Kolektory słoneczne: jaka jest ich cena, jak działają i jaki wybrać?

W dzisiejszych czasach OZE to coś, co coraz częściej możemy spotkać w wielu domach – nie tylko ze względu na ekologię, ale też (a może przede wszystkim) na oszczędności z tym związane. W dobie rosnących cen za media rozwiązanie okazuje się ciekawą opcją, wykorzystywaną zarówno w nowym budownictwie, jak i w starszych budynkach. Ile kosztuje taki system? Jak działają kolektory słoneczne? Jakie wybrać? Na co zwrócić uwagę przy ich zakupie? Podpowiadamy!

Z tego artykułu dowiesz się m.in.:

• czym są kolektory słoneczne i jaka jest zasada ich działania,
• czym różnią się panele fotowoltaiczne od kolektorów słonecznych,
• ile kosztują kolektory.

Kolektory słoneczne – co to jest? Rodzaje kolektorów

Kolektory słoneczne, potocznie zwane solarami, to urządzenia pozwalające na zmianę energii promieniowania słonecznego na ciepło. W polskich warunkach klimatycznych są wykorzystywane przede wszystkim do podgrzewania wody basenowej lub użytkowej. Można je także zastosować do wspomagania centralnego ogrzewania, ale wówczas potrzebne jest zamontowanie specjalnych systemów grzewczych. 

Jak zapewniają eksperci, dobrze zaprojektowane i wykonane kolektory mogą zapewnić nam ok. 60-70 proc. potrzeb ciepłej wody użytkowej oraz dostarczyć do 30 proc. energii cieplnej do ogrzewania domu. Instalacja solarna może być wykorzystywana przez cały rok, jednak jej największa efektywność przypada na okres od kwietnia do września. Wyróżniamy kilka rodzajów urządzeń: kolektor płaski, próżniowy, próżniowo-rurowy, skupiający oraz specjalny. Dwa pierwsze są najczęściej spotykanymi rozwiązaniami.

Jak działa kolektor słoneczny? Zasada działania solarów

Zasada działania kolektorów słonecznych opiera się głównie na zjawisku absorpcji promieniowania słonecznego i przekształcaniu go w energię cieplną. Działanie różni się nieco w zależności od wspomnianych rodzajów urządzeń. Jak to wygląda?

Kolektory płaskie

Kolektor płaski składa się z płaskiego absorbera umieszczonego wewnątrz szklanej lub poliwęglanowej obudowy. Absorber pokryty jest warstwą czarnego barwnika, który zwiększa zdolność do absorpcji promieniowania słonecznego. Promieniowanie słoneczne przechodzi przez przezroczystą powłokę obudowy, docierając do absorbera.

Wewnątrz absorbera znajdują się rurki lub kanaliki, przez które przepływa ciecz chłodząca, najczęściej mieszanina wody i glikolu, która działa jako medium transportujące ciepło. Gdy promieniowanie słoneczne uderza w absorber, czarny barwnik przekształca je w ciepło, nagrzewając rurki i ciecz chłodzącą.

Nagrzane płyny chłodzące przekazują zebrane ciepło do układu transportującego ciepło, np. wymiennika ciepła. Cały proces opiera się na cyrkulacji cieczy chłodzącej, która przemieszcza się przez kolektor, absorbując ciepło, a następnie przekazując je dalej do użytku.

Kolektory płaskie są efektywne w warunkach umiarkowanych i nadają się do zastosowań domowych, takich jak podgrzewanie wody użytkowej czy wspomaganie systemów grzewczych. Ich konstrukcja płaska i stosunkowo prosty sposób działania sprawiają, że są popularnym i łatwo dostępnym rozwiązaniem do wykorzystania energii słonecznej do celów cieplnych.

Kolektory próżniowe

Kolektory próżniowe składają się z rur próżniowych, które są wykonane z dwóch warstw szklanych lub kwarcowych. Warstwa zewnętrzna jest przezroczysta, natomiast wewnętrzna jest pokryta warstwą selektywną, zazwyczaj o barwie czarnej lub ciemnej, aby zwiększyć absorpcję promieniowania słonecznego. Próżniowy stan wewnątrz rur minimalizuje straty cieplne przez konwekcję i przewodzenie, co zwiększa efektywność kolektorów.

Promieniowanie słoneczne przechodzi przez przezroczystą warstwę zewnętrzną rury próżniowej i trafia na warstwę wewnętrzną, gdzie zostaje pochłonięte przez selektywny absorber. Wewnątrz rur próżniowych przemieszcza się ciecz chłodząca, która absorbując ciepło, staje się rozgrzana.

