Dogrzewanie kolektorami słonecznymi prawda czy mit? (długi

W dobie lawinowo postępujących cen energii, usilnie poszukujemy form jej oszczędzania. Jednym ze sposobów oszczędzania jest montaż kolektorów słonecznych.
Wśród naszego społeczeństwa jest wiele mitów na temat opłacalności takiego przedsięwzięcia, jak montaż instalacji solarnej. Wiele osób twierdzi, że założenie kolektorów to nie opłacalna inwestycja a zwrot kosztów poniesionych na ich montaż zostanie osiągnięty dopiero po zużyciu instalacji solarnej.
Najwięcej kontrowersji budzi zastosowanie instalacji solarnej do dogrzewania budynków mieszkalnych. Kontrowersje te biorą się z bardzo dużej niewiedzy jak taka instalacja powinna być zbudowana oraz jak prawidłowo dobrać wymaganą ilość kolektorów do zapotrzebowania na energię cieplną w dogrzewanym budynku.
Obecnie, w naszym kraju zakłada się najwięcej instalacji solarnych do ciepłej wody użytkowej i te instalacje przynoszą w mniejszym lub większym stopniu wymierne oszczędności swoim użytkownikom. Natomiast zakładane instalacje do dogrzewania pomieszczeń w przeważającej ilości są instalacjami w których bardzo trudno oszacować realny stopień oszczędności. Dzieje się to dla tego, że zużycie energii przed założeniem takiej instalacji nie była oszacowana i nie było wiadomo ile ciepła faktycznie zużył budynek. Natomiast po jej założeniu również nie było wiadomo ile ciepła zostało dostarczone do instalacji centralnego ogrzewania. Do tego dochodzi bardzo często wadliwy projekt takiej instalacji. Wady projektowania biorą się z dużej niewiedzy firm sprzedających kolektory słoneczne oraz niewiedzy firm montujących instalacje solarne.
Aby skutecznie dogrzewać pomieszczenia w okresie zimowym trzeba zastosować kolektory próżniowe, jednak nie bez znaczenia jest jakość oraz zasada działania zastosowanych kolektorów. W Polskich warunkach klimatycznych najlepsze wyniki dają kolektory o bezpośrednim przepływie ( low flow ), natomiast kolektory oparte o zasadę działania cieplej rurki ( heat pipe ) dają najgorsze wyniki ze względu na wady konstrukcyjne i uproszczenia jak najbardziej słuszne dla ciepłych stref klimatycznych do których jednak Polska nie należy. Aby przedstawić w miarę rzetelną symulacje oszczędności dla domu jednorodzinnego wyposażonego w instalację kolektorów słonecznych służących do dogrzewania autor zmuszony był do zastosowania takiej instalacji we własnym domu.


Przed zamontowaniem instalacji solarnej do dogrzewania, przez cały poprzedni sezon grzewczy wykonywane były pomiary zużycia energii cieplnej na potrzeby centralnego ogrzewania i cieplej wody użytkowej. Sam obiekt to budynek jednorodzinny o powierzchni 130m2 wykonany z gazobetonu (25cm) ocieplony styropianem (15cm) o dwóch kondygnacjach (parter + poddasze) zamieszkały przez 5 osób. Zasobnik do ciepłej wody jest o pojemności 2x300l i nie stanowi on bufora ciepła w instalacji centralnego ogrzewania a tylko do ciepłej wody.
Przed założeniem kolektorów, sezon grzewczy na przełomie roku 2009/2010 rozpoczął się 15 października 2009r a skończył 15 maja 2010r. W tym czasie na potrzeby centralnego ogrzewania i cieplej wody trzeba było zużyć 40,12GJ ciepła.
Natomiast w następnym sezonie grzewczym, gdzie kolektory już były, czyli przełom roku 2010 i 2011 zamknął się bilansem 25,01GJ wyprodukowanej energii. Tu należy nadmienić, że montaż instalacji solarnej został podzielony na dwa etapy. Najpierw zostało zamontowanych 6 kolektorów próżniowych i one dogrzewały instalacje centralnego ogrzewania i cieplej wody do 1 stycznia 2011r a następnie zostało dołożonych następnych 6 kolektorów co w sumie dało 144 rury próżniowe o przepływie bezpośrednim. Sezon grzewczy rozpoczął się 15 października 2010r a skończył się 12 kwietnia 2011r. Sezon grzewczy w tym rozumieniu to taki w którym budynek jest ogrzewany konwencjonalnym paliwem jakim jest w tym przypadku gaz. Już ze wstępnego zestawienia widać, że przy instalacji solarnej (choć nie w pełnym rozmiarze) zaoszczędzono 15,11GJ na gazie w sezonie grzewczym. Inaczej przedstawiając wynik to oszczędność jest na poziomie 38% na ogrzewaniu i cieplej wodzie w sezonie zimowym. Poza sezonem grzewczym oszczędności wynikające z posiadania takiej instalacji solarnej wynoszą 100% na dogrzewaniu i ciepłej wodzie.
Przedstawiając zużycie ciepła w skali roku w rozbiciu na poszczególne składniki w odniesieniu do cen przed zamontowaniem instalacji solarnej:
- 2667zł rocznie na potrzeby centralnego ogrzewania
- 1244zł na potrzeby cieplej wody (duże zużycie)
- 380zł na potrzeby pralki i zmywarki
Do obliczeń przyjmuje się 20 letni okres pracy instalacji solarnej oraz roczny wzrost ceny gazu na poziomie 8%.
W tabeli ujęto rozkład kosztów na przestrzeni 20 lat


