислойно покритие за максимална ефективност. Като цяло то доста време не съм срещал по- малко от три слоя, но ако колектора отговаря на всички останали условия описани по- горе и въпреки това цената му е фрапиращо по- ниска има вероятност да има ниско качествени тръби, което е голям проблем.

Също така доста хора се притесняват, че вакуумните тръби са чупливи от градушка например. Това въобще не е така, всъщност са доста издръжливи, веднъж монтирани, а дори и да се счупи някоя, колектора продължава да работи. Най лошият случай е да дадете 12 лв. за нова тръба.

Извод: Ако търсите вакуумно- тръбен слънчев колектор изберете от типа топлинна тръба с алуминиево тяло и стойка от тип Ф58/1800 с размер на ампулата Ф14 и трислойно покритие на вакуумната тръба. Ние предлагаме точно такива!

• Плоски селективни слънчеви колектори: (тази тема не покрива обикновените, черно боядисани колектори, тъй като те са добро решение за Африка, но не и тук)

Всички са виждали плоски колектори, тъй като те са първите появили се колектори и са по- разпространени. Общо взето при тях нещата са ясни, но има детайли които да се обсъдят. Общо взето според повечето параметри се делят винаги на два типа:

2.1) Параметър тип на рамката: Има два основни типа рамки- едните са нитовани, другите щамповани:

* Нитовани са рамките на по- евтините колектори като цяло и се познават по това, че рамката се състои от 4 страни, обикновено сиви които са вързани по краищата с нитове. Притеснението тук, чисто теоретично е че след години работа, тези нитове може да се разхлабят и в колектора да влезе вода, което ще доведе до замъгляване от вътрешната страна на стъклото и следователно намалена работа на колектора.

* Щампованите рамки се правят от един цял лист алуминий, който е пресован под формата на леген. Този тип рамка, освен че изглежда по- красиво е и значително по- устойчив към пропускане на вода. Като цяло този тип колектори са по- скъпи.

2.2) Параметър брой тръби и тип серпентина в колектора: Основно колекторите се делят на два вида- тип меандър и тип колектор горе/долу

* Колекторите тип меандър се състоят от една единствена тръба, която се вие като серпентина по цялата повърхност на колектора. Като цяло този тип колектори са с най- голяма ефективност защото имат по- голяма допирна площ към селективното платно, а в същото време реално минава по- малко количество флуид, което като се вкара във формулите за ефективност, изкарва по- голямо число.

* По- стандартните колектори са на практика една тръба отгоре, една отдолу и много тръби, които ги свързват. Важното тук е броя на свързващите тръби. Колкото повече и по- нагъсто, толкова по- добър е колектора.

2.3) Параметър тип на селективното покритие: Като цяло, колкото по- добро е покритието, толкова по- добър колектора. На практика обаче повечето селективни покрития са с ефективност от около 95%, което горе долу е максимума и разликите са малки. За съжаление в повечето случаи химичния състав на покритието е фабрична тайна, така че няма как да направим реално сравнение.

2.4) Параметър тип на стъклото: От доста време почти всички колектори имат призматично закалено стъкло, тъй че това не е толкова сериозен параметър. В последно време на пазара се появяват и колектори със самозатъмняващи се стъкла в случаи на прегряване на инсталациите. Цената им обаче е толкова висока, че е много по- смислено да се направи други решение против прегряване вместо да се вземат такива колектори.

1. Кой колектор е по- добър вакуумно- тръбен или плосък и като цяло кой колектор да избера?

Това е винаги задаван въпрос, на които всяка фирма дава отговор според каквото лично вярва. Тъй като ние предлагаме почти всички типове колектори, ще се постарая да бъда максимално обективен.

