Panouri cu tuburi vidate – avantaje
Care sunt principalele avantaje ale panourilor solare cu tuburi colectoare faţă de panourile plate?

Principalele avantaje ale panourilor cu tuburi vidate , fata de cele cu suprafata plana sunt :

Eficienţă crescută. Datorită formei cilindrice a tuburilor vidate, soarele cade perpendicular pe suprafaţa acestora mare parte din zi.

Pierderi de căldură minime: Datorită faptului că tuburile sunt vidate se reduce pierderea de căldură din tub. Aceasta înseamnă că vântul şi temperaturile reduse au un efect mai mic asupra eficienţei colectorilor solari cu tuburi vidate.

Protecţie anti-îngheţ: Colectorii solari pot fi folosiţi în condiţii de îngheţ fără ca sistemul să fie afectat. Panourile  solare cu suprafata plana au nevoie de sisteme anti-îngheţ mai complicate, crescând astfel costurile de întreţinere şi scăzând eficienţa.

Performanţe mult mai bune iarna: Datorită pierderilor de căldură scazute, tuburile vidate vor încălzi apa eficient tot timpul anului. Panourile  solare cu suprafata plana pot produce o cantitate similară de apă caldă în lunile de vară dar performanţele lor scad dramatic pe timpul iernii iar media anuală este mult mai mică, în aceleaşi condiţii de suprafaţă absorbantă.

Intrebari frecvente

Care este perioada de amortizare a investiţiei în panourile solare de încălzire a apei menajere?

Pentru o gospodărie mare, un panou solar nu este mult mai scump decât un sistem electric sau pe gaz. În funcţie de locaţie şi de cantitatea de apa caldă menajere utilizată, economisirea curentului electric sau a gazelor naturale diferă, dar se poate considera o perioadă de amortizare între 2-6 ani.

Pot fi folosite aceste panouri solare pentru proiecte mari de încălzire?

Da, sistemele cu panouri solare sunt modulare şi se pot conecta în serie sau în paralel pentru a încălzi apa în cadrul unor proiecte industriale. Nu există limitări pentru dimensiunea sistemului. Totuşi nu se recomandă legarea a mai mult de 150 tuburi în serie pentru a preveni supraîncălzirea.

Ce fel de întreţinere este recomandată pentru panourile solare?

Nu este nevoie de întreţinere periodică. Datorită concepţiei tuburilor, ploaia şi vântul ar trebuie să menţină tuburile curate. Dacă se sparge un tub, sistemul funcţionează în continuare până când se comandă un alt tub. Dacă se utilizează într-un circuit închis, cu amestec de glicol, acest amestec trebuie verificat şi înlocuit o data la 3-5 ani.

Aceste colectoare solare (panouri solare) pot fi folosite în condiţii de îngheţ?

Da, tuburile sunt concepute să reziste la temperaturi de până la -35 grade C. În astfel de condiţii se poate obţine o temperatură foarte bună a apei calde menajere cât timp este soare. În România, din cauza temperaturilor sub 0 grade  C este recomandat un sistem cu circuit închis cu glicol sau setarea controller-ului să menţină temperatura în boiler şi să circule apă caldă prin ţevi.

Este înclinarea panoului solar importantă?

Da, unghiul de înclinare trebuie să fie de minim 20 grade faţă de orizontală. Unghiul tipic al unui acoperiş este între 18 si 35o. Înclinarea adiţională nu are un efect major asupra performanţei medii a instalaţiei. O excepţie o reprezintă locaţiile în care iarna este foarte însorit afară şi atunci unghiul de înclinare trebuie să fie mai mare pentru a expune panoul mai bine razelor solare.

Care este orientarea pe care trebuie asamblaţi colectorii solari?

Este de dorit ca panourile solare să fie orientate spre sud cu o inclinatie de 45 de grade. Soarele răsare la est, traversează orizontul la sud şi apune la vest. Cel mai bine pentru a avea o eficienţă ridicată este să orientaţi panourile solare spre sud, cât mai mult posibil. În majoritatea zonelor, nu veţi pierde mai mult de 5% din eficienţă dacă panourile termice sunt orientate oriunde pe direcţia est-vest, şi nu direct spre sud.

Panoul solar va funcţiona şi într-o zi înnorată?

Da, spre deosebire de panourile solare plane, panourile cu tuburi vidate funcţioneaza datorită razelor difuze. Desigur, eficienţa va fi mai scăzută faţă de o zi însorită.

Pot să folosesc panourile solare împreună cu sistemul meu actual pentru apă caldă?

Da. Există valve care permit conectarea panourilor solare la boilerul deja disponibil. Dacă boilerul d-voastră nu are astfel de valve care să permită conectarea directă a panourilor solare, se poate adăuga un boiler adiţional pentru a preîncălzi apa înainte de a intra în boilerul din sistemul actual.

Descriere

 Fiecare tub vidat este alcătuit din doua tuburi de sticla. Tubul exterior este din sticlă transparentă borosilicată ce poate rezista la grindină de 30 mm în diametru. Tubul interior este de asemenea din sticla borosilicată dar cu o acoperire Al-N/Al ce absoarbe foarte bine căldura solară şi are coeficient de reflexie foarte mic. Aerul dintre cele doua tuburi este evacuat, între tuburi fiind vid. Vidul reduce considerabil pierderile datorate conducţiei si convecţiei termice.

