CELÁ PRAVDA O PLOCHÝCH A VÁKUOVÝCH  SLNEČNÝCH KOLEKTOROCH

Existuje veľa mýtov na tému plochých a vákuových (trubicových) slnečných kolektorov. Často je napríklad počuť ze ploché kolektory sú zastaralé, a vákuové sú vrcholom vedy a techniky, alebo že vákuové kolektory majú neuveriteľnú účinnosť, kedy ploché patria do starej generácie, a v slovenských klimatických podmienkach neohrejú vodu.

Každý mýtus ma v sebe trochu pravdy. V skutočnosti vákuové kolektory patria do skupiny kolektorov novšej generácie. Avšak v žiadnom prípade nemôžeme diskriminovať ploché kolektory, pretože ploché kolektory dobrej kvality a dobrého konštrukčného prevedenia sú niekedy účinnejšie ako vákuové.

Firma Ekoplus nezávislá energia s.r.o. predáva a montuje ploché aj vákuové (trubicové) kolektory. Máme bohaté skúsenosti ako s jednými tak aj druhými. Nižšie uvedený článok vznikol na základe množstva otázok našich klientov, poznatky opísané v článku sú výsledkom našich skúseností, pozorovania a meraní prevedených v našom laboratóriu ako aj z externých skúšobní. Hlavný cieľ tohoto článku je objektívna analýza danej témy z pohľadu firmy ktorá ma v tejto oblasti bohaté skúsenosti.

Prakticky všetky články ktoré porovnávajú obidva typy kolektorov sa opierajú na všeobecnej všeobecnosti bližšie neurčených typov kolektorov. Vo väčšine prípadov sú články tendenčné a vyzdvihujú prevažne výhody vákuových kolektorov a ploché diskriminujú.

Takže podme na to.

Vákuové slnečné kolektory sa dlhšie zohrievajú. V súvislosti s tým je treba ráno čakať dlhšie na teplú vodu. V obedňajšich hodinách vakuové kolektory nie sú schopné využiť svoj maximálny výkon. Niekedy sa stáva ze trubice môžu prasknúť (napr. pod vplyvom silného ľadovca, pri montáži, vplyvom dilatácie nosnej koštrukcie) a ich výmena môže byť problematická. Ploché kolektory sú odolnejšie na mechanické poškodenie. S výmenou trubíc treba od času do času aj počítať pretože je logické že trubica s hrúbou skla 1 mm nemôže byť odolnejšia ako sklo plochých kolektorov s hrúbkou 4 mm. V mojej praxi som sa nestretol s prasknutým plochým kolektorom, pričom trubicových bolo niekoľko. Sama skutočnosť že v roku 2008 renomovaná nemecká firma musela z trhu stiahnuť celú sériu trubicových kolektorov z dôvodu praskania trubíc.

Niekoľko príkladov prasknutých trubíc, kvôli korektnosti nebudem uvádzať typ ani dodávateľa.

Prasknutá trubica pravdepodobne vplyvom zimy a rozdielnej dilatácie materiálov	Prasknutá trubica pravdepodobne vplyvom zimy a rozdielnej dilatácie materiálov	Prasknutá trubica pravdepodobne vplyvom zimy a rozdielnej dilatácie materiálov

Na trhu je dostupné množstvo lacných, a menej kvalitných vákuových kolektorov. Zároveň sú dostupné vysokokvalitné ploché kolektory. Cena takýchto kolektorov je nižšia ako cena vákuových kolektorov, a ich kvalita je veľmi vysoká. Ploché kolektory sú neustále zlepšované a modernizované. Samozrejme na trhu sú taktiež veľmi lacné a možno povedať že zastaralé ploché kolektory ktorých účinnosť môže byť nízka, ale ako v prípade veľa iných výrobkov taktiež na trhu kolektorov sa nachádzajú výrobky nízkej, strednej a najvyššej triedy. Každý si môže vybrať v miere svojich finančných možností.

Pri kúpe vákuových kolektorov je potrebné brať ohľad hlavne na kvalitu výrobku. V prípade plochých kolektorov je dôležité či sú pokryté čiernym chrómom (staršia generácia plochých kolektorov) alebo majú absorbér z TiNOXU (vysokoselektívna vrstva). Dôležitým prvkom môže byť tiež prizmatické solárne sklo vďaka čomu majú o niekoľko percent lepšiu účinnosť ako kolektory s čírim sklom.

Hlavným a rozhodujúcim faktorom pri porovnávaní je energetický zisk aký sú schopné jednotlivé kolektory dosiahnúť. Keďže na letné obdobie pripadne 70% slnečného žiarenia ktoré je schopné plochý aj vákuovy kolektor premeniť porovnatelne s rovnakou energetickou účinnosťou, tak toto obdobie nebudeme porovnávať.

Avšak v zimnom období na ktoré sa podieľa zvyšných 30% slnečného žiarenie sú vákuové kolektory schopné získať o 30 až 40% viac energie (tak deklarujú rôzny výrobcovia).

Čiže ak jeden plochý slnečný kolektor (cca 2m2) je schopný počas roka získať povedzme 1000 kWh energie tak v lete to bude 700 kWh a v zime 300 kWh .

Zisk kvalitného a dobre konštruovaného vákuoveho kolektora potom bude v lete 700 kWh a v zime 300 kWh + 30% ciže 1090 kWh .

Plochý    – 1 000 kWh

Vákuový –  1 090 kWh

Rozdiel –   + 90 kWh čiže priemerne PLUS  9% počas roka – o toľko sú skutočne lepšie vákuové kolektory

Pre lepšiu názornosť a dôveryhodnosť som porovnal 20 náhodne vybraných plochých a 20 vákuových slnečných kolektorov od rôznych výrobcov a dodávateľov ktorých výkony boli dostupné. Ich priemerné hodnoty sa nachádzajú v tabuľke.

Rozdiel vo výkone medzi plochými a vákuovými kolektormi (plus znamená o toľko vyšší výkon od plochých)
Ohrev TÚV v domácnosti	Predohrev TÚV	Prikurovanie
+12%	+ 5%	+ 28%
+ 62 kWh/m2	+ 32 kWh/m2	+ 98 kWh/m2

Takže nie 50% vyššia účinnosť od plochých, a nie 100% ani 200% a nie dokonca 300% tak ako to poniektorý dodávatelia uvádzajú, ale v skutočnosti priemerne od 5 do 28% vyšší výkon. Pri porovnávaní som narazil na dosť značné rozdiely, a poniektoré vákuové kolektory zďaleka nedosahovali výkon plochých kolektorov. Takže vákuové kolektory niesú žiadnym zázrakom vedy a techniky, ale len prereklamovanou skutočnosťou a snahou dodávateľov presadzovať len to čo ponúkajú s tvrdením že ich sú najlepšie.

Hlavná výhoda vákuových kolektorov (t.j. izolačné vákum) je zároveň ich najvážnejšia nevýhoda. Ak vákuové kolektory majú byť „lepšie“ pre sezónne vykurovanie objektov, tak ich plocha musí byť väčšia ako plocha kolektorov len pre ohrev TÚV. Vtedy sa vyskytuje problém čo s prebytkom tepla v lete. Bežne v praxi sa používajú regulátory s funkciou nočného chladenia zásobníka. U plochých kolektorov sa táto funkcia bežne používa, avšak u vákuových kolektorov je nočné chladenie vzhľadom na izolačné vákum prakticky nemožné, iné alternatívy chladenia len predražujú systémy s vákuovymi kolektormi. Taktiež je veľmi ťažko v zime odstrániť z vákuovych kolektorov sneh alebo prípadnu námrazu, je to možné urobiť len mechanicky čo môže viesť k poškodeniu trubíc.

December 2008 Montáž prevedená neznámou firmou	Január 2009 Montáž prevedená neznámou firmou	Február 2009 Montáž prevedená neznámou firmou
Slnečný deň, Tvonk=-2 oC, námraza na kolektoroch ostáva po celý deň, výsledkom je to že kolektory prakticky niesu schopne absorbovať teplo.	Slnečný deň, Tvonk=+1 oC, sneh na kolektoroch po celý deň, napriek plusovým teplotám kolektory sú úplne vyradené z prevadzky.	Slnečný deň, Tvonk + 6 oC, Konečne sa sneh trochu roztopil.

Február 2006 Montáž prevedená neznamou firmou	Február 2009 Montáž prevedená neznamou firmou	Február 2009 Montáž prevedená neznamou firmou

Pre porovnanie ploché kolektory- neporovnateľne rýchlejšie odstránenie snehu a námrazy

December 2008 Typ kolektora SX 2,85 Montáž:Ekoplus	Február 2009 Typ kolektora Montáž:Ekoplus	Február 2009 Typ kolektora SX 2,85 Montáž:Ekoplus

Tabuľkové porovnanie výhod a nevýhod jednotlivých typov kolektorov :

Plochý kolektor		Vákuový (trubicový) kolektor
+	nižšia cena na jednotku výkonu okolo 200 EUR/m2	+	vyššia účinnosť v zimnom období vďaka použitiu vákua
+	dlhodobé skúsenosti výrobcov a motážnych firiem	+	niektoré trubicové kolektory (so systémom heat pipe) sa dajú natáčať
–	relatívne nižšia účinnosť v zimnom období	+	lepší IAM faktor
		–	možnosť poškodenia pri montáži  a vplyvom poveternostných podmienok (dosť časté)
		–	zasnežený kolektor alebo námraza na kolektore sa nedá rozmraziť a tým je vyradený z prevádzky
		–	nočné chladenie bojlera v režime ochrany systému pred prehriatím (v čase letnej dovolenky) nieje možné
		–	nutnosť použitia špeciálnych glykolových zmesí ktoré predražujú systém
		–	dosahuje vysoké stagnačné teploty ktoré degradujú systém a solárnu kvapalinu
		–	vysoká cena za jednotku výkonu okolo 500 EUR/m2

ZÁVER: Vákuové kolektory vysokej kvality sú jednoznačne dobrým riešením, ale môžeme tiež kúpiť ploché kolektory dobrej kvality, ktoré budú mať porovnateľné alebo lepšie energetické zisky ako kolektory vákuové, a ich cena bude oveľa nižšia. Ak rozhodujúcim faktorom pri kúpe je cena, tak je lepšie kúpiť ploché kolektory strednej alebo vyššej triedy, ako lacné vákuové kolektory.

Vyššia cena vákuových kolektorov oproti plochým nemôže vyvážiť energetické zisky už aj tak slabého zimného slnečného žiarenia. Preto je lepšie využívať slnko vtedy keď je ho dostatok a jednoducho v zime vykurovať niečím iným.

P.S. Výkon slnečného kolektora a výkon solárneho systému

Množstvo energie vyrobenej slnečnými kolektormi je jedná vec, a množstvo energie ktorá je skutočne vyrobená daným systémom je druhá vec. Ani najlepší a najdrahší slnečný kolektor nám nieje nič platný ak celý systém je zle zaprojektovaný a zle prevedený. V solárnom systéme existuje množstvo faktorov ktoré sa podieľajú na výkone celého systému (medzi tieto faktory patrí napr. elektornická regulácia, ragulácia prietoku, systémové riešenie využitia energie, prevedenie potrubia, a iné). Treba si uvedomiť že len skúsená montážna firma dokáže pomôcť pri výbere ako kolekotrov tak aj komponentov celého systému, dáva záruku že celý systém bude bezporuchovo funkčný dlhé roky.

Vypracoval: Ing. Ján Forrai