instalacja fotowoltaiczna do grzania wody
Budowa typowej instalacji solarnej nie jest zbyt skomplikowana. Dwa zasadnicze elementy to kolektory, odbierające ciepło od promieni słonecznych, oraz zbiornik ciepłej wody użytkowej ( montowany zwykle w kotłowni. Nośnikiem ciepła ze słońca jest tzw. płyn solarny, czyli wodny roztwór glikolu (chodzi o to, by ciecz nie zamarzła w temperaturze poniżej zera). Płyn ten tłoczy do kolektora pompa zainstalowana przy zasobniku. Tam ogrzewa się on i wraca rurą powrotną, by oddać ciepło w wężownicy zbiornika Schemat typowej instalacji solarnej do wspomagania podgrzewu Działanie całego systemu nadzoruje tzw. regulator solarny, który w gruncie rzeczy nie jest zwykle bardziej skomplikowany od typowego sterownika kotłowego, włączającego zwykłą pompę ładującą - jeżeli temperatura płynu w kolektorach jest o (najczęściej) 4-6 stopni wyższa od temperatury wody w zasobniku to pompa zostaje włączona. Regulator solarny z reguły nie wymaga obsługi ze strony użytkownika instalacji. Wszystkie parametry ustawia instalator. (fot. Viessmann) INSTALACJA SOLARNA - NIE REZYGNUJMY Z GRZAŁKI Tzw. solarne zbiorniki wyposażone są zawsze dwie wężownice, bowiem w przypadku instalacji solarnej regułą jest praca w układzie biwalentnym, a więc w parze z drugim źródłem energii, wykorzystywanym do podgrzewania wody wtedy, kiedy ciepła ze słońca jest zbyt mało, by osiągnęła ona pożądaną temperaturę. W naszym klimacie roczny zysk energetyczny z instalacji solarnej wynosi wprawdzie (po uwzględnieniu rozmaitych strat) 400-500 kWh na m2 powierzchni kolektora, ale ponad 75% tej energii można odebrać od maja do września. Przeczytaj Może cię zainteresować Dowiedz się więcej + Pokaż więcej Niestety nawet w tym okresie kolektory nie gwarantują bezprzerwowej dostawy ciepła, bo słońce potrafi być przesłonięte chmurami nawet kilka dni z rzędu. Dogrzewanie wody, przynajmniej sporadyczne, jest więc koniecznością, jeśli zachowany ma być komfort korzystania z W przypadku, kiedy instalacja solarna współpracuje z kotłem na paliwo stałe, jest on podłączony do górnej wężownicy zasobnika, natomiast ciepło pozyskiwane z kolektorów trafia do wężownicy dolnej. Ponieważ kocioł tego rodzaju z natury rzeczy nie gwarantuje dogrzania wody zawsze, kiedy jest to potrzebne (bo trzeba najpierw w nim napalić), układ taki uzupełnia się niemal zawsze o grzałkę elektryczną, montowaną mniej więcej w połowie (lub nieco wyżej) wysokości zasobnika Z grzałki tej nie należy rezygnować, bowiem słońce bywa kapryśne, a nie zawsze znajdziemy czas na rozpalenie w kotle. Za to w okresie, kiedy uznamy, że jest ona na pewno niepotrzebna, można ją oczywiście wyłączyć. Dzięki przemyślanej konstrukcji zbiornika solarnego, wszystkie trzy źródła ciepła (solary, kocioł, grzałka) mogą ze sobą bezproblemowo współpracować bez konieczności łączenia ich jakimikolwiek układami automatyki. Jeśli słońca jest dość, to ponieważ ciepła woda unosi się do góry, dolna wężownica ogrzeje cały zbiornik. Gdy ciepła słonecznego jest za mało, kocioł za pośrednictwem górnej wężownicy ogrzewa jedynie 35-50% pojemności zbiornika, na bieżące potrzeby. Jeżeli kocioł nie pracuje, wodę podgrzewa grzałka, której termostat z reguły ustawia się (dla oszczędności) na najniższą akceptowalną temperaturę, np. 36°C. Typowy zasobnik do instalacji solarnej wyposażony jest w dwie wężownice. Do dolnej przyłącza się kolektory, do górnej - kocioł. (fot. Viessmann) Warto zwrócić uwagę, że kiedy jesienią czy wiosną kolektory zdołają ogrzać wodę jedynie do np. 25°C, to nie można powiedzieć, że nie pracują. Grzałka będzie bowiem jedynie dogrzewać wodę o brakujące kilkanaście stopni (oczywiście tylko wtedy, gdy nie robi tego kocioł), a więc zużyje o wiele mniej energii niż w sytuacji, gdyby musiała grzać zimną wodę wprost z wodociągu. Poradnik Cenisz nasze porady? Możesz otrzymywać najnowsze w każdy czwartek! Dodatkowe oszczędności energii w porównaniu ze zwykłymi podgrzewaczami elektrycznymi wynikają z faktu, że solarne zasobniki mają zwykle o wiele lepszą izolację termiczną niż zwykłe podgrzewacze wody. INSTALACJA SOLARNA BEZ ZBĘDNYCH WYDATKÓW Niewielka, tania instalacja solarna to dobre uzupełnienie kotła na paliwo stałe, bo w sezonie wiosenno-letnim liczyć można na prawie całkowite pokrycie zapotrzebowania na ciepłą wodę. Ze względu na specyfikę takiego tandemu, zdecydowanie niewskazane są próby jej powiększania ponad rozmiary wynikające ze standardowych wyliczeń. Zimą i w okresach przejściowych, kiedy ciepła ze słońca uzyskamy niewiele, i tak palimy bądź przynajmniej "przepalamy" w kotle. Z kolei w okresie letnim większa niż potrzebna ilość ciepłej wody na nic się nie przyda, za to pojawią się problemy z przegrzewaniem zbiornika i całej instalacji. Instalacja większa, czyli droższa, będzie ponadto amortyzować się dłużej. Przeciętnej, czteroosobowej rodzinie do podgrzewania wody wystarczą 2-3 kolektory płaskie o powierzchni 5-7 m2. Gdy mieszkańców jest mniej lub więcej - wartości te trzeba odpowiednio przeliczyć. W instalacjach solarnych współpracujących z kotłami na paliwa stałe montuje się niemal zawsze kolektory płaskie, wciąż znacznie tańsze od próżniowych (rurowych). Jest tak dlatego, że te drugie są wprawdzie efektywniejsze od płaskich, ale tylko w niskiej temperaturze i przy słabym oświetleniu, czyli wtedy, kiedy sprawność instalacji solarnej i tak nie ma dla nas większego znaczenia, bo będziemy palić w kotle. Nie dajmy się więc niepotrzebnie naciągnąć! Najbardziej popularna konfiguracja - dla przeciętnej rodziny - to dwa lub trzy kolektory płaskie o powierzchni 5-7 m2. (fot. Hewalex) Warto natomiast zwrócić uwagę na dobór odpowiedniego zasobnika Powinien mieć on pojemność od 1,5 do 2 razy większą, niż wynosi dobowe zużycie przez mieszkańców, co w przypadku 4-osobowej rodziny oznacza 300-400 l. Oszczędzanie nie ma sensu, bo zbyt mały zbiornik nie zmagazynuje odpowiedniej ilości ciepła, więc nawet latem przy słonecznej pogodzie wodę będzie musiała dogrzewać grzałka. Z kolei kupowanie za dużego zbiornika też do niczego dobrego nie prowadzi, bo przy umiarkowanym nasłonecznieniu woda będzie ogrzewana niewystarczająco, co również spowoduje konieczność jej dogrzewania. Bardzo istotny wpływ na opłacalność inwestycji w instalację solarną mają straty postojowe zbiornika (ilość ciepła traconego, gdy nie jest pobierana ciepła woda - to kwestia jakości jego izolacji cieplnej). Solidni wytwórcy podają ten parametr w