SOLARNI SISTEMI - MASTER SOLAR

Master Solar je ekskluzivni zastupnik austrijske firme TISUN koja je vodeći proizvođač solarnih sistema za zagrevanje vode.

Kako upotrebiti sunčevu energiju, pitanje je koje često postavljamo sebi. Razvojem savremene tehnike energija se može sve kvalitetno iskoristiti, a jedan od načina je primenom solarnih kolektora. Kolektori se  dele na fotonaponske i toplotne. Fotonaponski kolektori  proizvode električnu energiju a toplotni, toplotnu energiju. Firma MASTER SOLAR  se isključivo bavi primenom toplotnih kolektora tako da će u nastavku biti reči isključivo o njima.

Solarni kolektori

Toplotni Solarni kolektori se koriste u sledeće svrhe:

Zagrevanje sanitarne vode
Dogrevanje prostora
Zagrevanje bazena

TroŠkovi ulaganja i isplativost sistema

Cena solarnog sistema za porodičnu kuću kreće se od 5 000 do 10 000 € u gruboj proceni, a i zavisi od namene. Uz dalji porast cene energenata obračun potrošene energije u domaćinstvu sve više će ići u prilog korišćenju sunčeve energije. Što se tiče isplativosti sistema, brojke kojima baratamo su od 4 do 8 godina. Ako se uzme u obzir da je vek trajanja solarnog sistema više od 20 godina, onaj ko se odluči da već danas ugradi solarni sistem  naći će se na pravoj strani, kako u ekološkom tak i ekonomskom smislu.

SANITARNA TOPLA VODA

U većini kuća kotao za grejanje ne prestaje raditi ni u letnjem periodu jer pokriva potrebe  kupatila i kuhinje, topla voda, svaki dan troši naftu ili gas, ispušta dimne gasove i CO2 Sve ovo može se izbegnuti primenom solarnog sistema.

U 80% slučajeva svoje primene, solarni kolektori se koriste upravo za zagrevanje sanitarne vode. Razlog tome je velika potrošnja sanitarne tople vode tokom cele godine i relativno niska tražena temperature, 45 – 60 º C. Sistem je dobro dimenzionisan ako je godišnji udeo iskorištene sunčeve energije u ukupno potrebnoj energiji za zagrevanje tople potrošne vode kod manjih solarnih sistema 50-60 %, odnosno kod srednjih 30-50 %. Kod zahteva za većim udelom sunčeve energije sistem bi bio predimenzionisan (pogotovo u letnjem periodu) i bio bi nesrazmeran odnos investicionih troškova i energetskih dobitaka.
U letnjem periodu solarni kolektori  pripremaju toplu potrošnu vodu bez pomoći kotla ili grejača. Temperatura sanitarne vode kreće se u opsegu od 45-60 C. Ako se desi da je nekoliko dana oblačno, sanitarna voda se mora zagrevati pomoću grejača ili kotla. Kako bismo tokom dana (dok ima sunca) uskladištili što više energije potreban je bojler što veće zapremine. Za porodične kuće, zapremina bojlera približno odgovara dvostrukoj dnevnoj potrošnji sanitarne vode. U tom slučaju bismo uvek imali dovoljno tople vode čak i kad nema sunca.Prvi korak u dimenzionisanju solarnog sistema je određivanje veličine bojlera. Kasnije se na osnovu veličine bojlera određuje broj kolektora i veličina solarne stanice. Ako bi se radilo unazad postojala bi mogućnost da bojler bude nedovoljno velik. U tom slučauju, najčešće u letnjem periodu, može doći do preopterećenja kolektora.

DOGREVANJE PROSTORA

Opšte je poznato da u zimskim mesecima kada nam je grejanje najpotrebnije, sunčeve energije ima najmanje. Zbog toga je nemoguće samo solarnim sistemom pokriti potrebe za grejanjem već samo za dogrevanje vode sistema grejanja pri čemu moramo koristiti kotao ili grejače.

Da bi udeo sunčeve energije u ukupno potrebnoj energiji za grejanje bio što veći potrebno je ukupne toplotne gubitke zgrade svesti na minimum, a istovremeno sistem grejanja izvesti kao niskotemperaturski. Nažalost to kod nas nije bio slučaj ali se u novije vreme obraća više pažnje in a ovo. Što se tiče izolacije, takođe se sve više obraća pažnja in a izbor građevinskih materijala.
Kao što smo rekli i ranije, pogrešno je reći da je bolje povećati broj kolektora da bi dobili više energije u zimskom periodu. To je istina samo u slučaju proleća i jeseni ali šta s viškom takve energije leti kada nam ista ne treba? Broj i površina kolektora je samo za nekoliko procenata veća u odnosu na zagrevanje sanitarne vode. Za razliku od takvog sistema, ovim se postiže ušteda na godišnjem nivou od 10 – 30 %. Ono što je veoma dobro jeste da u zimskom periodu  solarnim sistemom možemo podići temperature vode za par stepeni čime se pravi ušteda i olakšava rad kotla. Ukoliko pogledamo neki solarni sistem, vidimo da se on sastoji od nekoliko komponenata. Te komponente su:

Solarni kolektori

Primaju Sunčevo zračenje i apsorbuju toplotu koju prenose do spremnika toplote, u većini slučajeva do bojlera. Naš program podrazumeva ravne pločaste solarne kolektore.
Ravni pločasti kolektori odlikuju se vrlo visokim koeficijentom apsorbcije Sunčevog zračenja zahvaljujući visokokvalitetnom selektivnom apsorberu zbog čega i imamo visok stepen iskoristivosti. Prilikom stagnacije, tj. mirovanja kolektora u letnjem periodu postižu se veoma visoke temperature u solarnim kolektorima, do 210ºC. Naravno opasnost od viška vode je izbegnuta primenom ekspanzionog suda. Mogu se montirati na krov, u krovu, kao i samostojeća instalacija. Takodje postoji mogućnost izrade fasadnih solarnih kolektora u zavisnosti od zahteva kupaca.