Kolektory próżniowe charakteryzują się dużą efektywnością, zwłaszcza w warunkach niskich temperatur i zmiennej pogody. Ich zdolność do minimalizacji strat cieplnych sprawia, że są skutecznym rozwiązaniem do wykorzystania energii słonecznej w różnych warunkach klimatycznych.

Kolektory próżniowo-rurowe

Kolektory próżniowo-rurowe składają się z wielu równoległych rur próżniowych umieszczonych obok siebie. Każda rura jest wykonana z dwóch warstw szkła lub kwarcu, zewnętrznej i wewnętrznej. Wewnętrzna warstwa rur jest pokryta warstwą selektywną, zazwyczaj o ciemnym kolorze, aby zwiększyć absorpcję promieniowania słonecznego – tak samo, jak w przypadku poprzednich rodzajów urządzeń.

Absorpcja promieniowania słonecznego oraz przemieszczanie cieczy odbywa się w ten sam sposób, co w kolektorach płaskich i próżniowych. 

Kolektory próżniowo-rurowe łączą zalety kolektorów próżniowych, takie jak minimalizacja strat cieplnych, z korzyściami płynącymi z konstrukcji rurowej, co sprawia, że są efektywne w różnych warunkach atmosferycznych.

Kolektory skupiające

Kolektory skupiające to zaawansowany rodzaj kolektorów słonecznych, które koncentrują promieniowanie słoneczne na małej powierzchni, zazwyczaj za pomocą soczewek lub zwierciadeł. Wyróżniają się specyficzną zdolnością do skoncentrowania promieni słonecznych na jednym punkcie, co zwiększa intensywność absorpcji ciepła. 

Kolektory skupiające są stosowane w zaawansowanych systemach, takich jak elektrownie słoneczne, w których intensywne nagrzewanie jest konieczne do generowania pary i napędzania turbin. W niektórych przypadkach stosuje się specjalne płyny termiczne, które potrafią efektywnie absorbować i przekazywać bardzo wysokie temperatury.

Specjalne kolektory

Specjalne kolektory obejmują różnorodne technologie, takie jak kolektory fotowoltaiczno-termiczne, łączące produkcję energii elektrycznej i ciepła. Inne specjalne kolektory mogą być dostosowane do konkretnych zastosowań, takich jak kolektory do procesów przemysłowych czy mikro-kolektory do zastosowań domowych.

Ich budowa i sposób działania może się różnić, w zależności od ich przeznaczenia. Kolektory specjalne są dostosowane do konkretnych zastosowań, w których standardowe kolektory mogłyby nie być równie skuteczne lub efektywne.

Kolektory słoneczne a fotowoltaika – jaka jest różnica?

Co ważne, kolektory są często mylone z panelami słonecznymi, podczas gdy ich działanie jest zgoła inne. Oba systemy korzystają z energii słonecznej, jednak pierwsze służą jedynie do zmiany energii słonecznej w energię cieplną, a drugie produkują energię elektryczną ze słońca. Należy pamiętać, że kolektory słoneczne działają tylko wtedy, gdy świeci słońce, dlatego mają sporą stratę ciepła w chłodne dni.

W odróżnieniu od nich, by instalacja fotowoltaiczna produkowała prąd – musi być jasno, ale nie potrzebujemy mocnego promieniowania słonecznego. Nie są to więc rozwiązania konkurencyjne, ale z powodzeniem mogą się uzupełniać.

Kolektory słoneczne – cena z montażem

Ostateczny koszt systemu zależy od tego, jak dużo kolektorów potrzebujemy. Przyjmuje się, że jeśli te mają być odpowiedzialne jedynie za podgrzanie wody – wystarczy do 2 mkw. kolektorów na jedną osobę w gospodarstwie domowym. Poza tym konieczne będzie zakupienie także innych elementów instalacji: zbiornik ciepłej wody użytkowej, regulator solarny, zestaw przyłączeniowy oraz akcesoria, jak chociażby przydatna osłona na kolektory słoneczne. 

Cena dwóch kolektorów z zasobnikiem wody o pojemności 200 l i akcesoriami to koszt około 5000-6000 zł. Skorzystamy, kupując kolektory z usługą montażu, co obniży nam VAT z 23 proc. na 8 proc. Samo zamontowanie urządzeń to koszt rzędu 1500-3000 zł, w zależności od wielkości systemu, trudności jego podłączenia, a także rodzaju dachu i jego pokrycia. 

Jeśli zastanawiamy się, jak podłączyć kolektor słoneczny do instalacji lub  jak odpowietrzyć kolektory słoneczne – ekipa montażowa będzie w tych tematach pomocna. Kupując także montaż kolektorów, możemy mieć pewność, że obsłużą nas profesjonaliści, którzy chętnie odpowiedzą na nasze pytania. Chętnie też doradzą, czym zasłonić kolektory słoneczne oraz podpowiedzą, jakie przewody do kolektorów słonecznych wybrać.

