Kolektory słoneczne w ciągu ostatnich lat znacząco zmieniły się pod względem zastosowania materiałów oraz technologii produkcji. Dynamiczny rozwój rynku wymógł na producentach dokonanie głębokich zmian produkcyjnych i konstrukcyjnych.

1. www.solarblog.pl
Przegląd rynkowy rozwiązań technicznych
w budowie kolektorów słonecznych
 Jakie rozwiązania techniczne stosowane są w budowie płaskich
kolektorów słonecznych najczęściej?
 Jakie trendy w zastosowaniu materiałów i technologii produkcji
kolektorów słonecznych są widoczne?

2. Slajd
2
Przegląd rynku kolektorów słonecznych
 Przegląd rynku kolektorów płaskich
opracowany przez AEE Inteec
i opublikowany w Sun & Wind
Energy 7/2012, przedstawia
statystykę zastosowania materiałów
oraz technologii produkcji kolektorów
płaskich
 Statystyka opracowana została na
podstawie danych 76 producentów
kolektorów, pochodzących
w większości z Europy

3. Slajd
3
Budowa płaskiego kolektora słonecznego
 Do budowy kolektorów słonecznych
zastosowanie mają różne materiały
i technologie produkcji
 Wybór materiałów wynika z jednej
strony z wymagań stawianych
kolektorowi w trudnych warunkach
pracy, a z drugiej strony – z kosztów
ich zakupu
 Technologie produkcji to m.in. wybór
pomiędzy skalą produkcji, a kosztami
inwestycji. Nowoczesne technologie
wymagają znacznych kosztów
inwestycji, umożliwiać jednak mogą
później wielkoseryjną produkcję, przy
niższych kosztach jednostkowych.

4. Slajd
4
Rodzaj materiału absorbera
Źródło: More automation more adhesives, Sun & Wind Energy 7/2012
Rodzaj materiału absorbera  Standard rynkowy stanowią obecnie
kolektory z absorberami aluminiowo-
miedzianymi Al-Cu (blacha z aluminium,
orurowanie z miedzi). Nowością
rynkową są absorbery wykonane
całkowicie z aluminium, jak np. kolektor
KS2000 TLP Am.
 Cena aluminium okresowo niższa
nawet 4-krotnie od ceny miedzi,
spowodowała popularyzację jego
zastosowania do budowy absorberów
 Absorbery miedziane pozwalają na
większą dowolność w wyborze warstw
selektywnych – umożliwiają przede
wszystkim zastosowanie czarnego
chromu. Miedź posiada wysokie walory
użytkowe, jednak jej cena stale wzrasta

5. Slajd
5
Rodzaj pokrycia absorbera
Źródło: More automation more adhesives, Sun & Wind Energy 7/2012
Rodzaj pokrycia absorbera  Produkcja tzw. niebieskich pokryć (blue
coating, blaue Beschichtung) odbywa
się od lat 90-tych, a czarnego chromu,
od lat 70-tych
 Warstwy niebieskie, czyli ceramiczno-
metaliczne produkowane są w procesach
PVD, mających charakter wielkoseryjny,
stąd też nastąpiła popularyzacja tego
rodzaju pokryć, potrafiących pokryć
wysokie zapotrzebowanie rynku
 Produkcja warstw czarnego chromu ma
charakter jednostkowy – każdy absorber
poddaje się po wykonaniu procesom
galwanizacji. Nieco niższe parametry
sprawnościowe czarnego chromu, niż
warstw niebieskich, rekompensowane są
potwierdzoną zwiększoną trwałością
i odpornością na korozję

6. Slajd
6
Grubość blachy absorbera
Źródło: More automation more adhesives, Sun & Wind Energy 7/2012
Grubość blachy absorbera  Największym udział rynkowy mają
blachy o grubości 0,40÷0,50 mm, ze
względu na największy udział aluminium
w budowie absorberów
 Blacha miedziana dla absorberów
zazwyczaj posiada grubość 0,20 mm,
rzadziej 0,12 lub 0,15 mm
 Dla blach aluminiowych grubość blachy
jest zwiększana w stosunku do blach
miedzianych przeciętnie 2-krotnie.
Wynika to ze stosowania spawania
laserowego w produkcji absorberów
aluminiowych, ale także dla
zrekompensowania niższej 2-krotnie
przewodności cieplnej aluminium
w porównaniu do miedzi

7. Slajd
7
Technologia produkcji absorbera
Źródło: More automation more adhesives, Sun & Wind Energy 7/2012
Technologia produkcji absorbera  Zaawansowane technologie produkcji
absorberów, jak spawanie laserowe czy
zgrzewanie ultradźwiękowe, stosowane
są obecnie przez większą część
producentów
 Duży udział spawania laserowego na
rynku wynika z szerokiego stosowania
aluminium do produkcji absorberów.
Ta technologia dedykowana jest
szczególnie do łączenia różnych
materiałów, np. aluminium i miedzi
w absorberach typu Al-Cu
 Wykonywanie absorberów całkowicie
miedzianych prowadzone jest z kolei
poprzez zgrzewanie ultradźwiękowe
 Obydwie technologie nie wymagają
stosowania dodatkowego spoiwa

