Kolektor powietrzny – informacje, działanie
Okazuje się, że nie trzeba wydawać dziesiątków tysięcy złotych, aby skorzystać z OZE. Rozwiązania najprostsze są dostępne dla każdego i nie sprawiają dużo kłopotu w eksploatacji. Podstawowym urządzeniem służącym pozyskiwaniu energii cieplnej jest kolektor powietrzny – i to właśnie jemu poświęciliśmy ten artykuł.
Co to jest kolektor powietrzny?
Kolektor powietrzny to urządzenie do przemieszczania ciepła pochodzącego z energii słonecznej i ma postać rur. Rury, jak każdy przedmiot wystawiony na działanie słońca, nagrzewają się. Od nich energię odbiera powietrze będące we wnętrzu rur. Nagrzany gaz trzeba skierować do odbiornika ciepła, a w najprostszym przypadku wprost do ogrzewanego pomieszczenia.
Ile energii spada z nieba?
Pozyskiwanie energii cieplnej z energii słonecznej to zamiana tego, co sprawia nam kłopot (i nagrzewa dach w upalny dzień) w to, za co musimy płacić (ciepło). Skoro nauczyliśmy się zmieniać bieg rzek, może warto przekierować energię słoneczną? Jakie to może dać korzyści?
Aby uzyskać odpowiedź na to pytanie można skorzystać z darmowego narzędzia dostępnego na stronie http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php.
Według tej analizy w Polsce od lutego do listopada na 1 m2 powierzchni dociera w skali miesiąca energia słoneczna o wartości ponad 40 kWh! Przeliczając ją na ceny energii pozyskiwanej z węgla (0,13 zł/kWh) jest to 5 zł miesięcznie z metra kwadratowego kolektora, a w lecie około 20 zł miesięcznie z instalacji o tej samej powierzchni.
Jeżeli energia słoneczna ma być substytutem energii wytwarzanej z gazu płynnego (koszt 0,42 zł/kWh), to kwoty te będą wynosiły odpowiednio 16,8 i 63 zł miesięcznie z metra kwadratowego kolektora.
Czym kolektor powietrzny różni się od kolektorów standardowych?
Najczęściej spotykane są kolektory cieczowe. Instalacja musi składać się z:
- wymiennika ciepła,
- rur rozprowadzających nagrzany czynnik i grzejników lub ogrzewania podłogowego,
- systemu pomp obiegowych,
- sterownika, który wyłączy pompę urządzenia, gdy słońce nie będzie świeciło dostatecznie intensywnie.
Każde z urządzeń (wymiennik, pompy, grzejniki) ma sprawność mniejszą niż 100%. Przepływ energii następuje wówczas, gdy źródło ciepła ma temperaturę wyższą niż odbiornik. Jeżeli urządzeń pośredniczących będzie dużo, to różnica temperatur musi być wysoka.
Kolektor powietrzny ma ograniczoną do minimum liczbę stopni pośrednich. Dzięki temu wystarczy różnica 1oC pomiędzy źródłem ciepła a odbiornikiem, aby nastąpił przepływ energii.
Pole do popisu dla majsterkowiczów
Kolektor powietrzny to rozwiązanie, które może wykonać niemal każdy! Wystarczy:
- zebrać odpowiednią liczbę identycznych puszek po napojach,
- pomalować je czarną matową farbą
- pozbawić denka,
- połączyć w tuby silikonem,
- umieścić tuby w prostokątnej ramie,
- ustawić ramę w kierunku południowym,
- wymusić wentylatorem przepływ powietrza przez tuby.
Fakultatywne można przykryć kolektor powietrzny szybą lub przezroczystym tworzywem, a od podłożą odizlować styropianem lub (kolektor zabezpieczony przed opadami) wełną mineralną.
Kolektor powietrzny „puszkowiec”ma zalety. Jest:
- tani,
- możliwy do wykonania domowymi sposobami,
- niekłopotliwy w serwisowaniu (instalacja nie zawiera fluidu odbierającego ciepło).
Wady? Podstawową jest brak możliwości akumulowania ciepła.
Czy kolektor powietrzny „puszkowiec” działa jesienią i zimą? Tak. Konstrukcje opisywane w Internecie dają przy temperaturze otoczenia +7oC temperaturę nawiewu około +50oC, zaś przy temperaturze otoczenia -12oC pozwalają uzyskać ciepłe powietrze o temperaturze około +30oC.
Kolektor powietrzny za darmo
A co jeśli budynek ma być pokryty czarną blachodachówką? Czy warto wówczas zbudować kolektor powietrzny z puszek? Może lepiej wykorzystać całą powierzchnię dachu?
Rozwiązanie to warto przemyśleć na etapie wykonywania pokrycia. Odpowiednie ułożenie łat i kontrłat pozwoli… czerpać nagrzane powietrze spod blachodachówki. Wtedy cała połać dachu może oddawać ciepło.
Czy kolektor powietrzny ma w Polsce zastosowanie?
Specyfika klimatu Polski jest taka, że większość energii słonecznej dociera do nas latem. W zimie ilość energii słonecznej możliwej do wykorzystania jest mniejsza. Po pierwsze dzień jest krótszy. Po drugie słońce znajduje się niżej nad horyzontem.
Czego jednak potrzeba tyle samo w zimie i w lecie? Ciepłej wody! Kolektory słoneczne w naszym klimacie wykorzystywane są głównie do wytwarzania ciepłej wody użytkowej.
