Energia regenerabilă devine din ce în ce mai importantă, colectoarele solare termice sunt o soluție practică și eficientă pentru a produce energie curată și pentru a economisi bani. Acest ghid se adresează proprietarilor de locuințe, investitorilor în energie regenerabilă și companiilor interesate de soluții de încălzire eco. Vom explora colectoarele solare termice, modul în care funcționează și cum să le instalezi și întreții corect.

Ce sunt colectoarele solare termice și cum funcționează?

Colectoarele solare termice sunt dispozitive care transformă energia solară în energie termică, care poate fi folosită pentru încălzirea apei sau a spațiilor. Există două tipuri principale de colectoare solare termice: cu tuburi vidate și cu plăci plane.

Principiul de funcționare al colectorilor solari termici

Colectoarele solare termice absorb energia solară prin intermediul unor suprafețe absorbante și o transferă unui fluid termoportor care circulă prin sistem. Acest fluid se încălzește și apoi trece printr-un schimbător de căldură care transferă energia termică la apă sau la un alt fluid folosit pentru încălzire.

Diferențe între colectoare solare și panouri fotovoltaice

Este important să înțelegem diferențele dintre colectoarele solare termice și panourile fotovoltaice, deoarece acestea sunt tehnologii diferite care au scopuri și aplicații diferite.

Colectoarele solare termice transformă energia solară în energie termică și sunt utilizate în principal pentru încălzirea apei și a spațiilor. Panourile fotovoltaice, pe de altă parte, transformă energia solară în energie electrică, care poate fi folosită pentru alimentarea dispozitivelor electrice și pentru iluminat.

Ambele tehnologii au avantaje și dezavantaje, iar alegerea între ele depinde de nevoile specifice și de resursele disponibile. Colectoarele solare termice pot fi mai eficiente în ceea ce privește conversia energiei solare, în special în cazul sistemelor de încălzire a apei. Panourile fotovoltaice sunt mai versatile și pot fi utilizate pentru o gamă mai largă de aplicații, inclusiv pentru generarea de energie electrică pentru alimentarea rețelei.                                         

Beneficiile utilizării colectorilor solari termici

Investiția în colectoare solare termice aduce o serie de beneficii:

• Economii de costuri pe termen lung: Utilizarea energiei solare pentru încălzirea apei și a spațiilor poate reduce semnificativ costurile cu energia. Deși investiția inițială poate fi mai mare, economiile realizate în timp vor compensa aceste costuri.
• Impact pozitiv asupra mediului: Energia solară este o sursă de energie regenerabilă și curată, care nu generează emisii de dioxid de carbon sau alți poluanți. Utilizarea colectorilor solari termici contribuie la reducerea amprentei de carbon și la protejarea mediului înconjurător.
• Independența energetică: Colectoarele solare termice permit proprietarilor de locuințe și companiilor să genereze propria energie termică, reducând astfel dependența de sursele convenționale de energie și de fluctuațiile prețurilor acestora.
• Întreținere redusă: Sistemele de colectoare solare termice necesită în general o întreținere redusă, ceea ce face ca aceste sisteme să fie o opțiune atractivă pentru proprietarii de locuințe și companii.

Instalarea și întreținerea colectorilor solari termici

Procesul de instalare

Instalarea unui sistem de colectoare solare termice poate varia în funcție de tipul de colector și de complexitatea sistemului. Cu toate acestea, procesul general implică:

• Evaluarea locației și a necesităților energetice
• Alegerea tipului de colector solar termic potrivit
• Proiectarea și dimensionarea sistemului
• Instalarea colectorilor solari, schimbătorului de căldură și a sistemului de circulație a fluidului termoportor
• Integrarea sistemului cu instalațiile de încălzire și/sau apă caldă existente

Întreținerea colectorilor solari termici

Întreținerea colectorilor solari termici este în general redusă. Cu toate acestea, pentru a asigura o performanță optimă și o durată de viață lungă a sistemului, este recomandat să urmați următoarele sfaturi de întreținere:

• Verificați periodic starea colectorilor, a suporturilor de montaj și a conexiunilor
• Curățați suprafața colectorilor solari pentru a elimina murdăria și praful care ar putea reduce eficiența sistemului
• Verificați nivelul fluidului termoportor și înlocuiți-l dacă este necesar
• Inspectați și întrețineți pompele și schimbătorul de căldură conform instrucțiunilor producătorului

Colectoare solare termice de la Termax

Termax este unul dintre liderii de piață în domeniul colectoarelor solare și oferă o gamă largă de produse de înaltă calitate.

Colectoarele solare termice Termax sunt disponibile în diferite modele și dimensiuni, astfel încât să poată satisface o varietate de nevoi și cerințe. Iată câteva dintre caracteristicile distinctive ale colectorilor solari Termax:

• Eficiență ridicată: Colectoarele solare Termax sunt proiectate pentru a oferi o eficiență ridicată în conversia energiei solare în energie termică, ceea ce le face o opțiune excelentă pentru economisirea energiei și reducerea costurilor pe termen lung.

