Kolektory słoneczne – słownik pojęć

Absorber – jest to część kolektora słonecznego, która pochłania (absorbuje) promieniowanie słoneczne, aby zamienić je w energię cieplną, a następnie przekazać cieczy solarnej. Zwykle jest to płyta z blachy, która pokryta jest powłoką poprawiającą pochłanianie ciepła. Wyróżniamy 2 rodzaje pokryć:
– czarny chrom wykonany w technologii obróbki galwanicznej i chemicznej, najbardziej rozpowszechniony i stosowany do chwili obecnej
– oraz pozostałe pokrycia wytwarzane nowymi technologiami, np. poprzez bombardowanie powierzchni absorbera jonami innych metali w komorach próżniowych, czyli:
1. powstające w procesie temperaturowym ze związków tytanu TiN + TiO + TiO2
2. powstające w procesie plazmowym.

Ciecz solarna (glikol) – ciecz transportująca energię cieplną z kolektorów słonecznych do zasobnika solarnego. Powinna cechować się wysokim ciepłem właściwym, być odporna na zamarzanie, a także rozkładalna biologicznie. Najczęstszym medium wykorzystywanym jako ciecz solarna jest glikol.

Energia pierwotna – całkowita energia zawarta w pierwotnych nośnikach energii, takich jak surowce energetyczne  np. węgiel kamienny, ropa naftowa, drewno, rośliny zielone, czy siłach przyrody, jak np. energia promieniowania słonecznego, energia wód płynących czy energia wiatru.

Instalacja solarna-cieczowa – grupa odpowiednio dobranych i połączonych ze sobą elementów i urządzeń, których celem jest zamiana energii z odnawialnego źródła – promieniowania słonecznego, na ciepło użyteczne – wodę użytkową lub wodę służącą do ogrzewania. Głównymi elementami instalacji solarnej są: kolektory słoneczne, zasobnik (zbiornik) ciepłej wody użytkowej, regulator solarny, zespół pompowy, system zabezpieczający i armatura wody użytkowej.

kol_plaskiKolektor płaski – urządzenie, którego funkcją jest zamiana (konwersja) energii promieniowania słonecznego na ciepło. Składa się z płaskiej powierzchni absorbera, płyty szklanej, obudowy wraz z izolacją oraz miedzianych przewodów. Miedziane przewody połączone z płytą absorbera pochłaniającą promieniowanie słoneczne, odbierają od niej ciepło, a następnie przekazują je przepływającemu w przewodach czynnikowi grzewczemu – glikolowi.

kol_prozKolektor próżniowy – urządzenie, którego funkcją jest zamiana (konwersja) energii promieniowania słonecznego na ciepło. Składa się z systemu szklanych rur, w których panuje próżnia. Wewnątrz rur znajduje się absorber w kształcie walca, który połączony jest z rurami miedzianymi odbierającymi od niego ciepło, a następnie przekazującymi je przepływającemu wewnątrz nich czynnikowi grzewczemu – glikolowi.

Naczynie wzbiorcze (przeponowe) – zamknięty zbiornik składający się z dwóch komór oddzielonych od siebie membraną. Naczynie przyjmuje z obiegu część cieczy solarnej, rozszerzającej się pod wpływem temperatury i stanowi zabezpieczenie instalacji solarnej. Jeśli naczynie wzbiorcze jest w stanie przechwycić całą zawartość cieczy solarnej z pola kolektorowego, wówczas mamy do czynienia z instalacją solarną autobezpieczną.

mapkaNasłonecznienie – to suma natężenia promieniowania słonecznego w danym czasie i na danej powierzchni np. suma natężenia promieniowania słonecznego w czasie godziny, dnia, roku na powierzchni 1m2. Nasłonecznienie jest wielkością opisującą zasoby energii słonecznej w danym miejscu i czasie. Nasłonecznienie najczęściej wyrażane jest w Wh/m2, kWh/m2, MJ/m2, GJ/m2 na dzień, miesiąc lub rok.

Natężenie promieniowania słonecznego – jest to gęstość mocy promieniowania padającego w ciągu jednej sekundy na powierzchnię jednego m2 prostopadłą do kierunku promieniowania wyrażane w watach na metr kwadratowy (W/m2).

Odpowietrznik – zawór odpowietrzający służący do usuwania z instalacji gromadzącego się w niej powietrza. Odpowietrzniki montuje się w najwyższych  punkach  instalacji solarnej.

OZE – odnawialne źródło energii (m.in. energia słoneczna, energia wiatru, energia biomasy, energia geotermalna)

Pompa solarna – pompa obiegowa w instalacji solarnej, która wymusza przepływ cieczy solarnej w instalacji

Powierzchnia kolektora (brutto) – to najbardziej zewnętrzny wymiar kolektora, która określa np. jaka powierzchnia dachu jest potrzebna do montażu urządzenia, bardziej szczegółowo określa go:

Powierzchnia apertury (czynna) – pole powierzchni odbiorczej kolektora przez którą wpada promieniowanie słoneczne

pow_absPowierzchnia absorbera – powierzchnia aktywna kolektora, na której następuje odbiór ciepła

Refraktometr – urządzenie wykorzystywane w branży grzewczej do badania temperatury krzepliwości cieczy (w przypadku kolektorów słonecznych – glikolu). Wykorzystuje zjawisko fizyczne refrakcji, czyli ugięcia fali na granicy dwóch różnych ośrodków. Refraktometr bada współczynniki załamania światła w cieczach.

