2
3
Solarni kolektori - sustavi za toplu vodu
Posljednjih dvadesetak godina upotreba tehnologija solarnih kolektora postala je uobičajena na Ci-
pru, u Izraelu, u Grčkoj i drugim zemljama koje obiluju sunčanim danima tijekom godine. I u Hrvat-
skoj, posebno u njezinim južnim područjima, solarni kolektori se u zadnje vrijeme počinju stidljivo
koristiti. U sunčanim krajevima moguće je uštedjeti do 80% energije za toplu vodu, ponekad i više,
dok u onim manje sunčanim ušteda može iznositi od 50 do 60 %. U Austriji na primjer, gdje sunčanih
dana ima mnogo manje država iznimno pomaže ugradnju solarnih kolektora.
Solarni sustav za zagrijavanje vode sastoji se od solarnog kolektora (ili više njih), spremnika topline
(toplinski izolirani bojler sa izmjenjivačima topline) i ostale opreme (pumpe, termostata, cijevi,
itd.).
Solarni kolektor je izolirana kutija s jednom prozirnom stranom ispod koje se nalaze cijevi kroz koje
prolazi voda. Na cijevi su spojeni limovi tzv. krilca koja čine čitavu površinu unutrašnjosti kolektora.
U jeftinijoj i manje efikasnijoj varijanti krilca su od aluminija, a u skupljoj, ali efikasnijoj varijanti
od bakra. Krilca su obojana crnom bojom privlačeći tako sunčevo zračenje koje prolazi kroz pro-
zirnu stranu kolektora i udara od crnu limenu površinu krilca te se pretvara u toplinsku energiju. Ova
toplinska energija se s limenih krilaca prenosi na cijevi (jer su fizički spojeni) i grije vodu koja prolazi
kroz njih. Zagrijanu vodu pritisak odvodi u spremnik gdje se toplinska energija akumulira. Važno je
da spremnik bude dobro izoliran i na toplijem mjestu jer se tako smanjuje gubitak energije. Tem-
peratura u kolektoru ovisi o godišnjem dobu i količini sunčevog zračenja na tom području. Tijekom
prosječnog sunčanog ljetnog dana temperatura u kolektoru dosegne od 60ºC do 80ºC, za vrijeme
hladnog, ali sunčanog zimskog dana temperatura bude od 50ºC do 65ºC , tijekom toplog i oblačnog
dana bude od 20ºC do 30ºC, a oblačnog i hladnog od 10ºC do 15ºC . Dok je temperatura u kolektoru
veća od temperature koja dolazi u kolektor štedi se energija, tj. stvara se ušteda energije. Topla
voda zagrijana u kolektoru koristi se u kućanstvu uobičajeno: za pranje posuđa, rublja, pranje i
tuširanje.
Za potrebe jednog kućanstva dostatan je manji solarni sustav koji se sastoji od 2m2 do 6m2 površine
kolektora i spremnika za vodu veličine od 200 do 300 litara. Međutim, isplati se instalirati i veći
sustav od npr. 10m2 do 12m2 površine kolektora sa spremnikom od 750 do 1000 litara. Takav sustav
može i zimi akumulirati dovoljno energije da se može spojiti na centralno grijanje tako da je moguće
zagrijavati i prostor naročito ako je objekt dobro izoliran i postoji dodatni energent npr. drva (bio-
masa), plin ili slično. Ovakav način grijanja zove se aktivno solarno grijanje i znatno može smanjiti
račun za grijanje.
Jednostavniji solarni sustavi tzv. termosifonski* jednostavni su za napraviti i iznimno važno – mogu se
izraditi jeftino.
Samogradnja solarnih kolektora
Ako se uzme u obzir trenutačna cijena fosilnih goriva (nafte, plina i ugljena) i električne energije
SVAKO novčano ulaganje u ugradnju solarne opreme će se isplatiti. Vrijeme povrata investicije će
najvjerojatnije biti od 8 do 12 godina. Proizvođači solarne opreme najčešće daju garanciju na svoju
opremu na 20 godina. To znači, ako je period povrata investicije 10 godina, slijedećih 10 godina
energija koju oprema proizvede je besplatna. No, budući da se radi o tako jednostavnoj tehnologiji
nema razloga zašto solarni sustavi ne bi trajali i puno duže od 20 godina. Ako se uzme u obzir posku-
pljenje energenata koje nas čeka u bližoj budućnosti vrijeme povrata investicije će se još smanjiti.
Pitate se, ako je ova tehnologija toliko isplativa, zašto nije rasprostranjenija? Najveća prepreka za
brzo širenje solarnih sustava je razmjerno veliko početno novčano ulaganje. U ovom trenutku na
tržištu se nude razni tipovi kolektora i solarnih sustava. Cijenom variraju od jeftinijih i manje efikas-
nijih (npr. obični pločasti kolektori) pa do skupljih i vrlo efikasnih (npr. cijevni vakumski kolektori).