Spremnici toplote - Bojleri

Bojleri akumuliraju sunčevu energiju tokom dana. Postoji nekoliko tipova bojlera, u zavisnosti koja im je namena (sanitarna topla voda, sanitarna topla voda i grejanje). Uglavnom se sastoji od dva razmenjivača i time se razlikuje od standardnih bojlera (imaju jedan razmenjivač-grejač). Gornji razmenjivač spaja se npr.na kotao i preko njega se zagreva gornja zona bojlera. Donji razmenjivač  spojen je cevovodom sa kolektorima. U zimskom ili periodu bez sunca kotao zagreva gornju zonu bojlera koja mora biti dovoljno velika zadovolji trenutne potrebe za toplom vodom. Donja zona bojlera u tom periodu ostaje hladna, u periodu bez sunca. Pojavom sunčevog zračenja, pa i u najmanjim količinama, dolazi do predgrevanja sanitarne vode donje zone spremnika. Temperatura predgrevanja zavisi od jačine sunčevog zračenja, intenziteta. U letnjim mesecima temperatura predgrevanja sanitarne vode znatno je viša od podešene temperature sanitarne vode grejane preko kotla što rezultuje potpunim mirovanjem kotla.

Solarna regulacija

Uključuje/isključuje solarnu pumpu u zavisnosti od temperature u kolektorima i bojleru. Solarna pumpa radi samo ako je trenutna temperatura kolektora viša od trenutne temperature bojlera i uz uslov da nije postignuta podešena maksimalna temperatura bojlera. U zimskom periodu pumpa se pali u zavisnosti od senzora koji se nalazi u donjoj zoni bojlera.

Ekspanzioni sud

Prihvata višak vode koji nastaje širenjem radnog medijuma u kolektorima i cevovodu. Širenje nastaje usled porasta temperature u kolektorima. Ekspanzioni sud kao takav zahteva poseban način dimenzionisanja.

 

Solarni medijum

Solarni medijum je mešavina propilen-glikola i vode najviše zbog zaštite od smrzavanja. Ovaj rastvor sadrži posebne inhibitore za rad na visokim temperaturama. Najčešće se meša sa "antifrizom" koji se stavlja u sisteme grejanja, što nije isto. U zavisnosti od kvaliteta solarnog sistema menja se svakih 2 - 5 godina uz redovnu godišnju kontrolu kvaliteta.

Ostalo

Sigurnosti ventil štiti sistem od prevelikog  pritiska.Sigurnosni ventil se najčešće aktivira zbog loše dimenzionisanog ekspanzionog suda.
 Cevovod solarnog sistema se izrađuje od bakarnih cevi s tvrdo lemljenim spojevima. Koristi se posebna izolacaija za visoke temperature.

Orijentacija i nagib kolektora

Najviše sunčeve energije, ako gledamo na period od godinu dana, može se dobiti pri nagibu kolektora u odnosu na horizontalnu površinu od 40 - 45 stepeni. Ukoliko želimo  više sunčeve energije u zimskim mesecima nagib kolektora trabao bi biti 50-60 stepeni. U letnjim mjesecima više energije se dobija manjim uglovima, 25 - 35 stepeni.
Kolektori bi trebali biti okrenuti prema jugu jer je to strana sveta sa najviše sunčanih sati u toku dana i najvećim zračenjem.

Potrebna povrŠina solarnih kolektora

Kod solarnog sistema najvažnije je da kolektori u letnjim mesecima stalno "rade". To znači da apsorbovanu energiju "transportuju" do potrošača, i koriste je u svrhu zagrevanja vode. Ako to nije slučaj sistem je najčešće predimenzionisan. Kod takvih sistema kolektori u letnjim mesecima brzo zagreju bojlere, a nakon toga, greju sami sebe (jer nemaju gde sa viškom energije). Ovo je čist energetski gubitak a trenutna iskoristivost sistema ne postoji. Do predimenzionisanosti sistema najčešće dolazi zbog nepoznavanja tehnike kvalitetnog iskorištenja sunčeve energije.
Vodeći se logikom "od viška glava ne boli" tzv "stručne kompanije" svesno povećavaju površinu kolektora, misleći da je to istovetno povećavanju npr. broja članaka kod radijatorskog grejanja. Takvi sistemi nisu opravdana finansijska investicija a i mogu stvoriti određene tehničke poteškoće u radu (problem ekspanzije, sigurnosnog ventila, trajnost solarnog medijuma i sl). Znači, za solarne sisteme sledi zaključak: "Od viška glava boli". Inženjeri firme MASTER SOLAR svojim iskustvom s terena i obrazovanjem upoznati su sa primenom solarne tehnike i u stanju su da vam dostave tehničko rešenje koje je optimalno i opravdano a sve u skladu s traženim zahtevima.

Optimalna površina kolektora za zagrevanje tople vode, pomoć grejanju i sl. na osnovu uticajnih faktora (podaci o Sunčevom zračenju, nagib i orijentacija kolektora, tip kolektora, potrošnje toplote za godinu dana, dužina cevnih vodova, izolacija i sl.) potrebno je za svaki dan u mesecu, integracijom po satima, izračunati dobitak sunčeve energije. Taj posao najčešće se obavlja pomoću računara, simulacijom rada solarnog sistema tokom cele godine. Simulacijskim postupkom dobijaju se najtačniji podaci jer on obuhvata dinamiku sistema. Zbog toga je razvijeno mnogo kompjuterskih programa TSOL, POLYSUN,  ESOP, F-CHART…