Ηλιοθερμία

Ηλιοθερμία

Η Ηλιακή ενέργεια , μέσω των συστημάτων ηλιοθερμίας, αποτελεί έναν εναλλακτικό σύγχρονο πράσινο τρόπο θέρμανσης και παροχής ζεστού νερού, με τον οποίο όμως μπορούμε να εξοικονομήσουμε και σημαντικά ποσά από τα έξοδα του σπιτιού μας προστατεύοντας παράλληλα το περιβάλλον.

Τα τελευταία χρόνια με τη μεγάλη αύξηση των τιμών των καυσίμων, αλλά και με την καθιέρωση του Κανονισμού Ενεργειακής Αποδοτικότητας των Κτιρίων Ecodesign, η ανάγκη εξοικονόμησης και μείωσης της κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας έχει αρχίσει να γίνεται συνειδητή.

Η ηλιοθερμία είναι μια μέθοδος κατά την οποία αξιοποιείται η ηλιακή ενέργεια, παράγοντας ζεστό νερό χρήσης και καλύπτοντας μέρος των απαιτήσεων θέρμανσης των κτηρίων. Η μέθοδος εφαρμόζεται εδώ και πολλά χρόνια σε χώρες της Ευρώπης, και τα τελευταία χρόνια βρίσκει εφαρμογή και στην χώρα μας . Το μεγαλύτερο ποσοστό των ηλιακών συστημάτων που εγκαθίστανται στη Γερμανία και την Αυστρία, χώρες με μικρή ηλιοφάνεια και μεγάλες ανάγκες θέρμανσης, είναι συνδυασμένα συστήματα θέρμανσης χώρου και νερού χρήσης. Σε όλη τη Μεσόγειο, οι τιμές της ηλιακής ακτινοβολίας ευνοούν τη χρήση των ηλιακών συστημάτων καθ όλη τη διάρκεια του χρόνου. Ιδιαίτερα στην Ελλάδα, το κλίμα είναι ιδανικό για τέτοιου είδους εγκαταστάσεις.

Πώς λειτουργεί

Το ηλιακό σύστημα συνδυασμένης θέρμανσης χώρου ( ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΟ ) και ζεστού νερού χρήσης (ΖΝΧ), είναι ένα σύστημα που εκμεταλλεύεται τη θερμική ενέργεια που παράγεται από τους ηλιακούς συλλέκτες, θερμαίνοντας το νερό που βρίσκεται στο Δοχείο αποθήκευσης παράγοντας ζεστό νερό θέρμανσης BUFFER και ζεστό νερό χρήσης BOILER.

Το ηλιακό σύστημα αποτελείται από :

• • Τους ηλιακούς συλλέκτες
  • Το Ηλιοθερμικό δοχείο αποθήκευσης
  • Υδραυλικό ηλιακό σταθμό
  • Διαφορικό θερμοστάτη
  • Δοχείο διαστολής ηλιακού κλειστού κυκλώματος
  • Βαλβίδα ασφαλείας πίεσης υδραυλικού κυκλώματος
  • Υδραυλικό δίκτυο σύνδεσης ηλιακών συλλεκτών και δοχείου ενέργειας.

Οι ηλιακοί συλλέκτες απορροφούν το άμεσο ή διάχυτο ηλιακό φως, συλλέγοντας ηλιακή ενέργεια ακόμη και σε συννεφιασμένες ημέρες και μετατρέποντας τα 2/3 της ηλιακής ακτινοβολίας σε ωφέλιμη ενέργεια. Οι περισσότεροι κατασκευαστές της αγοράς διαθέτουν συλλέκτες με γυαλί υψηλής απορροφητικότητας που δεν αντανακλά (antireflex) για να εξασφαλίζεται η μέγιστη μετάδοση θερμότητας.

Οι ηλιακοί συλλέκτες μπορεί να είναι επίπεδοι ανοικτού ή κλειστού τύπου με χάλκινο κολεκτέρ και συλλεκτική επιφάνεια χαλκού ή αλουμινίου σε μορφή φύλλου ή σεντόνι full plate ή συλλέκτες με λάμπες κενού ανοικτού ή κλειστού κυκλώματος με διάταξη ανάκλασης της ηλιακής ακτινοβολίας ή χωρίς διάταξη. Τοποθετούνται σε ταράτσα , στέγη ή σε ανοικτό αύλιο χώρο κοντά στους υπό θέρμανση χώρους μειώνοντας έτσι τις απώλειες θερμότητας του νερού κατά την μεταφορά . Η ιδιαιτερότητα των ηλιοθερμικών συστημάτων είναι ότι λειτουργούν σαν δεύτερη πηγή παραγωγής θερμικής ενέργειας συνεισφέροντας στη θέρμανση που παράγεται με τη χρήση άλλων καυσίμων και όχι σαν πρωτεύων πηγή παραγωγής θερμικής ενέργειας. Μπορούν να συνδυαστούν με οποιαδήποτε συμβατική πηγή ενέργειας (καυστήρες πετρελαίου ή φυσικού αερίου) ή ανανεώσιμη πηγή ενέργειας (καυστήρες βιομάζας), ενώ ενσωματώνονται και σε υφιστάμενο σύστημα, αρκεί να υπάρχει διαθέσιμος χώρος για την εγκατάσταση των συλλεκτών και του δοχείου αποθήκευσης θερμικής ενέργειας . Επίσης, μπορούν να συνδυαστούν με οποιοδήποτε μέσο θέρμανσης, αλλά είναι προτιμότερη η χρήση τους με μέσα θέρμανσης χαμηλών θερμοκρασιών, όπως είναι τα fancoils ή η ενδοδαπέδια θέρμανση. Αυτό συμβαίνει, γιατί το νερό ως μέσο θέρμανσης κυκλοφορεί σε χαμηλές θερμοκρασίες, τέτοιες που ακόμα και με ελάχιστη ηλιοφάνεια είναι εύκολο να επιτευχθούν.