• Защо да изберем вакуумно- тръбен колектор: Аз лично препоръчвам вакуумно- тръбни колектори тип топлинна тръба по следните причини:
• по- лек и лесен е за транспорт и качване до покрива, което намаля цената за монтаж и транспорт.
• По- евтин е като се сравни с кореспондираща площ на плоски колектори
• Не задържа сняг, стига да не се залепи за покрива. Като цяло това не е много сериозен параметър, тъй като снега бързо се свлича от всички колектори.
• Има много по- ниски топлинни загуби, тъй като вода минава само отгоре, където е добре изолиран. Например плоският колектор губи топлина през целия си гръб.
• Съдържа нищожно количество флуид, което означава по- малко вложен пропилен- гликол, което означава по- ниска цена на инвестицията.
• Ако се счупи някоя тръба, цената и е 12лв., а и колектора може да работи без нея. Например при плосък колектор- ако се счупи стъклото, го хвърляте.
• Относно к.п.д- когато се сравнят данните между такъв колектор и плосък, то е горе-долу еднакво. Трябва да се има предвид обаче че тези данни са за слънчеви дни и летни месеци. Реално погледнато вакуумно- тръбният колектор е малко по- ефективен в моменти когато няма слънце или през зимата например, но за съжаление в сертифициращите лаборатории, такива изследвания не са задължителни, така че няма как да потвърдя това твърдение със сертификат, а само от опит и лични изследвания.

• Защо да изберем плосък колектор: Тук интересното е че на пазара има колектори за 500лв. а има и колектори същата квадратура за 1500лв. Искам да се спра на това по- подробно.

Един добър колектор за 500лв има обща ефективност от порядъка на 0,78%.

Ако се загледате в сертификата на колектор за 1500лв ще забележите, че тази ефективност рядко минава 85%, но нека приемем че тя е 100% и реално цялата попаднала енергия върху колектора е полезно оползотворена.

Средно за България през лятото на 1 квадратен метър попадат около 700W. Ако приемем, че плосък колектор от 2м2 има реална полезна площ от 1,8м2, то той в идеален случай ще произведе 1,8*0,7kW= 1,26kW за 1 час. Ако приемем , че той наистина е само 78% ефективен, то реално ще получим 1,26*0,78= 0.98kW мощност.

Нека сега вземем един 2м2 колектор за 1500лв с идеална ефективност от 100%. Той също има активна площ 1,8м2, така че ще произведе 1,26kW.

Значи имаме два колектора един 500лв и един за 1500лв. и разликата между тях е 300W.

Т.е семплата логика подсказва, че ако държите да дадете 1500лв., по- добре си купете три колектора по 500лв, които ще произведат 3*0,98= 2,94kW, вместо един който едва ще направи 1,26kW.

Сега може вместо колектор за 500 да си вземете такъв за 600 с щампована рамка и по- добра изолация, но горе долу това изчерпва разликата в качеството.

Същата сметка важи и за вакуумно- тръбни колектори за 600 лв. и такива за 3000лв.

Никога не оставяйте да ви подлъжат, че един колектор от 2м2 и хххх цена ще свърши работата на 2 такива от ххх цена, защото много чести са случаите дори на колеги, които настина за себе си вярват, че колектора е по- добър и ще загрее например бойлер 200л, а той не върши никаква работа. Чувал съм за десетки случаи на неправилно оразмерени инсталации и недоволни клиенти въпреки че са си купили най- марковите колектори.

Извод: Винаги търсете баланса между вложени пари и реален ефект, а не се водете от името на производителя на колекторите.

• Типове слънчеви инсталации:

След като вече избрахме тип колектор, нека се спрем и на тип инсталация.  Стандартно има два вида инсталации. Едните работят основно лятно време и се характеризират с бойлер, който е директно на покрива. Другите работят ефективно целогодишно и ще ги познаете по колекторно поле на покрива и бойлер, който се намира някъде в жилището.

• Инсталации работещи предимно лятно време:

Тези се разделят на два типа- отворени и затворени.