katalogach (np. w kWh/24 h). Ważna jest też skuteczność zabezpieczenia go przed korozją, bo bezpośrednio wiąże się ona z przewidywanym czasem eksploatacji (na pewno warto szukać wyrobów o możliwie długiej gwarancji). Oczywiście najlepszą, ale nietanią propozycją będzie zbiornik ze stali nierdzewnej. Instalacje solarne w typowych konfiguracjach, np. dla 4-osobowej rodziny, oferowane bywają w pakietach, zawierających wszystko, co potrzebne do montażu. (fot. Gaspol) INSTALACJA SOLARNA - 5 PRAKTYCZNYCH PORAD 1. Jeżeli budujemy instalację od podstaw i planujemy wykorzystanie ciepła ze słońca, dwuwężownicowy zasobnik solarny można zamontować od razu, a kolektory dołączyć do niego później. W przypadku modernizacji instalacji grzewczej, zasobnik solarny montuje się zwykle zamiast istniejącego zasobnika jednowężownicowego. Jednak jeśli miejsca w kotłowni nie brak, a istniejący zasobnik jest w dobrym stanie, można ograniczyć koszty inwestycji, rezygnując z zakupu kosztownego zasobnika solarnego. Zamiast niego można kupić zwykły, jednowężownicowy, i połączyć go szeregowo z zasobnikiem ogrzewanym przez kocioł (uwaga: musi być wyposażony w wężownicę o dużej powierzchni wymiany ciepła). Połączenie musi być wykonane tak, by woda z wodociągu najpierw przepływała przez zbiornik ogrzewany przez wężownicę solarną, a potem przez zasobnik ogrzewany przez kocioł (i grzałkę). 2. Warto pamiętać, że choć miejsca na kolektory słoneczne szukamy zwykle na dachu, to wcale nie jest to jedyna możliwa lokalizacja. W wielu wypadkach kolektory można zainstalować na ścianie budynku, a także bezpośrednio na gruncie. Ograniczenie jest tylko jedno - przez większą część dnia musi oświetlać je słońce. Trzeba przy tym pamiętać, że jeśli kolektory nie mogą zostać skierowane prosto na południe, to ze względów klimatycznych orientacja na południowy zachód jest lepsza niż na południowy wschód (zamglenia występują u nas częściej rano niż po południu). Montaż kolektorów na dachu to nie jest jedynym rozwiązaniem. Równie dobrze można ulokować je np. na ścianie. (fot. Makroterm) 3. Coraz większą popularność zdobywają obecnie instalacje solarne typu drain back, czyli tzw. bezciśnieniowe. W instalacji takiej pompa pobiera płyn solarny ze zbiornika i tłoczy do kolektora, skąd spływa on na dół siłami grawitacji, a po przepłynięciu przez wężownicę znów jest zasysany przez pompę. Instalację tego rodzaju nieco trudniej wykonać (spadki!), odpadają za to problemy ze szczelnością (brak ciśnienia wstępnego) i odpowietrzaniem. Co najważniejsze, nie ma groźby przegrzania zasobnika ani zagotowania płynu w kolektorach, bo kiedy woda w zbiorniku jest już wystarczająco ciepła, pompa kończy pracę i cały płyn solarny spływa na dół do zbiornika. 4. Wszystkie poważne firmy oferujące instalacje solarne zapewniają wsparcie projektowe i należy tego od nich wymagać - zwykle wystarczy skontaktować się z regionalnym przedstawicielem handlowym, który przyśle doradcę technicznego i wskaże sprawdzonych instalatorów. To ważne, bowiem błędy projektowe potrafią zmniejszyć efektywność działania instalacji o kilkadziesiąt procent i być powodem ciągłych kłopotów eksploatacyjnych. Co gorsza, w odróżnieniu od błędów wykonawczych, które zwykle dość łatwo naprawić, ich usunięcie bywa kosztowne, bo wymaga przebudowy całego systemu. 