Po przeprowadzonej symulacji wyraźnie widać, że przez okres 20 lat koszt ogrzania tego domu będzie na poziomie 194.843zł. Instalacja solarna przyniesie oszczędności w okresie 20 letnim:
Koszty ogrzewania dają zimą oszczędność na poziomie 47.338zł.
Koszty ogrzewania ciepłej wody dają zimą oszczędności na poziomie 10.817zł
Kosztu ogrzewania cieplej wody latem oszczędności na poziomie 28.468zł
Koszty ogrzewania pralki i zmywarki latem to oszczędność na poziomie 6.669 zł
Co w sumie daje oszczędność w kwocie 93292 zł. Koszt założenia instalacji solarnej wyniósł 35000zł. Po odjęciu kosztów instalacji solarnej czysty zysk będzie na poziomie 58.292 zł
Należy również zauważyć, że wielkość tej instalacji w sezonie letnim powoduje bardzo dużą nadprodukcję ciepła, dochodząc do paradoksalnej sytuacji gdzie przez większą część lata ciepło jest wytracane w gruncie i bezpowrotnie marnowane.Gdyby istniał w miarę tani sposób gromadzenia ciepła latem , to ilością wyprodukowanej energii w tym okresie swobodnie można było by ogrzewać dom zimą o czym zapewniają pomiary ciepła.
Na obecnym etapie rozwoju taką instalację najbardziej sensownie jest wykorzystać w obiekcie posiadającym basen kąpielowy. Wszystkie nadwyżki ciepła obecnie marnowane można było by przekierować do jego ogrzewania, podnosząc stopień wykorzystania instalacji do poziomu pełnej możliwości instalacji solarnej. Również budowanie takich instalacji ma jak największe zastosowanie w obiektach turystycznych wykorzystywanych latem, gdzie istnieje duża potrzeba wyprodukowania ciepłej wody na użytek przebywających turystów a po skończonym sezonie letnim ciepło kierowane jest do instalacji centralnego ogrzewania.
W tym miejscu należy zadać sobie pytanie czy warto zakładać tak dużą instalację w budynku jednorodzinnym. Otóż w moim przekonaniu jeżeli sobie odpowiemy na pytanie jak w miarę sensownie zagospodarować nadwyżki ciepła latem to bezsprzecznie tak. Natomiast jeżeli nie jesteśmy w stanie zagospodarować tych nadwyżek to prócz wyraźnych korzyści zimą, lato przysporzy nam niepotrzebnych strat. Można również zadać pytanie czy z tego powodu nie należy zmniejszyć ilość kolektorów. Zmniejszenie ilości kolektorów w takiej instalacji zaprzeczy sensowi istnienia dogrzewania przez nie, więc zastosowanie mniejszej ilości nie ma sensu w przypadku dogrzewania. Przysporzy to więcej kłopotów latem niż korzyści zimą.
W rozmowie z wieloma osobami na temat prezentowanych oszczędności opinia jednych była, że nie warto instalować kolektorów słonecznych, natomiast równie duża grupa osób twierdziła, że jednak warto prócz przedstawionych korzyści finansowych to istnieją inne, nie mniej ważne jak wygoda i ekologia. Natomiast ja ze swej strony nie będę oceniał sensu budowania instalacji solarnej, pozostawiając Państwu ocenę na podstawie przytoczonej kalkulacji.
popzdrawiam.
Witold