Pentru a obţine vid între cele doua tuburi se introduce un inel de bariu, la fel ca la tubul cinescopic al unui televizor. În timpul procesului de fabricaţie, inelul de bariu este supus unor temperaturi înalte si astfel se porneşte o reacţie in care se vor absorbi CO, CO2, N2, O2, H2O si H2. Partea de jos a tubului se va acoperi cu un strat argintiu lucios de bariu, acest lucru fiind un bun indicator de prezentă a vidului in tub.

 Colectorul solar este componenta principală a unei instalaţii termice solare şi până în anul 2002 a fost utilizat îndeosebi pentru prepararea de apă caldă, iar recent îşi găseşte aplicare şi în furnizarea energiei necesare încălzirii clădirilor. Dacă este asociat cu un rezervor de stocare a energiei, se poate asigura încălzirea clădirii numai cu energie solară.

Vehicularea energiei termice între colectorul solar şi locul de utilizare sau depozitare poate avea loc cu sau fără utilizarea unei surse de energie externă. În primul caz avem de-a face cu sisteme ce utilizează pompe acţionate electric, sisteme de reglare automată etc., în al doilea caz se utilizează principiul termosifon bazat pe diferenţa de densitate a agentului termic la diferite temperaturi. Apa caldă se ridică în sus, pe când cea rece coboară. Altfel decât la încălzire centrală funcţionând pe acelaşi principiu, în acest caz rezervorul trebuie să se găsească deasupra colectorului solar. Adesea colectorul solar şi rezervorul constituie un bloc comun.

Cele mai cunoscute şi frecvente utilizări ale colectoarelor solare este în prepararea apei calde menajere. La montare corespunzătoare a colectoarelor şi a rezervorului, în Europa Centrală se poate asigura apa necesară pentru spălat şi baie pe întreg pe o perioadă de cca. o jumătate de an (sezonul de vară). Teoretic se poate asigura căldura necesară consumului casnic pe parcursul întregului an, dar în acest caz este nevoie de o suprafaţă mai mare acoperită cu colectoare, rezultând un exces de apă caldă pe perioada verii. La o astfel de supradimensionare, randamentul investiţiei semnificativ mai mari va fi redus şi nu va fi compensat de economia de combustibili fosili (gaz, păcură, lemn etc.) sau electricitate devenind nerentabil. Colectoare dimensionate economic, pot înlocui sau completa sursele de energie termică într-un procent suficient de mare contribuţia la prepararea apei calde variind între 30 % şi 100 % raportat la un an întreg.

Primele suprafeţe mari acoperite cu colectoare solare au apărut după criza petrolieră din anii 70 fiind utilizate la încălzirea apei din bazinele de înot publice şi private. Instalarea de colectoare solare a primit un impuls suplimentar în Germani datorită sprijinului guvernamental federal şi celui al landurilor. Chiar şi procese industriale utilizează energia termică solară. Un exemplu în acest sens îl prezintă încălzirea biomasei în procesul de preparare al biogazului.

Dacă instalaţiile cu colectoare solare se racordează şi la instalaţiile de încălzire, se poate contribui şi la reducerea costului cu încălzirea cu până la câteva zeci de procente. În cazul unei exigenţe mai mari la întregul sistem se poate racorda un rezervor de stocare sezonieră a căldurii ceea ce va permite acumularea de suficientă energie calorică pentru a putea complet elimina utilizarea altor combustibili. Un astfel de rezervor de stocare de căldură, în cel mai simplu caz poate fi o cantitate suficientă de apă sau pietriş (cca. 20 t) din mijlocul clădirii sau subsolul acesteia.

Amortizarea unei instalaţii solare pentru producerea apei calde este posibilă în cca. 8 ani în condiţiile unei construcţii optime, a unei utilizări raţionale şi a existenţei unui sprijin din partea statului la tendinţele actuale de pe piaţa combustibililor fosili. Producătorii livrează colectoare solare cu o durată de viaţă previzibilă de cca. 20 ani. Durate de amortizare de peste 16 ani sunt posibile doar dacă instalaţia a fost necorespunzător proiectată, respective utilizată.

Pentru a dispune de apă caldă suficientă şi în zilele ploioase colectoarelor solare li se ataşează din construcţie un rezervor special de apă caldă cu schimbător de căldură care în funcţie de numărul de membri de familie poate avea o capacitate de 300-1500L. Pentru clădirile mai mari (blocuri, spitale, hoteluri, etc.), care datorită mărimii au o utilizării aproape continuă, putând avea un termen de amortizare mai redus, se construiesc rezervoare de stocare a căldurii industriale dimensionate corespunzător consumului. În rezervoarele obişnuite, circuitul primar al colectorului încălzeşte doar jumătatea de jos a acestuia, apa caldă ridicându-se datorită convecţiei şi temperatura ajungând până la valoarea admisă de 95 °C.