5. Jeśli ze względu na konstrukcję, orientację geograficzną czy też otoczenie budynku (albo nawet względy estetyczne) nie ma możliwości prawidłowego montażu kolektorów, czyli zagwarantowania ich ekspozycji na południe lub południowy zachód oraz nieprzesłonięcia innymi budynkami, drzewami czy lukarnami, to zawsze należy rozważyć rozwiązania alternatywne, jak choćby montaż powietrznej pompy ciepła do Adam Jamiołkowskifot. otwierająca: Hewalex
Nasza Energetyka. Recenzja: Firma Nasza Energetyka sp. z o. o. zajmuje się realizacją skomplikowanych projektów fotowoltaicznych. Wysoką pozycję na rynku zawdzięcza wielu zadowolonym klientom, którzy chętnie polecają usługi profesjonalnie wykonanego montażu. Wysoka jakość sprzedawanych urządzeń oraz długa lista certyfikatów iPo uruchomieniu tej funkcji jeśli grzejemy wodę cwu (ciepła woda użytkowa do mycia) prądem, to zazwyczaj 50% rachunku za prąd wynika właśnie z powodu grzania tej wody. Dzięki Eco OZE PV woda w pierwszej kolejności podgrzewana jest tylko wtedy, gdy instalacja fotowoltaiczna produkuje nadwyżkę, którą oddalibyśmy do sieci.30 czerwca 2021Inwestorzy, którzy decydują się na montaż paneli fotowoltaicznych, najczęściej kierują się chęcią pozyskiwania darmowej energii elektrycznej potrzebnej im do zasilania różnych urządzeń w gospodarstwie domowym. Z kolei kolektory słoneczne wybierane są przez nich jako system do ogrzewania wody. A co gdyby zamiast solarów zastosować fotowoltaikę? Jakie są możliwości instalacji fotowoltaicznej? Czy poradzi sobie ona z podgrzewaniem wody? Panele fotowoltaiczne a kolektory słoneczne Panele fotowoltaiczne i kolektory słoneczne, określane też solarami, bywają błędnie utożsamiane jako jeden system. Elementem, który je łączy, jest energia słoneczna, którą potrzebują do sprawnego działania. Jednak różnica między fotowoltaiką a solarami jest znacząca. Panele PV w porównaniu do kolektorów mają szersze zastosowanie. Ich głównym celem jest produkcja prądu, ale sprawdzą się także przy ogrzewaniu wody czy domu. Z kolei solary stosowane są jedynie do podgrzewania wody użytkowej, basenowej czy do wspomagania centralnego ogrzewania, a ponadto same wymagają zasilania energią elektryczną. Dlaczego ogrzewanie wody kolektorami słonecznymi jest mniej opłacalne? Dotychczas do podgrzewania wody słońcem popularnym rozwiązaniem było wykorzystywanie wspomnianych kolektorów słonecznych. Jednak z czasem okazało się, że są to urządzenia skomplikowane, składające się z wielu elementów, które wymagają dodatkowego zasilania energią elektryczną i akumulatorów żelowych, oraz są wysoce awaryjne. Latem wydajność solarów niejednokrotnie przewyższa zapotrzebowanie domowników na ciepłą wodę, a zimą nie dają one praktycznie żadnych zysków ciepła. Co więcej, nadmiar wyprodukowanej przez kolektory słoneczne mocy nie może być w żaden sposób odprowadzany, przez co znajdujący się w solarach glikol zaczyna się gotować, co z kolei jest powodem licznych awarii i wiąże się z koniecznością przeprowadzania kosztownych napraw. Ogrzewanie wody panelami fotowoltaicznymi Dobrą alternatywą dla solarów jest fotowoltaika. Jakie są możliwości fotowoltaicznego