Czy warto budować durszlak zamiast domu by uzasadnić sens kolektorów słonecznych. Przecież normalnie zaizolowany 130 m2 zużywa 10 MJ na ogrzewanie - i maskymalnie 1 MJ na cwu/osobę!
Czy to nie przejaw choroby - by stawiać taaaaak energochłonny dom, tylko po to by wciskać innym solary i pompy ciepła??? Może to trzeba leczyć będzie taniej!

Witam.
Kiedyś będąc przejazdem u pewnego inwestora przyjechała do niego pewna brygada chcąc u niego zamontować kolektory słoneczne. Zaczęli mu wytykać jak to on ma spieprzony dom i co oni by wykonali inaczej. Po pięciu minutach takiej gatki inwestor pogonił całe to towarzystwo na kopach za swoją bramę. Widać było z ich wspaniałych porad jak wyłazi im słoma z butów. Podobnie zachowuje się szanowny przedmówca, że słoma to jeszcze klapy na oczach. Najlepiej jak Pan dla 99% inwestorów postawi oddziały chorób psychicznych i tam ich pozamyka. Może trzeba iść właśnie w tym kierunku pozostawiając wszystkich tych co sami chcą o sobie decydować. A może trzeba zapisać się do jakiejś partii i decydować za innych wciskając im jedynie słuszne baterie bezdotykowe i niecentralne i maty elektryczne. A może najpierw należałoby się pochwalić swoim dorobkiem a potem wszystko potępiać w czambuł.

Witold

A może zamiast krzywdzić ludzi wciskając im kolektory słoneczne - nauczy się Waćpan coś o budownictwie! Przecież dom 130 m2 i 40MJ - to KATASTROFA BUDOWLANA - 85kWh/m2 - to nawet nie buda dla psa! Nic dziwnego, ze musi się Pan ratować kolektorami! Jeżeli coś takiego Pan sobie wystawił - to jakie ma Pan prawo pouczać innych!!!???

Witam.
Szanowni czytelnicy: Według mojego przedmówcy to zużycie roczne przy pięcioosobowej rodzinie i psie otwierającym sobie drzwi ale już nie zamykającym to gorzej niż buda dla psa. (a tak na marginesie to mój pies jednak woli dom niż budę). Takich bud w naszym kraju jest 60% . Jeden procent to domy o lepszej izolacji cieplnej, reszta ma jeszcze gorszą. Biorąc pod uwagę jednak większość to mieszkamy w budach dla psa i jakoś nikt nie narzeka i instalowane na tych budach są tysiące kolektorów i wszyscy ci co zamontowali to głupole i idioci tylko Pan T.B jest najmądrzejszy i on wie najlepiej co nam trzeba i jak mamy budować i ile ciepła zużywać. Na marginesie dodam, że ogrzewanie tej budy kosztuje mnie rocznie poniżej 1000zł w sezonie i mam ciepło na poziomie 23 stopni i zużywam dziennie 350l cieplej na poziomie 45 stopni. A co nie mogę?
Właśnie wymieniłem aviatar na zdjęcie mojej budy! Będzie szpecić każdą moją wiadomość.
pozdrawiam.
Witold

Panie Witoldzie,

Zgadzam się z Panem, co do zasadności użycia kolektorów użycia do wspomagania ogrzewania budynku jaki i przygotowania CWU. Jest to jak najbardziej zasadna decyzja. Nie ze względu, że tak myślę - tylko na fakt ekonomicznego uzasadnienia takiego przedsięwzięcia.

Najpierw co mi się podoba: Pana wyważony ton w dyskusji i jakby to ująć, hmm..... poruszanie się w realiach życia doczesnego w Polsce w AD 2011 ,a nie budowanie mitu szklanych domów, które same tworzą energię z niczego, a jego mieszkańcy są cyborgami, którzy są super świadomymi super użytkownikami super wydajnych super budowli. Przepraszam za OT.
-Technika low flow - miód na moje uszy. Powolny przepływ płynu solarnego, aby uzyskiwać jak największę temp. czynnika - większa różnica temp płynu a wody w buforze ,tym wieksza energia oddawana przez płyn solarny.