Jak już wspomnieliśmy, warto od razu zakupić rolety na kolektory słoneczne. Cena tego akcesorium jest stosunkowo niewielka, a zapewnia skuteczną ochronę przed przegrzaniem instalacji oraz uszkodzeniami mechanicznymi.

Kolektory słoneczne do podgrzewania wody – cena. Jak ją obniżyć?

Koszt kolektorów można znacząco zmniejszyć, korzystając z oferowanych przez państwo dotacji. Do końca 2027 roku odbywa się podpisywanie umów o dofinansowanie w ramach programu Czyste Powietrze, którego celem jest poprawa jakości powietrza oraz zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych. Jedną z opcji wykorzystania dofinansowania jest zakup i montaż nowej instalacji centralnego ogrzewania lub c.w.u. (w tym kolektorów słonecznych). Maksymalna kwota dofinansowania przy jego najwyższym poziomie to 69 000 zł.

Inną możliwością są gminne programy walki z emisją dwutlenku węgla. Warto zatem dopytać się w swoim urzędzie miasta/gminy o ewentualną możliwość dotacji do kolektorów słonecznych, dzięki którym również można zredukować produkcję CO2.

Na którą instalację się zdecydować? Na co zwrócić uwagę przed zakupem?

Jeśli planujemy instalację kolektorów na dachu, musimy rozważyć kilka kwestii. Po pierwsze sprawdźmy, czy na dachu naszego domu jest wystarczająca ilość miejsca na potrzebną powierzchnię kolektorów. Ważne jest także, aby część dachu, na której znajdą się kolektory, nie była zacieniona przez drzewa lub inne budynki. Sprawdźmy także, czy dach ma odpowiednio wytrzymałą konstrukcję.

Sprawą zasadniczą jest wybór firmy, która wykona instalację. Jest niezwykle ważne, aby wykonawca miał odpowiednie kwalifikacje i doświadczenie. Wybierajmy zatem znane i polecone firmy. Dowiedzmy się także, czy ta zapewni nam serwis gwarancyjny i pogwarancyjny. 

Warto poprosić wykonawcę o wyliczenie szacunkowych zysków solarnych oraz skonsultować dobór systemu pod nasze potrzeby, aby całość była jak najbardziej wydajna. Jednocześnie zbyt duża powierzchnia kolektorów może niekorzystnie wpływać na sprawność instalacji i powodować jej nadmierne oraz długotrwałe przegrzewanie się.

Zanim zdecydujemy się na zakup, powinniśmy sprawdzić dane techniczne kolektorów, jak: sposób ich podłączenia, sterowanie, rodzaj zastosowanej pompy obiegu solarnego, powierzchnia i waga kolektorów oraz właśnie okres gwarancji. Tutaj należy też zadać sobie pytanie, jaki kolektor słoneczny – ciśnieniowy czy bezciśnieniowy, czyli próżniowy czy płaski. Oczywiście możemy wybrać też inny rodzaj kolektora, ale te dwa są zdecydowanie najpopularniejsze. Warto przestudiować zasady działania poszczególnych rodzajów urządzeń oraz skonsultować swoje potrzeby ze specjalistami, którzy doradzą najlepsze rozwiązanie.

Kolektory słoneczne: podsumowanie

Kolektory słoneczne do centralnego ogrzewania to jedna z wielu możliwości na oszczędność w portfelu oraz wpływ na ekologię. Koszt instalacji to kilka tysięcy, ale korzystając z którejś formy dofinansowania, zupełnie tego nie odczujemy. Kolektory słoneczne na ciepłą wodę nie są rozwiązaniem samodzielnym, jednak w ciepłe miesiące (od kwietnia do września) są w stanie zapewnić nawet 70 proc. potrzeb ciepłej wody użytkowej. Instalację możemy połączyć z innymi formami odnawialnych źródeł energii, np. z fotowoltaiką czy pompą ciepła, wtedy opłacalność inwestycji jest naprawdę duża.

Jeśli zdecydujemy się również na montaż kolektorów słonecznych, nie musimy obawiać się o takie wątpliwości, jak podłączyć kolektor słoneczny do bojlera czy jak podłączyć kolektor słoneczny bezciśnieniowy. Tym zajmą się fachowcy. W sieci pojawiają się także pytania o to, jak zrobić kolektor słoneczny z grzejnika. Budowa własnego kolektora słonecznego z użyciem grzejnika to projekt, który wymaga pewnej wiedzy technicznej i umiejętności. My jednak polecamy zakup kolektorów w renomowanej firmie, bowiem korzystanie z energii słonecznej wymaga pewnych standardów bezpieczeństwa.

Jak oszczędzać energię elektryczną? Sprawdź