ogrzewania wody, jak ono przebiega i co jest nam do tego potrzebne? W zależności od swoich potrzeb, możesz zamontować instalację fotowoltaiczną do: produkcji energii elektrycznej,podgrzewania wody,generowania prądu i ogrzewania wody. Jeśli zdecydujesz się na montaż paneli PV tylko w celu podgrzewania wody, nie będziesz musiał podłączać instalacji do sieci energetycznej ani ubiegać się o pozwolenie na jej postawienie. Taka fotowoltaika będzie funkcjonować w tzw. systemie off-grid, czyli opcji nie zakładającej podłączenia do operatora. Jeżeli jednak chcesz czerpać więcej korzyści z własnej przydomowej instalacji fotowoltaicznej, planujesz łączyć podgrzewanie wody z produkcją energii elektrycznej i zamierzasz korzystać z systemu opustów, wtedy konieczne będzie przyłączenie się do sieci wybranego operatora. Taka instalacja PV pracuje w systemie on-grid i pozwala uniknąć utraty wyprodukowanej nadwyżki, która przekazywana jest do dystrybutora. Nadmiar wygenerowanego prądu może zostać odebrany przez inwestora w dowolnym momencie, w przeciągu 365 dni od oddania nadwyżki. Prosument odbierze od 0,7 do 0,8 kWh energii elektrycznej za przekazany 1 kWh, w zależności od mocy instalacji. Jak przebiega montaż paneli PV? Moduły najczęściej mocowane są na dachu lub na gruncie w pobliżu obiektu, który będą zasilać energią elektryczną. Następnie łączy się je z inwerterem za pomocą kabla. Falownik podłączany jest ze sterownikiem solarnym, od którego z kolei odprowadzane są przewody solarne do grzałki elektrycznej. Od czego zależy wydajność systemu fotowoltaicznego do podgrzewania wody? Wydajność fotowoltaiki do ogrzewania wody zależy od mocy paneli PV, ich kąta nachylenia i ustawienia względem kierunków świata, temperatury powietrza, warunków atmosferycznych, stopnia nasłonecznienia i zacienienia oraz od sprawności modułów. Aby uzyskać taką ilość energii elektrycznej, która będzie w stanie zaspokoić podstawowe zapotrzebowanie energetyczne budynku, moc paneli nie może być za mała, ponieważ wtedy konieczne stanie się pobieranie dodatkowego prądu z sieci, a także nie powinna być wyższa – instalacja jedynie wygeneruje nadwyżki, które w okresie letnim, przy dużym nasłonecznieniu i tak się pojawią. Dodatkowo optymalnym ustawienie fotowoltaiki uwzględnia jej nachylenie pod kątem 35 stopni, w kierunku południa. Co ważne, panele fotowoltaiczne pracują także w pochmurne dni oraz w czasie zimy – spada jedynie ilość generowanej przez nie energii elektrycznej. Zestawiając moduły PV z kolektorami słonecznymi, praca tych drugich we wspomnianych warunkach atmosferycznych jest znikoma. Na co przekłada się wydajność paneli fotowoltaicznych? Od jej poziomu zależy ilość energii elektrycznej, jaką jest w stanie wygenerować instalacja PV. Im jej więcej, tym wzrasta szansa na pokrycie bieżącego zapotrzebowania na ciepłą wodę czy prąd. Dla kogo podgrzewanie wody panelami fotowoltaicznymi będzie najkorzystniejsze i przyniesie największe zyski? To przede wszystkim inwestorzy, którzy do grzania wody wykorzystują bojlery elektryczne czy mają ogrzewanie podłogowe wyposażone w mechaniczny sterownik. Nie należy stosować fotowoltaiki do podgrzewania jeśli posiadasz zaawansowane elektroniczne systemy