Co mi się mniej podoba:
- Duża ( bardzo ) ilość kolektorów słonecznych i ich nadmiar słoneczny latem - nie potrzeba tyle aby osiągnąć podobne rezultaty - tutaj kwestię kluczową odgrywa bufor ( bufory ; ) ). No chyba, że orientacja połaci dachu, taka ilość wymusiła..... tak sobie gdybam.
- Kolektor płaski bardzo dobrze również sobie z tym poradzi. Rzekłbym, że w niektórych momentach lepiej ( mówię o okresie grzewczym, latem to wiadomo ) np. gdy jest najbardziej zimno z reguły jest słonecznie i bezchmurnie. Co fakt, jest debilo odporny.

Jeśli Pan pozwoli to z chęcią wrzucę uzyski solarne oraz zużycie gazu dla inst kolektorów wspomagających Co i CWU - Ciężko będzie realnie porównać koszt, gdyż budynek przed modernizacją był podłączony do cieplika i roczne koszty utrzymania to był koszt 6.000 zł.
Po prawie roku od działania instalacji wiemy że budynek zmieści się spokojnie w 1100m3 gazu ( bark innego ogrzewania ). Budynek ok 150mkw - ostatni segment szeregowca.

W tym roku ruszyła instalacja u mnie w domu ( kolektory 10mkw płaskie , nowy kominek z PW, oraz bufor ciepła z nowym kotłem gazowym.
Zużycie gazu od 1 września do dzisiaj to ok 16 m3 gazu i około 0,4 mp mokrego drewna(tegoroczne), na instalacji solarnej nabite 200kWh. Budynek drewniany szkieletowy 220 mkw, wolnostojący.
Poprzednie sezony - roczne zużycie gazu na poziomie 5.500 - 6.300 zł za sezon + drewno do kominka ok 800 zł.

Kolektory się opłacają, jak tylko się wie co z nimi zrobić. Latem można równie dobrze rozwinąć czarny wąż ogrodowy na trawie i też będzie ciepła woda

Z mojego posta oczywiście wynika, że zajmuje się kolektorami i ich zastosowaniem we wspomaganiu CO i CWU. Chcę tylko wyrazić swoje poparcie dla tego rozwiązania - nie dla (ważnej!) ekologicznej idei , ale dla prostego ekonomicznego rachunku - takiego jaki Pan przedstawił. Bynajmniej nie odstawiam pomp ciepła na boczny tor - na pewno nie stawiam ich na piedestale.
Po prostu wiem, że mnie nie stać na obstawianie na jedno rozwiązanie.......

Pozdrawiam serdecznie
Paweł

.

Jeden procent to domy o lepszej izolacji cieplnej, reszta ma jeszcze gorszą.

Dom izolowany tak by zużywał sporo poniżej 30 kWh/m2 rocznie nie jest droższy od Pańskiego "domu" - Na tak ogromne zapotrzebowanie ma wpływ wyłącznie brak podstawowej wiedzy o cieple.
Pana apel żeby domy były źle izolowane bo wtedy się będzie szukało tańszej energii jest czystym szkodnictwem.
Kolektory są opłacalne - ale tylko tym co je montują.
Dom izolowany tak by zużywał 40 kWh /m2 rocznie - to już obciach - dlaczego - bo taka jest aktualnie górna granica w Szwecji.