8. Slajd
8
Rodzaj orurowania absorbera
Źródło: More automation more adhesives, Sun & Wind Energy 7/2012
Rodzaj orurowania absorbera  Kolektory w układzie harfowym we
wszystkich odmianach stanowią 64%
rynku kolektorów płaskich, kolektory
meandrowe: 36%
 Większość absorberów cechuje się
korzystną budową pod względem
łatwości wypływu glikolu, w przypadku
stanu stagnacji (gotowanie i parowanie),
w tym celu posiadają 4 króćce
przyłączeniowe. Pozwala to na
swobodny wypływ glikolu – „spychanej”
w dół przez powstającą od gór kolektora
parę wodną

9. Slajd
9
Materiał obudowy kolektora słonecznego
Źródło: More automation more adhesives, Sun & Wind Energy 7/2012
Materiał obudowy kolektora  Koszt wytworzenia absorbera i obudowy
stanowi przeciętnie 2/3 całkowitego
kosztu wykonania kolektora płaskiego
 Dlatego też aluminium od wielu lat
zdominowało technologię produkcji
obudów absorberów. Ponadto aluminium
cechuje się wysoką sztywnością
w odniesieniu do ciężaru własnego
 Aluminium odznacza się także dobrą
odpornością na działanie warunków
zewnętrznych, zarówno w wersji
lakierowanej obudowy, jak i czystej
bez dodatkowych powłok

10. Slajd
10
Technologia produkcji obudowy kolektora
Źródło: More automation more adhesives, Sun & Wind Energy 7/2012
Technologia produkcji obudowy  Łączenie mechaniczne w postaci
tłoczenia i formowania obudów, jest
najczęściej stosowaną technologią
w ich produkcji
 Obudowa kolektora najczęściej
wykonywana z aluminium, musi się
odznaczać poza odpornością na korozję,
wysoką wytrzymałością mechaniczną
i szczelnością. Obudowa nie może się
odkształcać np. przy zaleganiu śniegu,
aby nie dopuszczać do wnikania wilgoci
do wnętrza kolektora
 Obudowa także musi być we właściwy
sposób wentylowana, aby wilgoć
absorbowana przez izolację cieplną,
mogła być łatwo usuwana na zewnątrz

11. Slajd
11
Materiał izolacji cieplnej obudowy kolektora
Źródło: More automation more adhesives, Sun & Wind Energy 7/2012
Materiał izolacji cieplnej obudowy  Izolacja cieplna kolektora musi cechować
się odpornością na wysokie temperatury
robocze, mogące okresowo przekraczać
200oC (w stanie stagnacji)
 Także zawartość lepiszczy jest
ograniczana w porównaniu do izolacji
stosowanych w budownictwie, aby nie
dochodziło do ich wydzielania się przy
wysokich temperaturach (ryzyko
osadzania się na szybie kolektora)

12. Slajd
12
Grubość izolacji cieplnej obudowy kolektora
Źródło: More automation more adhesives, Sun & Wind Energy 7/2012
Grubość izolacji cieplnej obudowy  Grubość izolacji cieplnej obudowy (dna
obudowy) kolektorów przeznaczonych
do pracy w strefie środkowo-europejskiej,
najczęściej mieści się w zakresie od
40 do 50 mm
 Dla stref południowych, izolacja cieplna
często posiada mniejszą grubość,
w granicach 30 do 35 mm
 Dodatkowa statystyka mówi także
o zastosowaniu w 80% kolektorów
płaskich izolacji ścianek obudowy,
najczęściej o grubości 20 lub 25 mm

13. Slajd
13
Rodzaj szyby kolektora płaskiego
Źródło: More automation more adhesives, Sun & Wind Energy 7/2012
Rodzaj szyby kolektora  Powszechnie stosowane szkło czyste
(clear solar glass) o obniżonej zawartości
tlenków żelaza, zapewnia wysoką
przepuszczalność promieniowania
słonecznego. Szkło strukturyzowane
dodatkowo cechuje się „chropowatą”
powierzchnią, zmniejszającą odbijanie
promieni słonecznych
 Szkła występują także w wersji AR, czyli
z powłoką antyrefleksyjną (nanoszoną
1- lub 2-stronnie). Zwiększają one o około
5÷8% przepuszczalność promieniowania
słonecznego, podnosząc uzyski ciepła
kolektora słonecznego. Zwiększają jednak
cenę kolektora i wymagają zachowania
wysokiej czystości prac montażowych
(wrażliwość warstwy na zabrudzenia).

14. Slajd
14
Trendy w budowie kolektorów słonecznych
W zakresie kolektorów słonecznych można zauważyć m.in. takie trendy jak:
 zwiększanie udziału aluminium w budowie kolektora
(standard rynkowy – obudowa aluminiowa i absorber aluminiowo-miedziany)
 zwiększanie udziału w rynku dla szkła strukturyzowanego i czystego
 pojawienie się w zastosowaniu szkła z warstwą antyrefleksyjną (AR)
 popularyzacja zastosowania spawania laserowego w produkcji absorberów
(z uwagi na standard rynkowy – absorbery aluminiowo-miedziane)
 zmniejszenie zastosowania zgrzewania ultradźwiękowego
(z uwagi na spadek zastosowania miedzi do produkcji absorberów)
 rosnący udział szkła o grubości 3,2 mm, w miejsce szkła 4,0 mm
 marginalizacja zastosowania poliuretanu w produkcji izolacji cieplnej obudów

15. Hewalex
Ponad 20-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym
www.solarblog.plwięcej prezentacji >>> www.hewalex.pl

16. Kompletne rozwiązania oparte o kolektory słoneczne i pompy ciepła
Zastosowanie w obiektach mieszkalnych i użytkowych
Hewalex
Ponad 20-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym
www.solarblog.plwięcej prezentacji >>> www.hewalex.pl