Kolektor płaski czy próżniowy? To jedno z najbardziej newrlagicznych pytań, jakie zadają Klienci. Warto spojrzeć na to jakich wyborów dokonuje się w krajach, gdzie energetyka słoneczna jest znana dłużej niż w Polsce. A ponadto fakty dotyczące kolektorów płaskich i próżniowych są także srosunkowo łatwe do przedstawienia...

1. www.solarblog.pl
Porównanie kolektora płaskiego i próżniowego
 Z jaką sprawnością mogą pracować kolektory słoneczne?
 Czy każdy kolektor próżniowy gwarantuje większe uzyski ciepła?
 Porównanie popularnych na rynku typów kolektorów słonecznych

2. Slajd
2
Kolektory słoneczne płaskie i próżniowe
 Statystyki sprzedaży w krajach
europejskich (estif.org) wskazują, że
standardem rynkowym stały się
kolektory słoneczne płaskie, których
udział w zależności od kraju, wynosi
przeważnie od 75 do 97%
 Sprzedaż kolektorów próżniowych
w wielu krajach jest śladowa, np. w
Austrii czy Francji ma poziomie 3-4%
 W Polsce zainteresowanie nimi jest
z kolei wyższe niż większości krajów,
a udział rynkowy przekracza 24%.
Jakie może mieć to uzasadnienie?
Czy w Polsce są inne warunki
klimatyczne, albo też skłonność do
większych wydatków na tego typu
inwestycje?

3. Slajd
3
Porównanie cen kolektorów słonecznych
 Ceny kolektorów płaskich są
wyraźnie niższe od próżniowych
 W skrajnym przypadku cena 1m2
powierzchni czynnej absorbera
(apertury) może różnić się dla nich
ponad 5,8-krotnie(!)
 Średnia cena kolektora płaskiego
jest niższa niemal 2,5-krotnie od
ceny próżniowego
 Niektóre kolektory próżniowe
oferowane są w atrakcyjne cenie,
zbliżonej do cen kolektorów
płaskich, jednak sprawność ich
pracy będzie niższa(!). Więcej na
ten temat w prezentacji „Kolektor
płaski czy próżniowy”
Źródło: ceny katalogowe producentów netto aktualne na 03.2012 w przeliczeniu na 1m2 apertury

4. Slajd
4
Porównanie wydajności cieplnych
 Wydajność cieplna kolektora słonecznego
powiązana z uzyskiwaną w różnych warunkach
sprawnością, zależy od jego strat ciepła oraz
„początkowej” sprawności optycznej
 Średnia sprawność i co za tym idzie wydajność
cieplna kolektorów płaskich (20 popularnych na
rynku produktów) wynosi 322 W/m2 (wartość
uśredniona dla nasłonecznienia 600 W/m2,
dla typowego zakresu pracy T = 16-48K)
 Jak wskazuje wykres, nie każdy kolektor
próżniowy uzyskuje wyższą wydajność niż
„przeciętny” na rynku kolektor płaski, a niektóre
nieznacznie jedynie przewyższają pod tym
względem kolektory płaskie
Źródło: wydajności dla apertur na podstawie danych z certyfikatów Solar Keymark
322 W/m2

5. Slajd
5
Porównanie sprawności kolektorów słonecznych
 Należy zwracać uwagę na parametry kolektorów, jakie zawierają certyfikaty
z ich badań dostępne w bazie Solar Keymark (www.solarkeymark.org). Pozwala to
na jednoznacznie porównywanie ze sobą kolektorów, jak np. płaskiego typu
KS2000 TP Am i próżniowego KSR 10, do standardowych rozwiązań rynkowych
 Więcej szczegółów
o porównaniu
w prezentacji:
„Kolektor płaski
czy próżniowy”

6. Slajd
6
Wydajność cieplna kolektorów słonecznych
 Różnice w wydajnościach cieplnych kolektorów można także wykazać na
wykresie sprawności (porównanie dla typowego zakresu pracy, nasłonecznienie 600 W/m2):
 = 71,0%
Q = 426 W/m2
 = 58,2%
Q = 349 W/m2
 = 50,1%
Q = 301 W/m2
 = 45,2%
Q = 271 W/m2
 = 35,6%
Q = 213 W/m2
-18%
-29%
-36%
-50%