Witam.
Szanowny Panie Pawle.
Budując tą instalację założyłem, że kolektorami będzie można ogrzać budynek w cyklu całorocznym.
Budowa bufora zaczęła się jeszcze przed wybudowaniem budynku a więc wiele lat wcześniej i aby się o tym przekonać czy założenia były słuszne trzeba było wykonać tej wielkości instalację. Ponieważ z tak ustawionym problemem się wcześniej nikt nie zetkną, i aby się o tym przekonać wykonałem to sam. Otóż okazało się, że ziemny bufor ciepła w takim wykonaniu ( w innym pewnie też jest porażką). I dla tego pozostała ta ilość kolektorów ale skoro jest założenie "do dogrzewania" to właśnie w okresie gdzie trzeba dogrzewać to działa fantastycznie do dnia dzisiejszego. Jednak pozostał problem nadwyżek ciepła latem ale nadwyżek jak je zagospodarować " na potem" a nie jak je zmarnować. Ponieważ w tym zamierzeniu jedno ogniwo (gromadzenie w buforze ziemnym) rozsypało się ale pozostała jedna cenna uwaga założony cel można spełnić nawet w takiej budzie jak moja. W budynkach o niższym zapotrzebowaniu na ciepło będzie potrzeba tylko mniej kolektorów i mniejszy bufor, jeżeli ktoś go opracuje. Nawet jeżeli ktoś rzuci jakiś pomysł to ja (chory na umyśle) go wypróbuję. Ale zostało jednoznacznie na podstawie moich pomiarów udowodnione, że kolektorami można załatwić problem ogrzewania i ciepłej wody w cyklu całorocznym czy komuś się to podoba czy nie, bo gdybym zgromadził ciepło z lata to obecny sezon grzewczy kosztował by mnie 0 (ZERO).
pozdrawiam.
Witold

Zapraszam też na budowę - dla przykładu energooszczędnych rozwiązań ( projektanci uczyli się w Szwecji)

Bk odizolowany i zabezpieczony paroizolacją, 35 cm styropianu od gruntu. - termy 15 l w łazienkach i 10 litrów w kuchni - zasobnik 200l z pompą ciepła nad pokojem kąpielowym ( BEZ ROZPROWADZANIA CIEPŁEJ WODY). Grzejniki promiennikowe lub folie grzewcze pod panelami ( zależnie od charakteru pomieszczenia ) - wentylacja z 90% odzyskiem ciepła -

T.B. napisał:

Pana apel żeby domy były źle izolowane bo wtedy się będzie szukało tańszej energii jest czystym szkodnictwem.

Gdzie ten apel? gdzie?
Fajnie, że jest ktoś taki kto próbuje mi coś wcisnąć

Kolektory są opłacalne - ale tylko tym co je montują.

A baterie bezdotykowe, termy, grzejniki promiennikowe, folie grzewcze elektryczne to Pan pewnie rozdajesz za darmo!
Witold

Pan wciąż przechodzi z tematu "oszczędzanie energii" na moją osobę. Wiem, że w erystyce oznacza to brak argumentów! Powiem więc jasno - jest XXI wiek - budownictwo w naszej strefie klimatycznej biorąc pod uwagę ekonomię - kończy się na 30 kWh/m2 rocznie.
Czy może Pan uzasadnić ekonomiczność solara do domu 130 m2 zaizolowanego tak, że zużywa 4000 kWh z cwu ! Czy Pan wie ja za identyczną kasą za jaką Pan wybudował swój dom ( bez solarów) to osiągnąć?
Jaka jest Pana opinia o dogrzewaniu solarami ale bezpośrednio (niecentralnie)?

Otóż okazało się, że ziemny bufor ciepła w takim wykonaniu ( w innym pewnie też jest porażką). I dla tego pozostała ta ilość kolektorów ale skoro jest założenie "do dogrzewania" to właśnie w okresie gdzie trzeba dogrzewać to działa fantastycznie do dnia dzisiejszego. Jednak pozostał problem nadwyżek ciepła latem ale nadwyżek jak je zagospodarować " na potem" a nie jak je zmarnować

Drzewa Panu przesłaniaja Las.

Ja tam widzę paru fajnych sąsiadów:
Wycieczka do nich z propozycją sprzedawania ciepła w sezonie druga połowa wiosny- wczesna jesień.
pociągnąc instalację do trzech/czterech budynków zakończonych wyminnikami płytkowymi (lub do wezownic) i wpiecie ich do Pana instalacji.
każdy niech zapłaci 100 zł miesiecznie * 5 miesiecy * 4 domy to 2000 zł - brakuje Panu 600 zł do bilansu 0. Może w takiej sytuacji udałoby się wykorzystać istniejący bufor ziemny. I by miał Pan budynek o zapotrzebowaniu na energię ok 24 kWh/m2 (z CWU )

Inwestycje niech sfinansują energobiorcy.

Pozdrawiam
niesceptyczny Paweł