Panourile solare: apă caldă gratuită

Guvernul promite sponsorizarea surselor neconvenţionale de energie
Spre deosebire de panourile solare fotovoltaice, panourile solare termice sunt instalaţii ce captează energia conţinută în razele solare şi o transformă în energie termică. Deoarece aproape întreg spectrul radiaţiei solare este utilizat pentru producerea de energie termică, randamentul acestor panouri este ridicat, fiind în jur de 60%-75% raportat la energia razelor solare incidente (200-1.000 W/m2 în Europa, în funcţie de latitudine, anotimp şi vreme).

CUM FUNCŢIONEAZĂ
În principiu, un panou solar are o carcasă metalică dreptunghiulară în care se află montate celelalte elemente. Printr-un geam de sticlă, razele solare cad pe o suprafaţă ce absoarbe energia calorică a acestora aproape fără pierderi, panoul fiind izolat termic în toate părţile. Pierderea de căldură prin convecţie spre exterior este limitată de unul sau mai multe geamuri.

Căldura de radiaţie, datorată temperaturii proprii, este, de asemenea, împiedicată de geamul de sticlă, care este opac pentru lungimile de undă mai mari. Această căldură este reţinută în interiorul panoului, echilibrul termic conducând la o temperatură mai înaltă decât în situaţia fără geam. Acest efect este cunoscut sub numele de efect de seră. La panourile solare moderne se utilizează sticlă specială, cu un conţinut cât mai mic de fier şi cu o rezistenţă mărită la grindină şi încărcare cu zăpadă.

Elementul absorbant cedează căldura agentului termic ce curge prin conductele de cupru sau aluminiu ataşate acestuia. Agentul termic transportă energia calorică la utilizator sau la un recipient de stocare. Unele instalaţii solare au circuitul agentului termic deschis, ceea ce înseamnă că prin conductele panoului circulă chiar apa necesară utilizatorului. În regiunile cu pericol de îngheţ mare, se apelează de regulă la circuite separate. Circuitul primar, cel al panoului, conţine un lichid rezistent la îngheţ (antigel). Din circuitul primar căldura este transferată, prin intermediul unui schimbător de căldură, apei din circuitul secundar, cel al utilizatorului.

SOLUŢII CONSTRUCTIVE UZUALE
Frecvent se utilizează o placă metalică ce acoperă toată suprafaţa interioară a panoului. În acest caz, conducta este sudată/lipită în formă de serpentină pe spatele plăcii. Pe lângă aceasta, există construcţii pe bază de benzi de circa 10-15 cm lăţime pe reversul cărora se află câte o conductă sudată.

Benzile sunt mai apoi racordate prin sudură la cele două capete la o conductă colectoare. O a treia formă este asemănătoare unei perne, pe spatele plăcii absorbante fiind sudată o a doua placă formată prin ştanţare. Agentul termic circulă printre cele două plăci. În principiu, prima variantă de realizare prezintă eficienţa cea mai mare.

Utilizarea benzilor pe de o parte face posibilă doar asamblarea în formă de harfă, pe de altă parte permite adaptarea mai uşoară la forma acoperişurilor (panouri cu dimensiuni la cerere).

O construcţie specială prezintă panourile solare cu tuburi vidate. Ele se compun din tuburi paralele în spatele cărora se află reflectoare pentru concentrarea radiaţiei solare. Tuburile vidate se compun din două tuburi de sticlă concentrice între care este vid. Tubul din interior este înconjurat de o suprafaţă absorbantă de care este ataşat un tub de cupru prin care circulă un agent termic. Vidul dintre tuburi reduce la minimum pierderile de căldură prin convecţie şi conducţie, permiţând obţinerea de performanţe superioare (randament şi temperaturi mai mari). Datorită temperaturilor mai mari, instalaţia de încălzire poate necesita elemente speciale pentru eliminarea pericolului supraîncălzirii

DESPRE INVESTIŢIE
Producătorii livrează panourile solare termice cu o durată de viaţă previzibilă de circa 20 de ani. Amortizarea unei asemenea instalaţii este posibilă în circa 8 ani, durate de amortizare mai mari sunt posibile doar dacă instalaţia a fost necorespunzător proiectată, respectiv utilizată. Foarte importantă este şi amplasarea panourilor; cele orientate spre sud vor avea un randament superior celor amplasate spre nord. Pentru a dispune de apă caldă suficientă şi în zilele ploioase, panourilor solare li se ataşează din construcţie un rezervor special de apă caldă cu schimbător de căldură, care în funcţie de numărul membrilor de familie poate avea o capacitate de 300-1.500 litri; este deci nevoie să se cunoască nevoia zilnică de apă caldă. În acest caz, este bine ca instalaţia să se dimensioneze la 70% din necesarul de energie din cauza diferenţelor de energie în funcţie de anotimp. Dacă se dimensionează la o capacitate de 100% din energia necesară iarna, în vară vom avea exces de apă caldă (inutilizabilă), deci o suprafaţă de panou neutilizată în care s-a investit. Trebuie amplasate în aşa fel, încât să permită o curăţire rapidă de zăpadă pe timpul iernii.