Kolektor słonczny ciśnieniowy - instalacja hybrydowa

Cześć wszystkim,

Konsekwentnie realizuję zamysł uniezależnienia się od dostawców wszelkiej energii, oczywiście na ile to możliwe. Fotowoltaika już działa, teraz czas na CWU. Dość często zdarzają się u mnie sytuacje przerw w dostawach energii elektrycznej związane z awariami dość wiekowej linii średniego napięcia przebiegającej przez las (spadające gałęzie, burze itp.). To powoduje, iż pomimo systemu gazowego podgrzewania CWU, z oczywistych powodów, nie mam cieplej wody gdyż jak wiadomo, piec gazowy potrzebuje energii elektrycznej.
Dłuższy czas kombinowałem co zrobić aby w takich sytuacjach mieć ciepłą wodę, mam kominek i myślałem o umieszczeniu w komorze grzejnej wężownicy do CWU, ale tu znowu problem umieszczenia w układzie pompy obiegowej która znowu potrzebuje energii elektrycznej.

No i trafiłem na oferty kolektorów słonecznych ciśnieniowych czy też pod inną nazwą podgrzewaczy solarnych ciepłej wody użytkowej.



W zasadzie w teorii spełniałoby to wszystkie moje wymagania, no może prawie wszystkie.
I tu kilka pytań do osób które go posiadają :
1. jaka pojemność zbiornika na rodzinę 4-osobową aby zapewnić komfort użytkowania
2. jak to się sprawuje w praktyce w pochmurne dni
3. jak z trwałością rur próżniowych

To "prawie" o którym wyżej pisałem, to pewna niedogodność związana z pracą w zimie, i w konsekwencji również z ryzykiem zamarznięcia przy dużych mrozach.
I tu właśnie chciałbym dołożyć grzałkę i zrobić sterownik który sterowałby praca grzałki. A to: albo grzałka grzałaby wodę (wspomaganie heat-pipe) albo jeżeli nie byłoby to ekonomiczne, tylko otrzymywanie wody około 7-8 st. aby nie opróżniać kolektora na zimę z wody.
Mam możliwość zrobienia na dachu wiaty garażowej małej instalacji fotowoltaicznej off-grid która poprzez ten sterownik realizowałby to, o czym wspomniałem, aby nie być zależnym od prądu z sieci.

Prośba o Wasze opinie, dziękuję

Pozdr

Strasznie kombinujesz, a rozwiązanie jest bajecznie proste. Wystarczy kupić UPS-a (zasilacz awaryjny, przetwornica 12->230V) z zewnętrznym akumulatorem. Np. http://voltpolska.pl/pl/glowna/53-zasilacz-awaryjny-sinuspro-500-plus-12v.html
Do tego akumulator o odpowiedniej pojemności np. 60-100Ah. Najlepiej jakby to był akumulator żelowy, bo rozruchowe (te, używane w samochodach średnio się nadają).
Sam nawet używam takiego zasilacza z akumulatorem samochodowym 60Ah, ponieważ u mnie też często występują zaniki zasilania. Zasilam tym kocioł gazowy i kilka punktów oświetlenia LED. W razie awarii zasilania mam w domu ciepło i ciepłą wodę. Jedno naładowanie tego akumulatora starcza na ok. 2 dni pracy kotła. W razie jak przerwa w dostawie prądu jest dłuższa, a akumulator się rozładowuje, podmieniam go w samochodzie, gdzie jest doładowany, a ten z samochodu, naładowany kolejne 2 dni "kręci" kotłem.
Tyle, że ja mam wszędzie grzejniki i układ grawitacyjny, dlatego do napędzenia całości obiegu wystarcza pompa wbudowana w kocioł. Jeżeli masz podłogówki i dodatkowe pompy to trzeba zamontować odpowiednio większą moc zasilacza oraz odpowiednio większy akumulator.
Fotowoltaika?
Do wykorzystania tylko latem, ponieważ w okresie zimowym masz tylko 5-7% mocy. Aby nagrzać latem zasobnik CWU dla 3-4 osób ogniwami to musisz zrobić instalację o mocy minimum 3kWp. Musisz mieć w tym przypadku zbiornik o pojemności min. 200 litrów. Czas nagrzewania takiego zbiornika tymi panelami to ok. 3-4 godziny.
W zimie masz zbyt małą moc, aby udało się nagrzać taki zasobnik. Nawet jak byś zainwestował w instalację 10kWp, a większe to już kompletnie nieopłacalny interes.
Kolektory, które pokazałeś na okres zimowy muszą być opróżniane. Podgrzewanie takiego kolektora fotowoltaiką mija się z celem, ponieważ nawet instalacja 10kWp zimą daje zbyt mało energii aby pokryć straty ciepła takiego zasobnika.
Jeżeli już to rób standardowe kolektory słoneczne, bo one mają większą sprawność od fotowoltaiki, a podtrzymanie zasilania pomp i automatyki z użyciem ww UPS-a.