Međutim, prosječan solarni sustav za domaćinstvo košta oko dvadeset tisuća kuna, što je još uvijek
mnogo za prosječnog građanina. Što je sustav veći i bolji razmjerno raste njegova cijena.
Još jedan važan razlog za korištenje solarnih kolektora je velika ušteda u emisiji CO2. Korištenjem
solarnih kolektora tročlana obitelj može godišnje uštedjeti oko 2000 kWh (ovisno o području i
potrebama za toplom vodom) što znači više od pola tone CO2* . Primjeri iz drugih zemalja pokazuju
da su one prepoznale važnost obnovljih izvora energije pa pomažu pojedincima da početnu novčanu
prepreku lakše savladaju. U Sloveniji se dobivaju veliki poticaji za ugradnju solarne opreme (vidi
http://www.aure.si), a u Austriji se događa da na ulici dobijete kupon s kojim možete ostvariti sub-
venciju od čak 50% za ugradnju solarne opreme! Međutim, u Hrvatskoj sluha za ovakvu praksu (još!)
nema, što ne znači da nam solarni kolektori moraju ostati nedostupni. Jedan od načina da se doskoči
ovom problemu je da se sami pokušamo upustiti u samogradnju solarnih kolektora. Na taj način može
se ostvariti velika novčana ušteda jer jednu komponentu solarnog sustava izradimo sami, a ostatak
opreme kupimo. Dobro izvedeni samoizrađeni kolektori mogu biti jednako efikasni kao i prosječni
modeli kupljenih kolektora. Najvažnije, mogu se izgraditi uz pomoć jednostavnih ručnih alata.
Prosječna cijena materijala za jedan kolektor kakve smo do sada izrađivali je oko 1000 kn. Cijena će
ovisiti o tome kakav materijal ćemo ugraditi, aluminijska ili bakrena krilca, polikarbonatnu ploču ili
solarno staklo. Dakle kombiniramo naše potrebe sa novčanim mogućnostima i dostupnosti materijala.
Izrada pločastog solarnog kolektora
Postoje brojni načini za izradu solarnog kolektora u kućnoj radinosti. Pokazat ćemo vam dizajn
koji smo preuzeli od Centra za alternativnu tehnologiju – CAT (Centre For Alternative Technology)
iz Walesa u Velikoj Britaniji. Iako dizajn nije savršen te smo sami uvidjeli mnoge mogućnosti za
unapređenje, smatramo da je postupak izrade prilično jednostavan i prikadan za početnike.
Kolektor koji ćemo izrađivati ima površinu od 2m2. Za toplu vodu u kućanstvu najvjerojatnije će vam
trebati dva ili tri pa je najbolje odmah kupiti materijale za izradu svih planiranih kolektora. Ako ćete
ostatak solarne opreme kupiti, instalater solarnog sustava znati će procijeniti koliko velik sustav vam
treba i kolika je odgovarajuća površina kolektora.
NAPOMENA: Za jednostavan izračun broja kolektora tj. površine koja vam treba u kućanstvu može se
primijeniti sljedeće.
Zima, Površina kolektora = Broj osoba (m2)
Ljeto, Površine kolektora = broj osoba/2 (m2)
Npr. za kuću u Zagrebu ili okolici koja ima 4 ukućana zimi će biti potrebno najmanje 2 kolektora (ako
svaki ima 2m2), a ljeti će potrebu za toplom vodom osiguravati i jedan kolektor. Naravno ovaj izračun
je napravljen na osnovi prosječnog umjerenog korištenja tople vode, i sa korištenjem solarnih kole-
ktora srednje efikasnosti. Točna procjena radi se na osnovu individualne potrebe za toplom vodom,
geografskog položaja tj. prosječne godišnje osunčanosti, efikasnosti sustava i udjelom solarnog gri-
janja.
Udruga ZMAG je zajedno sa Zelenom akcijom izradila takav sustav 2004. godine, a Zelena akcija ga je od tada
obnavljala i poboljšavala. Ovo je dio našeg iskustva u gradnji solarnih kolektora.
Slika 1:Termosifonski princip
* Termosifonski solarni sustav koristi prirodnu pojavu podizanja toplijeg fluida (u ovom slučaju vode) tako
da tim sustavima nije potrebna pumpa koja tjera medij kroz kolektore, ali se spremnik topline mora
nalaziti iznad solarnih kolektora (cca 60cm).
* Za proizvodnju 1 kWh električne energije u Hrvatskim elektranama 2005. je bilo potrebno emitirati 325
grama CO2 prema energetskom miksu Hrvatske. (izvor HEP d.d.)