7. Slajd
7
Praca w okresie letnim
 Izolacja cieplna kolektora słonecznego odgrywa mniejszą rolę w okresie letnim,
co jest widoczne na bilansie cieplnym 3-ech typów kolektorów. W przypadku
kolektorów z 2-ściennymi rurami próżniowymi wydajność cieplna w okresie letnim
może być w wielu przypadkach wyraźnie niższa od wydajności kolektorów
płaskich (!). Pomimo, że straty ciepła będą najniższe (39 W/m2), to wydajność
będzie niższa wskutek zmniejszonej przepuszczalności promieniowania
słonecznego do wnętrza tego typu kolektora. Inaczej sytuacja wygląda dla
kolektora o 1-ściennych rurach próżniowych, jak np. KSR10.
+30oC
Absorber 70oC

8. Slajd
8
Praca w okresie zimowym
 Izolacja cieplna odgrywa duże znaczenie w okresach niskich temperatur
zewnętrznych i wówczas kolektor próżniowy powinien wykazywać swoją wyższość
wobec kolektorów płaskich.
 Poniższy bilans wskazuje, że wydajność cieplna kolektorów próżniowych jest
wyższa – pod warunkiem jednak, że powierzchnie rur będą czyste od szronu czy
śniegu. Widoczna jest wyraźnie wyższa wydajność kolektorów próżniowych
1-ściennych: o +30% w porównaniu do 2-ściennych
-10oC
Absorber 40oC

9. Slajd
9
Praca w okresie zimowym – zaleganie śniegu
 Znane jest już powszechnie zjawisko zalegania śniegu na kolektorach
próżniowych, które wyłącza je na znacznie dłużej z pracy, gdyż niskie straty ciepła
do otoczenia, utrudniają rozmrażanie powierzchni rur próżniowych
 Z tego też względu kolektory próżniowe w wielu krajach mają małe zastosowanie
(Austria, Szwajcaria, Niemcy). W Polsce klimat także sprzyja częstemu pojawianiu
się szronu, czy też zalegania śniegu na kolektorach. Kolektor próżniowy 1-ścienny
posiada nieco wyższe straty do otoczenia, dzięki czemu jego rozmrożenie nastąpi
szybciej niż w przypadku kolektorów z 2-ściennymi rurami próżniowymi
-10oC
Absorber 0oC
Śnieg 5 cm

10. Slajd
10
 To właśnie zachowanie się kolektora próżniowego (w szczególności z rurami
2-ściennymi) w okresie zimowym wpływa na jego niższe efekty uzysków ciepła
w skali roku. Kolektor próżniowy w okresie zimowym pracuje krócej niż płaski,
będąc przykrytym śniegiem i szronem. Tym bardziej więc sprawność jego pracy
musi z nadwyżką rekompensować krótszy czas pracy…
 Przykład: kolektory słoneczne 12.02.2012 w okolicy Katowic o godzinie 12:30
przy temperaturze zewnętrznej -10oC i w warunkach dobrego nasłonecznienia.
(więcej zdjęć w prezentacji „Jak pracują kolektory słoneczne zimą”
Praca w okresie zimowym – zaleganie śniegu

11. Slajd
11
 Badanie pracy kolektorów płaskich i próżniowych (dobrej klasy 1-ściennych)
wykonano np. w roku 2004/2005 w Niemczech w domu 2-rodzinnym, gdzie jedna
część domu korzystała z kolektorów płaskich (w skrócie FK), a druga –
z próżniowych (VK)
Praca w okresie zimowym – porównanie (1/4)
Źródło: Performance of Vacuum Tube and Flat Plate Collectors Concerning Domestic Hot Water Preparation and Room Heating,
2nd European Solar Thermal Energy Conference 2005 (estec2005), Freiburg, 21.-22.06.2005
 Sprawdzono uzyski ciepła z obydwu
instalacji słonecznych i w odniesieniu do
powierzchni brutto (zajętej na dachu),
w okresie 6-ciu miesięcy, zawsze wyższe
uzyski ciepła zanotowano dla kolektorów
płaskich. Kolektory próżniowe w stosunku do
powierzchni czynnej (apertury) cechują się
większymi powierzchniami brutto w
porównaniu do kolektorów płaskich
(przestrzenie pomiędzy rurami, obudowa
przyłączy – duża powierzchnia „nie robocza”)