Na marginesie dodam jeszcze, że są już na świecie rozwiązania kotłów gazowych, które nie potrzebują zewnętrznego zasilania. Mają wbudowany generator prądu. https://www.muratorplus.pl/technika/ogrzewani...esne-wytwarzanie-pradu-aa-Scdc-z9oX-RcXP.html

Dziękuję za odpowiedź.
Akumulator odpada, moim głównym celem jes,t maksymalnie ile się da, ograniczenie zużycia od dostawców energii i gazu, zatem taki kolektor jest do tego optymalnym rozwiązaniem, przynajmniej od wiosny do jesieni, wtedy mogę wyłączyć całkowicie kocioł gazowy, a teraz rachunki co 2 miesiące za CWU z gazu to u mnie około 350 zł.
Kolektorów z glikolem nie chcę, skomplikowana instalacja i problematyczna w przypadku zaniku zasilania, trzeba kombinować z akumulatorami, co oprócz tego, że instalacja z glikolem jest dwa razy droższa, to dochodzi koszt odpowiedniego akumulatora, i kolejna instalacja. Pytanie, czy kolektor glikolowy z zimie nagrzeje wodę ?

Grzanie z fotowoltaiki to była tylko opcja która rozważałem, nie jest to główne założenie.
Schylam się ku wersji następującej : kolektor ciśnieniowy, grzałka zasilana z sieci tylko w okresie kiedy temp. zewnętrzna spada poniżej zera w celu utrzymania temp. wody wewnątrz kolektora na poziomie 7-8 st. C. Mam fotowoltaikę z nadmiarem energii wiec mogę w okresie zimowym przeznaczyć jej część na to podtrzymanie, aby nie opróżniać kolektora. Sądzę, że wydatek energii na to podtrzymanie, będzie zbliżony do tego, który pobiera układ pomp i sterowania kolektorów z glikolem.
Późną jesienią i tak muszę włączyć kocioł gazowy aby grzać CO, a więc wtedy przejdę na na CWU z gazu.

Ponawiam pytanie do osób które mają taki kolektor z prośbą o praktyczne opinie dotyczące jego użytkowania

Pozdr

Mamy taki solar w wersji z wężownicą, a u rodziców jest wersja heat pipe. Działa bardzo dobrze w okresie kwiecień - październik. Dla 4-rech osób warto pomyśleć o rozmiarze 200l. Z doświadczenia wynika, że częste a niewielkie pobory zauważalnie obniżają temperaturę. Np taki kran w kuchni przez dzień zużyje więcej ciepła niż prysznic jednej osoby.
W pochmurne dni rura próżniowa działa skuteczniej niż kolektor płaski zbiera bowiem całą płaszczyzną promieniowanie odbite i rozproszone, ale o wrzątku nie marz, co najwyżej ciepła woda do umycia nóg.
Swój na zimę opróżniam z wody. Ten u rodziców (heat pipe) dostał grzałkę, która uruchamia się przy spadku temperatury poniżej 6C (czyli raptem 3, 4 ry razy w zimie).
Rury bez problemu wytrzymują małe gradobicie. Natomiast u nas 1 poległa po przyładowaniu w nią piłką do nogi.

Dzieki za cenne info. Czyli moje założenie było właściwe. Przyjąłem, że raczej na pewno wezmę 200l heat-pipe.
Odliczę od podatku to się dość szybko zwróci, powinno w dwa lata. Instalacja jest tak prosta, że bez problemu sam sobie zrobię.

Pozdr

Warto jeszcze podkreślić, że taki solar w ogóle nie potrzebuje energii elektrycznej. W wersji heat pipe czy z wężownicą wodę przepycha ciśnienie z sieci wodociągowej. Jedynie najtańsza wersja bezciśnieniowa (nazywana czasem altankową) wymaga pompy.

Co do czasu zwrotu inwestycji to przy grzaniu wody prądem jest to 2 lata, a przy grzaniu gazem około 4.

