Dlaczego kolektory słoneczne są wypierane z rynku przez pompy ciepła?

/

Kolektory słoneczne to technologia znana w naszym kraju od wielu lat. Szczyt ich popularności przypadł na lata 2010-2015. Były dostępne wtedy bardzo korzystne dofinansowania, co zachęciło wielu Polaków do inwestycji w to odnawialne źródło energii. Jednak w momencie kiedy dotacje przestały funkcjonować, popyt na instalacje solarne drastycznie zmalał. Wynika to z wielu ograniczeń technologicznych tego typu systemów. Jako, że świadomość ekologiczna społeczeństwa się zwiększa a od 2021 roku wszystkie nowo powstałe domy będą musiały spełniać standard WT, coraz częściej słyszy się o pompach ciepła instalowanych w celu ogrzewania budynku lub przygotowania ciepłej wody użytkowej. Postęp technologiczny, sprawił, że doszło do naturalnej wymiany na fotelu lidera wśród systemów grzewczych opartych na odnawialnych źródłach energii. Kolektory słoneczne zostały prawie całkowicie wyparte z rynku przez przewyższające je pod wieloma względami pompy ciepła.

Oba warianty ogrzewania domu i podgrzewania wody użytkowej, są przyjazne środowisku. Potwierdzeniem tego jest brak emisji lokalnej (w miejscu, w którym zainstalowane jest źródło ciepła) takich związków jak: dwutlenek węgla, tlenek węgla, dwutlenek siarki, tlenki azotu, benzo(a)piren czy też pyły zawieszone. Są to toksyczne substancje, powodujące zanieczyszczenie powietrza i w konsekwencji smog. Dla porównania, kocioł węglowy emituje 7600 kilogramów dwutlenku węgla w skali roku. Biorąc pod uwagę emisję globalną, stosując pompę ciepła lub kolektory słoneczne, można ją ograniczyć nawet o 90%.

Całoroczna praca jako największy atut pompy ciepła

Zasada działania kolektorów słonecznych jest bardzo prosta. Promienie słoneczne nagrzewają powierzchnię kolektora. Ciepło jest oddawane poprzez czynnik roboczy (glikol) do zasobnika wyposażonego w dodatkową wężownicę. Na podstawie takiego schematu działania, można wysnuć jeden problematyczny wniosek. Instalacja solarna jest wydajna tylko w miesiącach wiosennych i letnich. Wysokie temperatury powietrza oraz dobre nasłonecznienie, to jedyne warunki do tego aby kolektory słoneczne uzyskały swoją nominalną sprawność. Warto odwołać się do konkretnych wartości, aby dobrze zobrazować jak pora roku wpływa na działanie instalacji solarnej. Duże znaczenie ma umiejscowienie instalacji, jednak dla przykładu można przyjąć, że kąt nachylenia kolektorów jest optymalny (około 40 stopni) oraz są one zwrócone w kierunku południowym. Dla powierzchni absorbera wynoszącej 5 m2 (2 lub 3 kolektory, w zależności od producenta), uzyski energetyczne w miesiącach wiosennych i letnich (od maja do sierpnia) będą wynosiły około 300 kWh dla każdego. Jak sytuacja wygląda dla miesięcy zimowych i jesiennych? Otóż, już w październiku uzysk energetyczny będzie się utrzymywał na poziomie 100 kWh a w grudniu spadnie o połowę.

Tymczasem pompy ciepła są w stanie działać wydajnie przez cały rok, nawet w czasie kiedy temperatura powietrza na zewnątrz wynosi -28°C. Zaawansowane urządzenia tego typu, są wyposażone w sprężarki z technologią Flash Injection. Technologia ta, opiera się na wtrysku pary mokrej czynnika do komory sprężarki. Dzięki temu, spadek temperatury nie zmienia gęstości czynnika roboczego. Oczywiście, mniej zaawansowane pompy ciepła obniżają swoją sprawność, gdy temperatura powietrza na zewnątrz zbliża się w okolica 0°C, jednak ciągle są wydajniejsze niż instalacje solarne.