• Calitate și durabilitate: Termax utilizează materiale de înaltă calitate și tehnologii avansate pentru a asigura durabilitatea și fiabilitatea colectorilor săi solari termici.

• Garanție și suport tehnic: Termax oferă garanții generoase pentru produsele sale și asigură suport tehnic pentru a ajuta clienții în procesul de instalare, întreținere și rezolvare a eventualelor probleme.

• Variație de modele și dimensiuni: Termax oferă o gamă variată de modele și dimensiuni, astfel încât să poată fi adaptate la diferite tipuri de clădiri și necesități energetice.

De ce sunt colectoarele heat-pipe Termax asa de speciale?

Colectoarele heat-pipe Termax aduc ultimele inovații în domeniul încălzirii agentului termic folosind energia solară. Ele sunt singurele care oferă performanțe excepționale rezolvând elegant unele probleme la care alte sisteme tip heat-pipe nu reușesc să performeze:

• Lucru la unghiuri foarte reduse
• Controlul inteligent al temperaturii
• Performanță ridicată
• Durată lungă de viață

Colectoarele heat-pipe Termax aduc ultimele inovații în domeniul încălzirii agentului termic folosind energia solară. Ele sunt singurele care oferă performanțe excepționale rezolvând elegant unele probleme la care alte sisteme tip heat-pipe nu reușesc să performeze:

Lucru la unghiuri foarte reduse

Tuburile convenționale sunt de tipul cupru-apă. Principala componentă a transferului termic este apa. Tija de cupru (heat-pipe) se află într-o stare de presiune negativă. În momentul în care lichidul este încălzit și se transformă în vapori, iar apoi revine în stare lichidă când căldura se disipă. Lichidul folosește gravitația pentru a ajunge în partea inferioară a tubului heat-pipe, după care începe următorul ciclu. Acesta este motivul pentru care la tuburile heat-pipe convenționale unghiul ideal de instalare este de 30-35°.

La colectoarele solare Termax Solar mediul de transfer termic utilizat în sistemul cu controlul temperaturii este un gaz special, aflat într-o stare de presiune pozitivă în heat-pipe, ce nu se află în contact direct cu agentul termic. După ce este încălzit, gazul cald urcă către partea superioară a tubului heat-tipe, iar cel rece coboară, asigurându-se o circulație continuă în interiorul tubului. Această circulație este asigurată atât timp cât tubul heat-pipe are o înclinație de minim 5°.

Structura colectoarelor solare Termax tip heat-pipe este prezentată în figura de mai jos, care prezintă următoarele caracteristici ale produsului:

Performanță ridicată

Tubul tradițional de căldură solară cupru-apă are o capacitate mică de transfer de căldură, iar noul colector solar cu sistem heat-pipe cu control al temperaturii are o capacitate excelentă de transfer de căldură. Se poate rezolva perfect problema capacității insuficiente de transfer de căldură a tuburilor heat-pipe tradiționale. Limita de transfer de căldură a noului tub heat-pipe solar cu control al temperaturii adoptă principiul limitei uscate.

Colectoarele solare Termax cu sistem de control al temperaturii adoptă un mod diferit de transfer de căldură față de conducta de căldură tradițională cupru-apă. Debitul de abur este doar de 20 cm/s la o temperatură de lucru de 50 °C. Debitul de abur nu este ridicat, ceea ce nu va provoca o limită de transport. Prin urmare, capacitatea de transfer de căldură a unei singure conducte de căldură nu este limitată, ceea ce poate îndeplini cerințele mari de transfer de căldură ale colectoarelor solare CPC.

Durată lungă de viață

Presiunea internă a conductei de căldură solare tradiționale cupru-apă este presiunea negativă (adică mai mică decât presiunea atmosferică). După mai mulți ani de utilizare, în interiorul tubului se va forma gaz necondensabil, ceea ce reduce treptat capacitatea de transfer de căldură a sistemului și limitează durata de viață efectivă a colectorului solar.

Colectoarele solare Termax cu sistem de control al temperaturii folosesc aliaje din materiale folosite în industria aerospațială, bazate pe aluminiu, rezistente la temperaturi și presiuni, fără carbonizare și perforație. Presiunea internă a conductei de căldură este pozitivă (adică mai mare decât presiunea atmosferică), eliminând problema cauzată de vid redus, mărind durata de viață efectivă a produsului până la 15 ani sau mai mult, asigurând o capacitate de transfer de căldură constantă pe o perioadă mai lungă a colectorului.

Control inteligent al temperaturii

Sistemele heat-pipe solar gravitaționale tradiționale nu au un mecanism de control al temperaturii și nu pot rezolva problema supraîncălzirii sistemului la nivel de aplicație inginerească.

Prin urmare, în aplicațiile de inginerie reale, atunci când căldura este excesivă, presiunea poate fi redusă numai prin supapa de suprapresiune sau zona de colectare a căldurii este redusă artificial prin acoperire sau prin închiderea directă a sistemul pentru a opri transferul căldurii. Consecința catastrofală a acestui lucru este că tubul din cupru este carbonizat pe suprafața și în interiorul țevii de cupru datorită expunerii pe termen lung a aerului la temperaturi ridicate, la subțiere, perforare și casare. Temperatura ridicată va duce, de asemenea, la carbonizarea uleiului de transfer de căldură în sistemul de recirculare. Efectul este de reducere a randamentului și a duratei de viață a tubului, care, în final, duce la înlocuirea frecventă.