Slawek K. napisał:

Przyjąłem, że raczej na pewno wezmę 200l heat-pipe.

Trochę odświeżę: kupiłeś? zamontowałeś? jak się sprawuje?
Może jakaś fotorelacja?

Tak, mam od 2019. Wiecej napisze wieczorem.

No więc tak, kolektor zainstalowałem pod koniec 2019 roku (październik) zatem pełny pierwszy rok użytkowania to 2020.

Zdjęcia z 2019 :





I stan obecny :



Kolektor jest u mnie wpięty równolegle do instalacji CWU napędzanej pompą ciepła. PC ma odrębny zasobnik CWU 250l, natomiast kolektor wpięty jest bezpośrednio do instalacji poprzez dwa elektryczne zawory trójdrogowe na zasilaniu i powrocie. Pozwala mi to wykorzystać istniejącą pompę obiegową do wymuszenia cyrkulacji również poprzez kolektor. W kolektorze mam zamontowany czujnik temperatury, układ sterujący otwiera zawory na kolektor gdy temperatura przekracza 38 st. C z histerezą 8 st. C. (trzeba pamiętać, że poziomy układ zbiornika ma inny rozkład temperatur jak również położenie czujnika w zbiorniku ma duże znaczenie).
Z CWU korzystają u mnie 4-5 osób i w normalnie słoneczne dni (również częściowo), ciepłej wody jest wystarczająca ilość.
W lecie, przy słonecznym dniu, woda w kolektorze potrafi osiągnąć ponad 70 st. C.



I teraz tak, jak zmierzyć ilość ciepła produkowanego przez kolektor. Ja to pokażę w prosty sposób. Najpierw istotne informacje. Realnie, kolektor jest w stanie produkować ciepłą wodę od kwietnia do października, w pozostałe miesiące nie ma się co oszukiwać, nie jest w stanie wytworzyć CWU z uwagi na małą ilość słońca - jeżeli ktoś twierdzi inaczej, to po prostu ściemnia
Ja spuszczam wodę z kolektora w październiku i napełniam na początku kwietnia ( w tym roku z uwagi na bardzo słoneczny marzec zrobiłem to w połowie marca, pomimo ujemnych temperatur w nocy - nic się kolektorowi nie dzieje).

Ponieważ wiem, jakie jest u mnie zużycie energii elektrycznej konieczne na podgrzanie CWU bo mam PC i licznik który mierzy oddzielnie zużycie na CWU i CO, więc w uproszczony ale w bardzo przybliżony sposób określić jestem w stanie określić stopień wspomagania przez kolektor produkcji CWU.

Tak to wyglądało w 2021 :



Jak widać, można przyjąć, że średnie miesięczne zużycie energii elektrycznej na CWU w okresie bez uruchomionego kolektora wynosi 200 kWh, czyli rocznie około 2400 kWh. Doskonale na wykresie widać, jak od kwietnia do października, kolektor wspomaga PC i zmniejsza się zużycie energii. Te min 50-60 kWh to tak naprawdę zużycie konieczne do utrzymania temperatury wody w zasobniku wynikające z naturalnego wychłodzenia lub wspomagania w niesłoneczne dni.

Zużycie w całym 2021 rok na CWU przez PC wyniosło 1686 kWh, czyli odejmując od 2400 wychodzi około 714 kWh, czyli realnie tyle rocznie zaoszczędziłem z uwagi na montaż kolektora. Myślę, że spokojnie jest to 800 kWh gdyby uwzględnić energię zużytą na podgrzanie CWU przez PC, o której pisałem wyżej. Przy cenie energii na poziomie 0,68 zl / kWh daje to 550 zł rocznie. Za kolektor zapłaciłem 2200 zł, odliczyłem w ramach ulgi termomodernizacyjnej, więc zwrot mam w max 3 lata.

Pozostawiam każdemu osąd czy warto czy też nie gdyby mnie ktoś zapytał ? zdecydowanie nie żałuję, i uważam, że byłą to bardzo dobra inwestycja. Podpięcie wykonałem sobie sam rurami PP zgrzewalnymi więc koszt był niewielki

Pozdr

Dzięki za fotorelację. Teraz pytania i szczegóły:

Slawek K. napisał:

PC ma odrębny zasobnik CWU 250l, natomiast kolektor wpięty jest bezpośrednio do instalacji poprzez dwa elektryczne zawory trójdrogowe na zasilaniu i powrocie.

Co daje zawór 3D na zasilaniu (zimnej wodzie) zasobnika od PC i kolektora?
Na "powrocie" rozumiem - albo płynie ciepła woda z zasobnika (od PC) do instalacji albo od kolektora.

Slawek K. napisał:

pozwala mi to wykorzystać istniejącą pompę obiegową do wymuszenia cyrkulacji również poprzez kolektor.

Tzn.? Wyjście ciepłej wody z zasobnika od PC wtłaczasz na zasilanie kolektora?

Slawek K. napisał:

W kolektorze mam zamontowany czujnik temperatury, układ sterujący otwiera zawory na kolektor gdy temperatura przekracza 38 st. C z histerezą 8 st. C.

Nie rozumiem. Czyli ile musi mieć woda w kolektorze, żeby się zawór otworzył na kolektor a ile żeby się zamknął?

Slawek K. napisał:

Za kolektor zapłaciłem 2200 zł.

Dzisiaj to już 4300 PLN. Ja sie zgapiłem i żałuję. Jeszcze w tamtym roku były po ok 3100 PLN.

Slawek K. napisał:

odliczyłem w ramach ulgi termomodernizacyjnej, więc zwrot mam w max 3 lata

Jak wygląda to odliczenie? Po prostu fakturę imienną za ten kolektor rozliczasz w rocznym rozliczeniu podatkowym? Jakieś warunki trzeba spełnić?

Odpisze wieczorem, na telefonie mi niewygodnie

Dodano po 8 [godziny] 34 [minuty]:

Prof. SpecMiernik napisał:

Co daje zawór 3D na zasilaniu (zimnej wodzie) zasobnika od PC i kolektora?
Na "powrocie" rozumiem - albo płynie ciepła woda z zasobnika (od PC) do instalacji albo od kolektora.

Jeden zawór łączy ciepłą wodę z PC i kolektora do magistrali ciepłej wody (do punków poboru wody), drugi na powrocie (cyrkulacji). W kolektorze cyrkulacja wpięta jest na doprowadzeniu zimnej wody z wodociągu. W ten sposób jedna pompka cyrkulacyjna obsługuje zarówno zasobnik PC i kolektor - w zależności od przełączenia zaworu trójdrogowego.

Prof. SpecMiernik napisał:

Tzn.? Wyjście ciepłej wody z zasobnika od PC wtłaczasz na zasilanie kolektora?

Nie, jak wyżej, zawór przełącza źródło ciepłej wody, w zależności od temperatury kolektora, albo z zasobnika PC, albo z kolektora - oba zawory trójdrogowe muszą być przełączane razem. Układy zasobnika PC i kolektora poprzez zawory trójdrogowe są podłączone równolegle, nie szeregowo.

Prof. SpecMiernik napisał:

Nie rozumiem. Czyli ile musi mieć woda w kolektorze, żeby się zawór otworzył na kolektor a ile żeby się zamknął?

Jeżeli temperatura w kolektorze osiągnie >=38 st.C zawór przełącza się na kolektor, a gdy spadnie do <=30 st. C wyłącza się. Domyślnie (zawory nie włączone), ciepła woda jest z zasobnika PC. Te 30 st. C mierzone w kolektorze o układzie poziomym mniej więcej w środku wysokości kolektora daje i tak na wyjście z kolektora znacznie wyższą temperaturę wody bo ciepła woda jest pobierana od samej góry kolektora.

Prof. SpecMiernik napisał:

Jak wygląda to odliczenie? Po prostu fakturę imienną za ten kolektor rozliczasz w rocznym rozliczeniu podatkowym? Jakieś warunki trzeba spełnić?

W rozliczeniu rocznym, w PIT-O wykazujesz wydatki w ramach ulgi termomodernizacyjnej, kwota brutto bez względu na wysokość stawki VAT (8% lub 23%), obniża podstawę opodatkowania i w ten sposób, masz zwrot podatku, w zależności w której skali podatkowej jesteś, to na dziś odzyskujesz od wartości faktury albo 17%, albo 32% (od lipca ma być w "polskim dziadzie" 12%).
Więcej tu https://www.podatki.gov.pl/pit/ulgi-odliczenia-i-zwolnienia/ulga-termomodernizacyjna/

Pozdr

Mam miejsce na postawienie takiego kolektora słonecznego ciśnienowego.
Nasłonecznienie w tym miejscu jest w godzinach od 10 do godziny 14 .
Czy instalacja w tym miejscu ma sens ?