Kolektor powietrzny – zagospodarowanie pozyskanej energii
Zaletą kolektora cieczowego jest stosunkowo łatwe przesyłanie energii z miejsca, w którym jest uzyskana (kolektor cieczowy najczęściej umieszczany jest na dachu), do odbiornika (np. wymiennik ciepła w pomieszczeniu gospodarczym). Jak można zagospodarować energię zgromadzoną w ciepłym powietrzu, którego źródło znajduje się na dachu? Jednym z rozwiązań jest zasilanie tym strumieniem pompy ciepła powietrze-woda. Pompa ciepła zintegrowana z instalacją budynku wykorzystuje ciepło do ogrzewania wody użytkowej.
A jeśli dom już stoi i nie ma w nim pompy ciepła? Można wtedy podłączyć rurę odprowadzającą ciepłe powietrze z kolektora powietrznego np. do systemu rozprowadzającego ciepłe powietrze z kominka, a jeśli takowego nie ma po prostu do czerpni powietrza z dworu. Zamiast zimnego będzie wpadało ciepłe (oczywiście to rozwiązanie nadaje się tylko na zimne miesiące).
Pomysły wykorzystania ciepła można mnożyć w nieskończoność. W samochodzie jest nagrzewnica. Przepływa przez nią ciecz chłodząca silnik, a od nagrzewnicy ogrzewa się powietrze wpadające do wnętrze auta. Aby ogrzać ciepłą wodę użytkową trzeba zrobić nagrzewnicę, w której strumień powietrza płynął będzie przez rurę zanurzoną w wodzie. Empirycznie należy dobrać rozmiary rury i prędkość przepływu powietrza, aby uzyskać maksymalną skuteczność urządzenia.
Podsumowanie
Kolektor powietrzny jest świetnym urządzeniem do wykorzystania energii OZE:
- można, a nawet należy wykonać go samodzielnie, gdyż oferta jest znikoma,
- jest prostszy w konstrukcji i konserwacji niż kolektor cieczowy,
- niewielkie koszty powodują, że amortyzuje się w czasie około roku,
- sprzężenie go z instalacją grzewczą domu nie wymaga ingerencji żaden z układów, gdyż wystarczy skierować strumień ciepłego powietrza do wnętrza budynku.
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
100% energii ze źródeł odnawialnych w dzień roboczy w Hiszpanii
Hiszpania osiągnęła historyczny kamień milowy – po raz pierwszy w dniu roboczym cały popyt na energię elektryczną został pokryty ze źródeł odnawialnych. 16 kwietnia br. system elektroenergetyczny Półwyspu Iberyjskiego działał wyłącznie na energii wiatrowej, słonecznej i wodnej. Tydzień później padł nowy rekord mocy chwilowej generowanej przez fotowoltaikę.
Rusza strategiczna debata o przyszłości energetyki wiatrowej. Konferencja PSEW2025 w czerwcu
Energetyka wiatrowa jako siła napędowa polskiej gospodarki? Eksperci, politycy i liderzy rynku spotkają się na jubileuszowej 20. Konferencji PSEW2025 w Świnoujściu, by wspólnie odpowiedzieć na to pytanie. Wydarzenie odbędzie się w dniach 10–12 czerwca i ma być jednym z najważniejszych punktów debaty o transformacji energetycznej oraz roli Polski w kształtowaniu zielonej Europy.
Deep Fission: mikroreaktory SMR, które zmieszczą się w odwiertach jak po ropie
Deep Fission proponuje nowatorskie podejście do energetyki jądrowej – zakopane na głębokości jednej mili (ok. 1,6 km) mikroreaktory SMR mają produkować 15 MW energii każdy. Dzięki wykorzystaniu sprawdzonych technologii PWR oraz minimalizacji kosztów infrastrukturalnych, firma chce dostarczać skalowalną, bezpieczną i bezemisyjną energię dla dużych miast, baz wojskowych oraz centrów danych.
Kalifornia rozdaje panele i magazyny energii za darmo
Haven Energy uruchomiła program, który umożliwia właścicielom domów o niskich dochodach w Kalifornii darmową instalację paneli fotowoltaicznych i magazynów energii. Wszystko dzięki wsparciu stanowego programu SGIP RSSE.
Cyfrowa rewolucja w Rumi. Politechnika Gdańska pomoże w zarządzaniu miastem
Rumia dołącza do pilotażowego projektu „inteligentnej metropolii”, który ma przyspieszyć rozwój miast poprzez wykorzystanie nowoczesnych technologii i analizy danych. Współpraca z Politechniką Gdańską ma poprawić m.in. zarządzanie energią, transportem i planowaniem przestrzennym.
PowerHarvester od 1KOMMA5°. Magazyn energii bez fotowoltaiki
Niemiecka firma 1KOMMA5° wprowadziła na rynek innowacyjny system magazynowania energii o nazwie PowerHarvester, który umożliwia gospodarstwom domowym korzystanie z dynamicznych cen energii elektrycznej bez konieczności posiadania własnej instalacji fotowoltaicznej. To rozwiązanie skierowane jest do właścicieli domów, mieszkańców wspólnot mieszkaniowych oraz wszystkich, którzy chcą aktywnie uczestniczyć w transformacji energetycznej i czerpać korzyści z inteligentnego zarządzania energią.
Komentarze