12. Slajd
12
 Uzyski ciepła z dobrej klasy kolektora próżniowego o 1-ściennych rurach
próżniowych były niższe nawet w odniesieniu do powierzchni czynnej apertury
w miesiącach zimowych (XII-I).
Praca w okresie zimowym – porównanie (2/4)Nasłonecznienieiuzyskiciepła(kWh/m2)
Źródło: Performance of Vacuum Tube and Flat Plate Collectors Concerning Domestic Hot Water Preparation and Room Heating,
2nd European Solar Thermal Energy Conference 2005 (estec2005), Freiburg, 21.-22.06.2005
Średniatemperatura
powietrzazewnętrznego(oC)
Nasłonecznienie
Uzysk ciepła FK
(pow. apertury)
Uzysk ciepła VK
(pow. apertury)
Uzysk ciepła FK
(pow. brutto)
Uzysk ciepła VK
(pow. brutto)

13. Slajd
13
 Powodem niższych uzysków ciepła dla kolektorów próżniowych, było dłuższe
zaleganie śniegu i szronu na ich powierzchni
Praca w okresie zimowym – porównanie (3/4)
Źródło: Performance of Vacuum Tube and Flat Plate Collectors Concerning Domestic Hot Water Preparation and Room Heating,
2nd European Solar Thermal Energy Conference 2005 (estec2005), Freiburg, 21.-22.06.2005

14. Slajd
14
Praca w okresie zimowym – porównanie (4/4)
Źródło: Performance of Vacuum Tube and Flat Plate Collectors Concerning Domestic Hot Water Preparation and Room Heating,
2nd European Solar Thermal Energy Conference 2005 (estec2005), Freiburg, 21.-22.06.2005
Promieniowaniesłoneczne(W/m2)
Temperatura(oC)
28.01.2005 29.01.2005 30.01.2005
Kolektor płaski
pracuje ciągle
 Wykres przedstawia typowe warunki pracy kolektorów płaskich (FK) oraz
próżniowych (VK) w ciągu 3-ech zimowych dni. Zmierzono w ich przypadku
temperatury na wejściach do podgrzewaczy wody
Temperatura
powietrza oC
FK
VK
Kolektor płaski
pracuje przy niskim
nasłonecznieniu
i temperaturze
Kolektor próżniowy
pracuje krótki czas,
dopóki nasłonecznienie
nie obniży się

15. Slajd
15
Możliwości montażu kolektorów słonecznych
 Dokonując wyboru kolektora słonecznego należy zwrócić także uwagę na
możliwości jego zabudowy. Standardowo kolektory słoneczne płaskie można
instalować z nachyleniem 25-70o (wg danych producenta). Z kolei niektóre
kolektory próżniowe (w tym KSR10), pozwalają na montaż w dowolnym
położeniu, co może być przydatne dla nietypowych warunków zabudowy,
np. w przypadku elewacji budynku czy też dla dachu płaskiego

16. Slajd
16
Reasumując…
 W ofercie wielu producentów dostępne są kolektory próżniowe, których cena
jednostkowa apertury (czynna powierzchnia absorbera) jest wyższa 2-3 krotnie
w porównaniu do kolektorów płaskich
 Wiele z tych kolektorów uzyskuje nawet o 40% mniej ciepła w typowym zakresie
pracy (różnica temperatury 16-48K), porównując je do kolektorów płaskich (!)
 Powoduje to niekorzystne często wskaźnik ceny do wydajności, według którego
ciepło z kolektora próżniowego może być ponad 4-krotnie droższe, niż ciepło
uzyskane z kolektora płaskiego. Wybierając kolektor próżniowy należy sprawdzić,
czy uzyski ciepła z jego pracy mają szansę być wyższe niż dla kolektorów płaskich

17. www.solarblog.pl www.hewalex.pl
Hewalex
Ponad 20-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym
więcej prezentacji >>>

18. www.solarblog.pl www.hewalex.plwięcej prezentacji >>>
Kompletne rozwiązania oparte o kolektory słoneczne i pompy ciepła
Zastosowanie w obiektach mieszkalnych i użytkowych
Hewalex
Ponad 20-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym