Vakuumski sončni kolektorji

Zaradi naraščajočih cen fosilnih goriv in vse večjih okoljskih težav je povpraševanje po solarnih sistemih, ki izkoriščajo obnovljiv vir energije, vse večje. Na področju solarnega ogrevanja sanitarne vode predstavljajo vakuumski sončni kolektorji pravo revolucijo, saj omogočajo izjemne izkoristke. Čeprav so se na trgu pojavili že pred približno 20 leti, so danes tehnološko veliko bolj dovršeni in učinkoviti, poleg tega pa je tudi njihova cena mnogo dostopnejša širši populaciji. Okoljske problematike se zaveda tudi država, ki s subvencijami Eko sklada spodbuja k investicijam v solarne sisteme.

Vrste vakuumskih sončnih kolektorjev

Glede na sestavne dele, delovanje in tehnologijo ločimo med tremi vrstami vakuumskih kolektorjev. To so:

  • Vakuumski cevni kolektorji
  • U-cevni sončni kolektorji z direktnim prenosom
  • Superprevodni vakuumski heat pipe kolektorji

Vakuumski cevni kolektorji so sestavljeni iz dveh cevi na način, da se ena cev nahaja znotraj druge, med cevema pa je brezzračen prostor oziroma vakuum, ki deluje kot odličen toplotni izolator. Celoten sistem je sestavljen iz 20 ali 30 dvojnih koncentričnih steklenih cevi. V notranji cevi, prevlečeni s snovjo z visokim absorpcijskim koeficientom, se nahaja grelna tekočina, ki se upari že pri nizki temperaturi. Plin pri višjih temperaturah postaja lažji in se dviguje do skupnega toplotnega zbiralnika, kjer se zopet ohladi in pade po cevi nazaj.

U-cevni sončni kolektorji z direktnim prenosom predstavljajo nadgradnjo prej omenjenemu sistemu. Tudi U-cevni vakuumski kolektorji so izdelani iz dveh steklenih cevi, v notranjosti notranje steklene cevi pa je bakrena cev v obliki črke U. V bakreni cevi z absorberjem iz aluminija se nahaja grelna tekočina, ki se hitro uplini in dvigne do skupnega zbiralnika toplote. Površina notranje steklene cevi in bakrena cev sta v medsebojnem stiku preko kovinske folije, ki omogoča učinkovit prenos toplote na grelno tekočino. Med steklenima cevema je vakuum, ki poskrbi za minimalne toplotne izgube.

Superprevodni vakuumski heat pipe kolektorji so dandanes še dokaj redki, vendar je njihova uporaba zaradi napredne tehnologije in vse večje cenovne dostopnosti vse pogostejša. Sestavljeni so iz visoko prosojne borosilikatne steklene vakuumske cevi, bakrene absorpcijske plošče s prevleko iz aluminijastega nitro-oksida, bakrene toplotne cevi (heat pipe), kondenzatorja in odjemnika. Pomemben element je tudi kovinski tesnilni pokrov, ki preprečuje izgubo vakuuma v notranjosti steklene cevi. Heat pipe kolektorji omogočajo ogrevanje vode skozi celotno leto, tudi pozimi ter v difuzni svetlobi ob oblačnem vremenu, ko je intenzivnost sončnega sevanja manjša.

Vakuumski sončni kolektorji – prednosti

  • Zaradi vakuuma večja učinkovitost v primerjavi s ploščatimi sončnimi kolektorji
  • Delovanje tudi v difuzni svetlobi pri manjšem sončnem sevanju
  • Delovanje pri temperaturah pod ničlo
  • Enostavna montaža in vzdrževanje
  • Za montažo je potrebnega manj prostora kot pri ploščatih sončnih kolektorjih
  • Delovanje sistema heat pipe tudi ob poškodbi posamezne vakuumske cevi
  • Možnost enostavne zamenjave ob počeni ali poškodovani cevi
  • Vakuumski sončni kolektorji imajo manj težav s korozijo

Vakuumski sončni kolektorji – slabosti

  • S časom vakuum popušča, zato se zmanjšuje učinkovitost
  • Manjša odpornost proti toči
  • Višji stroški investicije
  • Ni možnosti vgradnje v streho
  • Krajša življenjska doba (vendar obstaja možnost zamenjave cevi)