Szeroki wachlarz możliwości pomp ciepła

Zastosowanie obu źródeł ciepła to kolejny obszar, w którym pompy zdecydowanie górują na instalacjami solarnymi. W Polsce, przyzwyczailiśmy się do widoku dwóch, maksymalnie trzech kolektorów słonecznych zamontowanych na dachach domów. Nie jest to przypadkowe, ponieważ tak właśnie wygląda instalacja dedykowana do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Niestety, rozważając instalację kolektorów słonecznych, które miałyby wspomóc działanie systemu centralnego ogrzewania, należy liczyć się z nawet kilkukrotnym zwiększeniem powierzchni. Ponadto, trzeba wziąć pod uwagę wcześniej wspomniane uwarunkowania związane z porami roku i to, że ogrzewanie budynku jest niezbędne, głównie w miesiącach zimowych. Tymczasem, na rynku jest dostępnych wiele wariantów pomp ciepła, przeznaczonych do ogrzewania budynku. Mogą one funkcjonować jako samodzielne źródło ciepła. Dostępne rozwiązania (powietrzne, wodne oraz gruntowe), charakteryzują się również, dużym zakresem mocy nominalnych, przez co dobór urządzenia do danego zapotrzebowania energetycznego nie stanowi żadnego problemu.

Specyfika montażu

Kolektory słoneczne, muszą mieć odpowiednie warunki, aby (nawet w miesiącach letnich) pracowały wydajnie. Kluczowy jest kąt nachylenia oraz kierunek, w którym są zwrócone. Bardzo często specyfika dachu i lokalizacja budynku, nie pozwalają na optymalny montaż. Ponadto, elementy infrastruktury dachowej mogą zacieniać powierzchnię kolektorów. Wszystkie te czynniki negatywnie wpływają na sprawność instalacji solarnej. Alternatywą jest montaż kolektorów słonecznych na konstrukcji wolnostojącej. Wiąże się to jednak z koniecznością wygospodarowania dodatkowej przestrzeni w ogrodzie oraz pracami ziemnymi.

Pompy ciepła to urządzenia, które z łatwością można zmieścić w pomieszczeniu gospodarczym lub kotłowni. Urządzenia dużej mocy, dedykowane do ogrzewania domu, swoimi gabarytami, często przypominają zbiorniki na c.w.u. Są one również wyposażone w jednostkę zewnętrzną o średniej wysokości wynoszącej około 0,5 m, szerokości oscylującej między 1 a 2 m oraz głębokości nie większej niż 0,4 m. Natomiast, pompy ciepła przeznaczone tylko do przygotowania ciepłej wody użytkowej, to urządzenia niezwykle kompaktowe, kilkukrotnie mniejsze niż te dedykowane do ogrzewania centralnego.

Wielu zwolenników kolektorów słonecznych, argumentuje swój wybór tanią eksploatacją. To prawda, koszty związane z użytkowaniem instalacji solarnej podgrzewającej wodę użytkową są kilkukrotnie niższe niż w przypadku pompy ciepła. Jednak biorąc już pod uwagę ogrzewanie domu, przy użyciu pompy ciepła jest ono o wiele bardziej ekonomiczne niż chociażby spalanie pelletu czy też gazu. Często, do pokrycia zapotrzebowania energetycznego pompy ciepła wykorzystuje się instalacje fotowoltaiczne. Taki zestaw, jest nie tylko przyjazny środowisku, ale również daje poczucie pewnej niezależności oraz przede wszystkim generuje oszczędności. Szacuje się, że podczas użytkowania pompy ciepła zamiast konwencjonalnego źródła energii, zastępujemy pracę 350 drzew absorbujących emisję dwutlenku węgla. Dodając do tego prawie 900 kg zaoszczędzonego CO2, na każdą kilowatogodzinę energii wyprodukowanej przez instalację fotowoltaiczną, otrzymujemy system, wpisujący się w standardy nowoczesnego budownictwa. 

Źródła:

  • http://www.ekspertbudowlany.pl/artykul/id3122,przygotowanie-c.w.u.-pompa-ciepla-czy-kolektory-sloneczne
  • http://www.instalacjebudowlane.pl/6723-23-55-czy-warto-ogrzewac-dom-kolektorami-slonecznymi.html
  • http://www.ogrzewamy.pl/poradnik/ile-uzyskamy-ciepla-z-kolektorow-slonecznych
  • https://muratordom.pl/instalacje/pompy-ciepla/pompa-ciepla-na-ciezka-zime-jak-dziala-w-minusowych-temperaturach-aa-HePD-24oq-rDma.html
Poprzedni artykuł

Jak kupować i wyrzucać mniej lekarstw? Jak można usprawnić system ich odbioru? Rozmawiamy z farmaceutą z wieloletnim stażem pracy w krakowskich aptekach

Następny artykuł

6 sposobów jak zostać kierowcą przyjaznym środowisku

Ostatnie z kategorii