Saulės energijos kolektorius

Saulės energijos kolektorius – prietaisas, saulės energiją naudojantis vandens pašildymui pastatuose. Taip pat gali būti pritaikomi patalpų šildymui karštu vandeniu.

Įranga

Dažniausiai įrenginiai kombinuojami su kitomis sistemomis, kadangi kolektoriai skirtingais metų laikais negali pilnai patenkinti energijos poreikių, skirtų vandens pašildymui.
Net esant debesuotam orui, kolektoriai kaupia šilumą. Skirtumas tik tas, kad debesys išsklaido tiesioginius saulės spindulius, taigi ir kolektoriai surenka mažiau energijos nei saulėtą dieną.
Svarbus kriterijus efektyviam jų darbui – orientavimas tam tikra kryptimi ir kampu. Rekomenduojama saulės kolektorius montuoti pietų, nesmarkiai pakreipus į rytus, kryptimi, 30-45° kampu. Kadangi saulė nuolatos juda, per dieną nukeliauja horizontu iš rytų į vakarus, o vasarą pakyla aukščiau nei žiemą – optimalus kampo parinkimas leidžia visus metus naudotis jos teikiama energija. Geriausiai saulės kolektorius montuoti ant namo stogo (šlaitinio ar plokščio), taip pat galima statyti ant žemės, o tam tikro tipo net ant sienų ar balkonų.
Visa vandens pašildymo saulės energija sistema gali veikti tik tinkamai tarpusavyje sujungus visus reikalingus elementus. Svarbiausias yra saulės kolektorius (1), sujungtas su specialiu siurbliu (3), paimančiu šilumos energiją iš kolektoriaus ir reguliuojančiu, kad itin karštą dieną, jos į sistemą nepatektų per daug. Iš kolektoriaus paimtą šilumos energiją siurblys perduoda į vandens šildytuvą (5). Vandens šildytuve vandenį kaitina du gyvatukai. Vienu šiluma ateina iš saulės kolektorių, kitu – iš atraminio šildymo katilo (6). Pastarasis pradeda veikti tik tokiu atveju, jei valdymo blokas (2) užfiksuoja, jog saulės energijos nepakanka įkaitinti vandenį iki norimo lygio. Taigi, papildomas šildymo katilas kompensuoja skirtumą tarp saulės kolektoriaus teikiamos energijos ir gyventojų poreikių.

Saulės kolektorių tipai

Saulės kolektoriai yra dviejų tipų – plokštieji ir vakuuminiai.
Plokščiąjį saulės kolektorių sudaro absorberis (saulės spindulinę energiją sugerianti plokštė), šilumos izoliacija, skaidri apsauginė danga ir vamzdelis, kuriuo teka šilumnešis.
Gera šiluminė izoliacija užtikrina didesnį kolektoriaus naudingumo koeficientą ir apsaugo nuo šilumos praradimo. Saulės kolektorių nuo žalingo aplinkos poveikio saugo specialus smūgiams atsparus stiklas, kuris taip pat gerina ir elemento izoliacines ypatybes. Danga praleidžia trumpabangius saulės spindulius ir sulaiko infraraudonuosius spindulius.
Lietuvoje plokštieji saulės kolektoriai vandeniui šildyti gaminami nuo 1992 m. Įrenginių projektavimas, gamyba, testavimas ir eksploatavimas yra griežtai reglamentuoti ES priimtuose teisės aktuose.
Vakuuminis saulės kolektorius yra sudarytas iš atskirų sandarių vamzdelių, o jų viduje esančios varinės plokštelės, kaitinamos saulės spindulių, kaupia energiją. Šiuose kolektoriuose nėra jokios izoliacinės medžiagos, kadangi kiekviename vamzdelyje yra vakuumas, tampantis pačia efektyviausia šilumos izoliacija, taigi šilumos nuostoliai iš viso nepatiriami.
Vakuuminiai saulės kolektoriai geriausiai tinkami naudoti šaltesnio klimato juostose, kur saulės kiekis yra ne toks didelis. Pavyzdžiui, Europoje saulės kolektoriai yra pasiskirstę taip: 80-85 proc. plokštieji ir 20-15 proc. vakuuminiai. Taip yra dėl to, kad vakuuminiai saulės kolektoriai yra brangesni, o pietiniuose regionuose, kuriuose saulės energijos išspinduliuojama daug daugiau, šiluminiai nuostoliai nėra taip juntami, taigi pakanka ir iš plokščiųjų kolektorių gaunamos energijos.

Saulės kolektoriai Lietuvoje

Vidutinis metinis saulės spinduliavimas Lietuvoje siekia maždaug 1000 kWh į 1 m², pajūrio regionuose jis šiek tiek didesnis. Toks saulės energijos kiekis yra apytiksliai lygus 100 litrų iškastinio kuro. Pavyzdžiui, individualiame name gyvenanti 3-4 asmenų šeima, įsirengusi maždaug 4,5 m² ploto saulės kolektorių, vidutiniškai gali jų gaminama šiluma pasidengti apie 60 proc. metinio energijos poreikio, skirto vandens pašildymui.