Πόσο συνεισφέρουν τα ηλιοθερμικά στην υφιστάμενη θέρμανση;

Ο βαθμός συνεισφοράς των ηλιοθερμικών και κατ επέκταση μείωσης της χρήσης καυσίμων, εξαρτάται από τις κλιματολογικές συνθήκες, το υψόμετρο, τη γεωγραφική θέση, το μέγεθος της εγκατάστασης και άλλους παράγοντες. Ανάλογα με το τοπικό κλίμα και τη θέση του κτηρίου, το ηλιακό πάνελ δύναται να απορροφήσει περισσότερη ή λιγότερη ενέργεια. Ανάλογα με το μέγεθος της εγκατάστασης, τα ηλιοθερμικά καλύπτουν από πολύ μικρό, έως και ποσοστό μεγαλύτερο από το 80% των ετήσιων αναγκών θέρμανσης. Βέβαια, πολύ υψηλές καλύψεις δεν αποτελούν οικονομικά βιώσιμες λύσεις. Η ιδανική σχέση κόστους – απόδοσης είναι η επίτευξη μιας κάλυψης της τάξης του 40-60% του συνολικού θερμικού φορτίου (ΖΝΧ και ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΑΣ).

Παράδειγμα για το βαθμό συνεισφοράς του ηλιοθερμικού:

Ένα ηλιοθερμικό σύστημα εφαρμοσμένο και συνδυασμένο με θέρμανση δαπέδου στην Κρήτη, θα μπορεί να αναλάβει σχεδόν εξ ολοκλήρου τα θερμικά φορτία μηδενίζοντας τη χρήση πετρελαίου. Το ποσοστό συνεισφοράς θα είναι σαφώς μικρότερο σε αντίστοιχη περιοχή της Μακεδονίας, όπου η ηλιακή ακτινοβολία είναι μειωμένη, σίγουρα όμως θα ξεπερνά το 60%, μείωση που είναι πολύ σημαντική για τις καταναλώσεις καυσίμων και την καθημερινή οικονομία.

Όγκος και επιφάνεια εγκατάστασης

Για την επίτευξη της κάλυψης του 40-60% του θερμικού φορτίου, με βάση τη μέση ηλιοφάνεια στην Ελλάδα και τη μέση απαιτούμενη ενέργεια θέρμανσης των κτιρίων, η επιφάνεια των συλλεκτών ηλιακής ενέργειας θα πρέπει να αντιστοιχεί στο 12% της επιφάνειας του θερμαινόμενου χώρου, ενώ ο απαιτούμενος όγκος αποθήκευσης είναι περίπου πενταπλάσιος, υπολογισμένος σε λίτρα. Για μία οικία δηλαδή 100τ.μ. ,απαιτούνται 10τ.μ. επίπεδων συλλεκτών και 600lt. δοχείου αποθήκευσης ζεστού νερού.

Πλεονεκτήματα της Ηλιοθερμίας
1. Εξοικονόμηση καυσίμου
2. Γρήγορη απόσβεση της επένδυσης
3. Μειωμένη συντήρηση
4. Μείωση ρύπων
5. Αισθητικό αποτέλεσμα
6. Δεν καταργείται το υπάρχον σύστημα θέρμανσης
7. Πολύ μικρές επεμβάσεις στις υφιστάμενες κατοικίες

Ένα ακόμα πλεονέκτημα ενός τέτοιου συστήματος είναι ότι, το μέγεθός του (και κατά συνέπεια το κόστος του) μπορεί να είναι προσαρμοσμένο στις απαιτήσεις του χρήστη και να μεταβάλλεται εύκολα. Για παράδειγμα, μπορεί να τοποθετηθεί αρχικά ένα σύστημα που να αναλαμβάνει κατά 30% το φορτίο της θέρμανσης και μετά από ένα χρόνο να επεκταθεί, με τοποθέτηση επιπλέον ηλιακών συλλεκτών, έτσι ώστε να καλύπτει το 60% της θέρμανσης. Ιδιαίτερα σε περίπτωση εγκατάστασης ηλιοθερμικών σε νέα κτίσματα , η εξοικονόμηση χρημάτων είναι μεγαλύτερη: Επειδή ένα ποσοστό της θερμικής ισχύος που χρειάζεται το αναλαμβάνει το ηλιοθερμικό σύστημα, το μέγεθος του συμβατικού εξοπλισμού (λέβητας και καυστήρας ή αντλία θερμότητας ) που απαιτείται να εγκατασταθεί είναι μικρότερο. Ένα μέρος δηλαδή των χρημάτων που επενδύονται για την ηλιοθερμία, εξοικονομούνται από την πρώτη μέρα, κατά την αγορά του βασικού εξοπλισμού. Για παράδειγμα, μπορεί να προτιμηθεί η αγορά λέβητα ισχύος 20ΚW αντί για 30ΚW, εάν κατά την αρχική εγκατάσταση (νεοαναγειρόμενη οικοδομή) εγκατασταθεί και ηλιοθερμικό σύστημα με συμμετοχή 60%.