Regulator solarny – sterownik czuwający nad poprawnym działaniem instalacji solarnej. Jego funkcją jest zarządzanie pracą instalacji oraz odczyt najważniejszych parametrów instalacji, pełni także funkcję ochronną systemu (nie dopuszcza do przegrzania). Regulator zintegrowany jest z czujnikami temperatury oraz pompami. Sterownik systemu solarnego załącza pompę obiegu kolektorowego, gdy temperatura w kolektorze jest wyższa od temperatury w zasobniku CWU o nastawioną wartość.

Solar Key Mark – certyfikat jakości wprowadzony przez Europejską Federację Przemysłu Solarnego Cieplnego (European Solar Thermal Industry Federation – ESTIF) we współpracy z Europejskim Komitetem Standaryzacji (European Comittee for Standardization), świadczący o zgodności produktu z europejskimi normami EN 129775 i EN 12976 oraz normą zarządzania jakością ISO 9000. Kolektory posiadające Solar Key Mark cechują się wysokimi standardami i jakością. W celu otrzymania certyfikatu przechodzą testy z zakresu wydajności i wytrzymałości, które powtarzane są cyklicznie. Dodatkowo, badaniu podlega sam zakład produkcyjny.
www.solarkeymark.org

Solarny stopień pokrycia SF – wyrażana w procentach wielkość określająca, ile wymaganej średniorocznie energii do podgrzania wody użytkowej zostanie pokryte przez instalację solarną. Z ekonomicznego punktu widzenia dla naszego rejonu, współczynnik kształtuje się na poziomie 50-60%

Solarny zysk energetyczny Qsol – to ilość energii która oddawana jest rocznie przez ciecz solarną poprzez wymiennik ciepła do zasobnika solarnego w celu osiągnięcia ustalonego solarnego stopnia pokrycia

spraw_kolSprawność kolektora – teoretyczna maksymalna wartość sprawności kolektora, która jest osiągana, gdy temperatura absorbera zbliża się do temperatury czynnika odbierającego ciepło. Najlepsze kolektory płaskie na rynku przekraczają sprawność 90%.

Stagnacja – wg. normy PN-EN 12975-2 temperatura stagnacji jest to max. temperatura, jaką osiąga absorber bez przepływu czynnika roboczego przy natężeniu promieniowania na płaszczyznę kolektora 1000W/m2 i temp. powietrza otaczającego – 30*C.

System biwalentny – układ grzewczy w którym pracują dwa różne źródła ciepła (np. pompa ciepła i kolektor słoneczny, kolektor słoneczny i kocioł gazowy itp.)

termosTermosyfon – efekt termosyfonu wykorzystywany m.in. w zasobnikach ciepła. Polega na powstaniu warstw temperaturowych, które tworzą się na skutek różnic gęstości wody o różnej temperaturze (dzięki zjawisku konwekcji). Woda ciepła jest lżejsza i unosi się do góry, powodując powstanie komina termicznego wytwarzającego warstwy temperaturowe. Stosuje się je głownie w krajach bliskich równikowi.

Układ Tichelmanna – rodzaj połączenia stosowanego do łączenia kilku kolektorów w pole kolektorowe, dzięki któremu ciecz solarna równomiernie schładza całą powierzchnię absorbera. W takim połączeniu wszystkie drogi w polu kolektorowym posiadają taką samą długość i przekrój, dzięki czemu równe są w nich opory przepływu.

Usłonecznienie – czas podany w godzinach, podczas którego na określone miejsce na powierzchni Ziemi padają bezpośrednio promienie słoneczne.

Systemy mocowań – wykonane najczęściej z aluminium i/lub stali nierdzewnej elementy, służące do montażu kolektorów słonecznych. Są to wielkiego rodzaju konstrukcje wsporcze wolnostojące, złączki, czy uchwyty dachowe. Dzięki konstrukcjom wolnostojącym możliwe jest umieszczenie kolektorów pod odpowiednim kątem w ogrodzie czy na płaskim dachu.

Wymiennik ciepła – urządzenie w którym następuje wymiana ciepła między dwoma niemieszającymi się nośnikami. W przypadku instalacji solarnej wymiennikiem ciepła jest umieszczona w zasobniku ciepła wężownica (spirala miedziana) przez którą przepływa glikol, który oddaje ciepło wodzie znajdującej się w zasobniku.

Zasobnik solarny (zasobnik c.w.u.) – zbiornik pełniący funkcję akumulatora energii cieplnej wyprodukowanej przez kolektory słoneczne oraz współpracujące z nimi urządzenie grzewcze (np. kocioł gazowy). Najlepszym rozwiązaniem dla układu solarnego jest zastosowanie tzw. zbiornika dwuwężownicowego (z wężownicą solarną oraz wężownicą dedykowaną obiegowi drugiego urządzenia grzewczego). Dobry zasobnik solarny charakteryzuje się: wytrzymałością na korozję, znikomymi stratami ciepła, oraz występowaniem wyraźnych stref temperaturowych (patrz: efekt termosyfonu).

Zestaw solarny – zestaw specjalnie dobranych i zwymiarowanych względem siebie (np. pod względem pojemności), urządzeń i osprzętu do instalacji solarnej. W skład zestawu solarnego wchodzą najczęściej: kolektory słoneczne, zasobnik c.w.u., płyn do kolektorów (czynnik grzewczy), regulator solarny, zestaw bezpieczeństwa (w tym: naczynie wzbiorcze), pompa solarna, armatura i elementy mocowania kolektora.