Ogrzewanie słoneczne

Ogrzewanie słoneczne zapewne większości ludzi kojarzyć się będzie z kolektorem słonecznym zamontowanym na dachu, podłączonym do pompy obiegowej i zasobnika ciepła. Po części dzięki dotacjom z Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, po części dzięki temu, że te kolektory po prostu coraz częściej widać na dachach domów. Nic więc dziwnego, że ludziom pozyskiwanie energii słonecznej do wytworzenia ciepła kojarzy się właśnie z kolektorami słonecznymi.

Tymczasem ogrzewanie energią słoneczną ciepłej wody użytkowej, do czego właśnie służą kolektory, to tylko jedna mała część szerszego zagadnienia, jakim jest ogrzewanie słoneczne. Zanim jednak zagłębimy się bardziej w temat, warto podzielić systemy grzewcze wykorzystujące energię słoneczną na aktywne i pasywne. Te pierwsze wymagają do działania dodatkowych urządzeń elektryczych, takich jak pompy czy wentylatory.

Pasywne ogrzewanie słoneczne

Pasywne ogrzewanie słoneczne to wszelkie systemy czy układy, które pozwalają zagospodarować energię słoneczną do podniesienia temperatury w budynku, bez dodatkowego zużycia energii. Jeśli Twój dom ma duże okna skierowane na południe, przez które zimą wpada do środka dużo promieni słonecznych, akumulowanych następnie przez masywną wylewkę w podłodze, masz właśnie taki najprostszy układ pasywny.

Świetnym przykładem takiego ogrzewania w bardzo szerokim zakresie są tak zwane budynki pasywne. Dom pasywny według niemieckiego standardu Passivhauskorzysta właśnie z takiego pasywnego ogrzewania słonecznego. Ciepło wpada do budynku przez olbrzymie okna, skierowane na południe, jego ilość jest regulowana przy użyciu żaluzji. Jeszcze kilkanaście lat temu nie było to możliwe, bo na rynku nie były dostępne okna o współczynnikach wymiany ciepła zbliżonych do ścian. Z tego względu przez okna zimą uciekało więcej ciepła, niż mogło się dostać do środka.


Południowa elewacja domu pasywnego (Passivhaus) zbudowanego w Darmstadt w Niemczech [2]. Zdjęcie na licencji GNU FDL.

Aby jednak ogrzewanie energią słoneczną w domu pasywnym mogło być efektywne, konieczne jest przechowanie tego ciepła na potem. W domku o lekkiej konstrukcji (np. drewnianym, letniskowym), niewielka ilość energii słonecznej szybko podniesie temperaturę ścian i powietrza, ale równie szybko domek się wychłodzi. Najwięcej ciepła potrzeba do ogrzania domu w nocy (gdy różnica temperatur między wnętrzem a otoczeniem jest największa), a pozyskać je można tylko w dzień — dlatego trzeba je jakoś zakumulować. Odbywa się to dzięki wykonaniu domu w tradycyjnej, ciężkiej technologii.

Grube, murowane ściany, nawet działowe, grube betonowe wylewki w podłodze, rezygnacja z wykańczania wnętrza płytami kartonowo-gipsowymi czy boazerią, to wszystko służy też akumulowaniu ciepła. Dzięki temu nawet przez cały słoneczny dzień temperatura we wnętrzu domu pasywnego wzrasta nieznacznie, bo duże ilości ciepła pochłaniane są przez ciężkie materiały budowlane. Później, w nocy, ciepło to jest powoli uwalniane do wnętrza, by wyrównać straty ciepła z domu.

Dom pasywny swoją nazwę zawdzięcza jednak nie zastosowaniu pasywnego ogrzewania słonecznego, tylko rezygnacji z aktywnego (tradycyjnego) źródła ciepła. Do jego ogrzania wystarczy bowiem elektryczna suszarka do włosów, włączana w największe mrozy!

Innym, prostszym do wdrożenia rozwiązaniem, są powietrzne kolektory słoneczne. Można je montować na ścianach w miejscach, gdzie przeszklenia nie zostały przewidziane, ale także na dachu budynku. Ogrzewają one powietrze we wnętrzu budynku, dzięki czemu nie muszą się nagrzewać do wysokich temperatur. Aby działały wystarczy, by dawały powietrze o temperaturze 30°C, w odróżnieniu od kolektorów służących do przygotowania ciepłej wody. Te ostatnie muszą nagrzewać się do większych temperatur, co oznacza większe straty ciepła do otoczenia, a więc niższą sprawność. Oferta kolektorów powietrznych na rynku jest jednak mizerna, co dziwi, bo mogą one być wykorzystywane także do poprawy standardu energetycznego już istniejących budynków.

Połączeniem kolektora powietrznego i zdolności akumulacji ciepła są tak zwane ściany Trombe’a, czyli masywne ściany osłonięte od zewnątrz jeszcze szkłem. Ściana opływana jest przez powietrze ogrzane energią słoneczną, zresztą sama też się nagrzewa bezpośrednio od promieniowania słonecznego. Ale w nocy, gdy słońce zajdzie, ściana dalej oddaje ciepło — bezpośrednio do wnętrza pomieszczenia, ale też ogrzewając wciąż powietrze po zewnętrznej stronie.

Kolejne strony artykułu: [ 1 ] [ 2 ]

25 grudnia 2012 Opublikował mgr inż. Krzysztof Lis i oznaczył hasłami , ,

4 komentarze(y) i opinii do artykułu “Ogrzewanie słoneczne”

  1. dzień dobry chciałabym się dowiedzieć czy takie baterie można załorzyć na bloku tylko dla jednego mieszkania i czy ogrzeje mieszkanie 54 m.Dziękuję Ewa

  2. Pisząc o bateriach masz na myśli powietrzny kolektor do ogrzewania? Jako samodzielne źródło ciepła raczej się nie sprawdzi, ale w słoneczne dni odpowiednio duży kolektor z pewnością poradzi sobie z ogrzaniem nawet większego mieszkania. Pytanie tylko, czy właściciel budynku pozwoli na jego montaż…

  3. Witam
    bardzo ciekawy artykuł. W ostatnim zdaniu pisze Pan o „zapewnienie niewielkiej masy cieplnej do magazynowania ciepła”. Co Pan ma przez to na myśli?

    ogrzewanie tez mnie fascynuje, w szczególności słoneczne. jest tak ogromna potęga w sile energii jaka dociera ze strony Słońca. Az 6000 razy większa niż to co cale zapotrzebowanie naszej cywilizacji w przeciągu godziny.
    to rozwiązałoby większość problemow naszej cywilizacji.
    Co pan wie na temat nowych pól paneli słonecznych w Polsce? mowie o tych obecnie najbardziej skutecznych, wykorzystujących centralne lustro skupiające promienie

    Pozdrawiam
    Marek

  4. @Marek: proszę sięgnąć do źródła [1], znajdzie Pan tam więcej informacji na ten temat.

    Póki co nie słyszałem o instalacjach skupiających energię słoneczną w Polsce.

Pozostaw komentarz

Subscribe without commenting