• Отворените системи представляват бойлер на покрива, който се пълни на принципа на тоалетно казанче от водопровода. В момента, в който се напълни водопровода автоматично спира. Когато отворите душа водата от бойлера започва да тече към него, но налягането се определя единствено от височината на системата. Т.е. има опасност водата през душа да църцори, ако бойлера не е достатъчно високо. Горе на покрива има разширителен съд, който ще изхвърли топла вода, ако се случи горе да прегрее, така че няма опасност от аварии. Такива системи се предлагат и с вакуумно тръбни и с плоски колектори. Най- разпространени са тези с вакуумни тръби и на пазара се намират на цени от 500 до 900лв според размера на бойлера. Принципно тези системи няма как да работят зимно време, тъй като вакуумните тръби са от типа само стъкло пълно с вода и всичко ще замръзне през нощта. Така че след края на сезона трябва всичко да се източи. Друг проблем е че при вакуумно- тръбните специално бойлера е неръждаем от 0,4мм ламарина и след време пробива. Намирането на резервен бойлер често е проблемно.
• Затворените системи също имат бойлер на покрива но той работи на принципа на стандартен бойлер. Водопроводното налягане пълни бойлера и отива към душовете, така че винаги имате хубаво налягане. Такива системи обикновено са на цени от около 1200 до 2500лв. според размера си. Дали ще бъде с плосък колектор или с вакуумни тръби( тук вече тип топлинна тръба), вода има само в бойлера и реално погледнато системата може да работи и зимно време. Проблема е следният, водата в бойлера няма да замръзне, тъй като се грее както от слънцето така и от вградения ел. нагревател, но водата по водопроводните тръби които влизат и излизат от бойлера замръзват. Този проблем се решава като между тръбата и изолацията й се сложи кабелен ел. нагревател. Мое лично мнение е, че парите които сте спестили лятно време ще ги дадете за ток за всички ел. нагреватели, които ще държат водата в бойлера топла при -15 градуса. Но правилно изградени системи работят безпроблемни. Един бонус на тези системи е, че лятно време са по- ефективни от целогодишните тъй като директно загряват водата в бойлера, без помпи и серпентини.
• Целогодишно работещи инсталации:

Тези системи могат да се изграждат както за малки жилища и бойлери така и за огромни промишлени цели. Реално единственото което трябва да се избере е тип колектор и правилно да се оразмери колекторното поле спрямо размера на бойлерите. Една такава инсталация се състои от колектори, циркулационна помпа, бойлер със серпентина, UPS, соларен контролер, баланс вентил и разширителен съд. Тези инсталации винаги се превят с медни или неръждаем тръби, които издържат на температура.

Принципа на работа е следният- серпентината на бойлера и колектора са затворен кръг пълен с безвреден пропилен гликол. Когато колектора загрее флуида, циркулационната помпа се включва и отдава топлината от колектора на бойлера през серпентината. Тъй като този флуид не замръзва, тези инсталации работят безпроблемно и зимата. Ако трябва да бъдем точни една правилно оразмерена инсталация спокойно може да направи 50-60 градуса в бойлера при слънчев зимен ден. Ако деня е мрачен- около 30 градуса и останалото с ел. нагревателя на бойлера или друг отоплителен уред.

Същите системи могат да се ползват и за подпомагане на отоплението на жилището, като правилно оразмерена такава инсталация може да свали сметките за отопление с  50%. Трябва да се има предвид обаче, че от такъв тип инсталация има смисъл, когато имате нискотемпературна инсталация и отоплителен уред, който може да поддържа точно зададена температура. Например ако имате котел на твърдо гориво и радиатори, няма никакъв смисъл от такава инсталация. Идеалният вариант е комбинация от термопомпа и подово отопление. Също така трябва да се има предвид, че специално в тези слънчеви инсталации за подпомагане на отопление има голяма възможност да се сбърка много тежко и нищо да не работи.  Виждал съм много случаи на грешно изградени инсталации поради незнание, които вместо положителен имат отрицателен ефект. Най- честата грешка е да се сложи голям буфер, които колекторите да загряват. Реално погледнато логиката зад това решение е грешна. На практика трябва да се сложи малък буфер, за да може бързо да се загрява и често да се включва в инсталацията.

Ние сме специализирани във всички типове инсталации и винаги можете да бъдете сигурни, че ще предложим най- добрата схема на най- добрата цена.

Надявам се, че съм покрил доста от въпросите, които са свързани със слънчевите колектори и инсталации. Не се колебайте да се свържете с нас за всякакви други въпроси и оферти разбира се.

Слънчеви панели от Елтерм – разумни съвети и добри предложения