În conformitate cu statisticile înregistrate în sistemele tradiționale solare bazate pe arc din aliaj de memorie, folosind această metodă de control al temperaturii, procesul de schimbare a fazei este foarte lent, există zeci de grade de interval de schimbare a fazei, intervalele de modificare a temperaturii sunt diferite, astfel încât controlul precis al temperaturii nu poate fi realizat. Arcul din aliaj de memorie nu poate simți temperatura apei încălzite și poate fi cuplat termic numai cu capătul de evaporare al țevii de căldură (instalat pe partea de evaporare). În acest mod de lucru, sistemul nu poate fi repornit în aceeași zi după ce este oprit din cauza supraîncălzirii și nu poate îndeplini cerința de a realiza doar protecție la supraîncălzire pe termen scurt și de a porni imediat când nu este supraîncălzit. Rezultatul este că trebuie așteptat până a doa zi pentru a produce din nou căldură folosind colectorul respectiv.

Deoarece cursa mecanismului de acționare a arcului din aliaj de memorie este scurtă, capacitatea de transfer de căldură se pierde în condiții normale.

Colectoarele solare Termax cu sistem de control al temperaturii au o funcție inteligentă de control al temperaturii. Colectorul simte în mod inteligent schimbarea de temperatură. Sistemul se oprește imediat când căldura este excesivă sau oprește treptat transferul de căldură (110 °C±5 °C) și restabilește performanța imediat când căldura coboară la valori normale. În acest fel îndeplinește pe deplin cerințele ideale de control al temperaturii și realizează un control precis al temperaturii; în același timp, funcția de blocare la temperatură ridicată nu afectează performanța transferului de căldură în condiții normale de lucru. Temperatura maximă a apei calde din rezervorul de apă al sistemului solar poate fi controlată la 80 °C.

Capitolul 6: Cum să alegeți colectorul solar termic potrivit pentru nevoile dumneavoastră

Alegerea colectorului solar termic potrivit pentru nevoile dumneavoastră depinde de mai mulți factori, precum:

• Necesitățile energetice: Evaluați câtă energie termică este necesară pentru încălzirea apei sau a spațiilor și alegeți un colector solar care să poată satisface aceste cerințe.

• Locația și condițiile climatice: Colectoarele solare termice funcționează cel mai bine în zone cu expunere solară abundentă și în condiții climatice favorabile. Alegeți un colector solar care să fie potrivit pentru condițiile climatice specifice zonei în care locuiți.

• Bugetul disponibil: Compară prețurile și performanța diferitelor modele de colectoare solare termice pentru a determina care dintre ele oferă cel mai bun raport calitate-preț în funcție de bugetul disponibil.

• Spațiul disponibil: Luați în considerare dimensiunile și greutatea colectorilor solari termici în funcție de spațiul disponibil pentru instalare.

Întrebări frecvente despre colectoarele solare:

Ce sunt colectoarele solare termice?
Colectoarele solare termice sunt dispozitive care transformă energia solară în energie termică, utilizată pentru încălzirea apei și a spațiilor. Există două tipuri principale: cu tuburi vidate și cu plăci plane.

Cum funcționează colectoarele solare termice?
Aceste colectoare absorb energia solară prin suprafețe absorbante și o transferă unui fluid termoportor care circulă prin sistem. Fluidul se încălzește și trece printr-un schimbător de căldură care transferă energia termică la apă sau la un alt fluid folosit pentru încălzire.

Care este diferența dintre colectoare solare și panouri fotovoltaice?
Colectoarele solare transformă energia solară în energie termică pentru încălzirea apei și a spațiilor, în timp ce panourile fotovoltaice transformă energia solară în energie electrică pentru alimentarea dispozitivelor electrice și iluminat.

Care sunt beneficiile utilizării colectorilor solari termici?
Beneficiile includ economii de costuri pe termen lung, impact pozitiv asupra mediului, independența energetică și întreținere redusă.

Cum se instalează și se întreține colectoarele solare termice?
Instalarea implică evaluarea locației și necesităților energetice, alegerea tipului de colector potrivit, proiectarea și dimensionarea sistemului, instalarea colectorilor solari, schimbătorului de căldură și sistemului de circulație a fluidului termoportor, și integrarea sistemului cu instalațiile existente. Întreținerea include verificarea periodică a stării colectorilor, curățarea suprafeței colectorilor, verificarea nivelului fluidului termoportor și întreținerea pompelor și schimbătorului de căldură.

Cum să aleg colectorul solar termic potrivit?
Alegerea depinde de factori precum necesitățile energetice, locația și condițiile climatice, bugetul disponibil și spațiul disponibil pentru instalare. Compară prețurile și performanța diferitelor modele pentru a determina care dintre ele oferă cel mai bun raport calitate-preț în funcție de nevoile și resursele disponibile.