grzewcze. Wynika to z faktu, że inwerter w takim zestawie fotowoltaicznym tworzy napięcie prostokątne, nie sinusoidalne, czyli takie, które potrzebne jest do innych urządzeń elektronicznych. Co więcej, instalacją fotowoltaiczną możemy wesprzeć także pracę pompy ciepła oraz wspomnianych wcześniej kolektorów słonecznych. Z czego składa się fotowoltaika do ogrzewania wody? Zestaw fotowoltaiczny do grzania wody zawiera dwa podstawowe komponenty – panele PV oraz inwerter, którego zadaniem jest zamiana prądu stałego na zmienny. W komplecie znajdziesz również inne potrzebne Ci elementy, jak sterownik solarny kontrolujący przepływ energii i kierujący ją tam, gdzie aktualnie potrzebujemy, przewody i gałka elektryczna. Co istotne, wybierając fotowoltaikę tylko do grzania wody, możesz samodzielnie dokonać ich montażu. Zestawy fotowoltaiczne zawierają od 4 do 9 modułów fotowoltaicznych o średniej łącznej mocy w wysokości 3 kW. Fotowoltaika o mocy 2 kW wystarczy do zasilania bojlera o pojemności od 200 do 400 litrów. Zalety zastosowania paneli do podgrzewania wody i produkcji energii elektrycznej Montaż instalacji fotowoltaicznej wiąże się przede wszystkim z możliwością produkcji własnej energii elektrycznej dzięki darmowemu i odnawialnemu źródle energii, jakim jest słońce. Ponadto fotowoltaika jest rozwiązaniem ekologicznym – nie generuje hałasu oraz nie emituje szkodliwych substancji. Instalacja PV w przeciwieństwie do kolektorów słonecznych nie składa się z wielu komponentów, stąd jej awaryjność jest nieporównywalnie niższa. System paneli fotowoltaicznych wypada niezaprzeczalnie lepiej także w kwestii obsługi – poza wymaganymi co jakiś czas pracami konserwatorskimi i ewentualnym czyszczeniem powierzchni modułów nie musimy się o nie martwić. W przypadku solarów wypada to znacznie gorzej – aby uniknąć szkodliwego dla kolektorów nagrzewania się glikolu, inwestorzy nieraz musieli dbać o to, aby część z nich była przysłonięta. Ponadto fotowoltaika pracuje również podczas zachmurzeń oraz w zimie, czego nie można powiedzieć o solarach. Za inwestycją w panele fotowoltaiczne przemawia także ich uniwersalne zastosowanie. Instalacja PV najczęściej montowana jest w celu generowania energii elektrycznej niezbędnej do zasilania urządzeń wymagających podłączenia do prądu. Jednak, jak już wiesz, fotowoltaika sprawdzi się również do ogrzewania domu czy wody. Kolejną zaletą zastosowania fotowoltaiki do podgrzewania jest możliwość obniżenia wysokości rachunków za grzanie wody. Panele fotowoltaiczne Zainteresowanie fotowoltaiką jako alternatywny sposób pozyskiwania energii elektrycznej nie maleje. Czy zyska ona w oczach inwestorów także jako rozwiązanie do podgrzewania wody i wyprze dotychczas stosowane solary? Bardzo możliwe, że tak się stanie, a to wszystko dzięki korzyściom, jakie daje stosowanie paneli fotowoltaicznych do ogrzewania, obok których nie można przejść obojętnie. Przelicznik jest prosty: każdy 1 kWp mocy instalacji fotowoltaicznej pozwala osiągnąć ok. 1000 kWh energii elektrycznej w ciągu roku. Dlatego przy wymiarowaniu nie zadaje się pytania o to, „jaka moc fotowoltaiki dla domu 100 m2”, a raczej np.: „jaka moc przy zapotrzebowaniu energetycznym na poziomie 9 500 kWh rocznie”.