Što je to solarni termosifon sustav?

U klasičnim solarnim sustavima, kakvi se sve više viđaju i po krovovima u našoj zemlji, za prisilnu cirkulaciju radne tvari između solarnog kolektora i toplinskog spremnika koriste se pumpe pogonjene električnom energijom. Kod termosifona, kruženje radne tekućine između solarnog kolektora i toplinskog spremnika, obavlja se uz prirodnu cirkulaciju, tj. ne postoje pumpe niti bilo kakvi drugi pokretni mehanički dijelovi.

Postoje dva osnovna tipa solarnog termosifonskog sustava. Prvi, kod kojeg se u sustavu nalazi samo voda, naziva se otvoreni ili direktni sustav, dok se drugi, kod kojega se u sustavu nalazi i voda i radna tvar, poznata kao i „solarni fluid", naziva zatvoreni ili indirektni sustav.Princip rada za direktni sustav je sljedeći (Slika 1); teža hladna voda se uslijed gravitacije iz toplinskog spremnika spušta do solarnog kolektora, gdje se onda postepeno grije, uslijed čega joj se smanjuje gustoća te postaje lakša polako se podižući prema gore, dok istovremeno na njeno mjesto dolazi hladnija voda iz spremnika. Zagrijana voda odlazi u toplinski spremnik gdje sa djelom svoje topline grije i hladnu vodu u spremniku. Zbog razlike u gustoći, najtoplija voda nalazi se na vrhu spremnika, dok se najhladnija voda nalazi na dnu. U teoriji, voda će u sustavu kružiti onoliko dugo dok se temperatura vode u spremniku ne izjednači sa najvišom temperaturom u solarnom kolektoru. Ako se voda iz spremnika troši, tako u spremnik pristiže svježa količina vod iz vanjskog izvora (npr. vodovod, spremnik kišnice i sl.). U slučaju indirektnog sustava (Slika 2),jedina razlika je u tome što se u solarnom krugu nalazi solarni fluid, koji se zagrijan u kolektoru diže do toplinskog spremnika, gdje preko izmjenjivača predaje toplinu vodi, pri čemu se hladi i ponovno vraća u kolektor.

Prednosti i nedostaci

Kao što je i vidljivo na Slici 1., za direktne sustave toplinski spremnik mora se obavezno nalaziti iznad solarnog kolektora, na odgovarajućoj visini, kako bi se izbjeglo da sustav tijekom noćnih sati radi u"drugom smjeru" i hladi vodu iz spremnika. Sustavi mogu biti izvedeni sa izoliranim, ali i sa neizoliranim toplinskim spremnikom. Direktni sustavi sa neizoliranim spremnikom uobičajeno se nalaze na području gdje se ne očekuje smrzavanje. Kod indirektnog sustava, u odnosu na direktni, osim što je otporan na smrzavanje, također nema rizika od nakupljanja kamenca ili korozije, što kod direktnog sustava može dovesti i do začepljenja kolektora. Ali, indirektni sustavi su skuplji, prvenstveno zbog kompliciranije izvedbe spremnika sa izmjenjivačem.

Osnovna prednost solarnog termosifonskog sustava, kako je već i ranije navedeno, je što za rad istog nije potreban dodatni vanjski izvor energije, što ga čini vrlo dobrim rješenjem na mjestima gdje je dostupna opskrba vodom ali ne i pristup elektroenergetskoj ili plinskoj mreži. Također, kao prednosti ubrajaju se i niža cijena nego klasični sustav sa prisilnom cirkulacijom,¸jednostavna i stoga cjenovno pristupačnija montaža, niski troškovi održavanja, ne zauzimaju koristan prostor unutar objekta, te su jednostavni i pouzdani.

Opet, poželite li se dugo tuširati, potrošit ćete veće količine zagrijane vode iz spremnika, pri čemu će na njeno mjesto doći hladna voda, pri čemu i ukupna temperatura vode u spremniku opada, te je ponovno potrebno pričekati neko vrijeme da se voda u spremniku zagrije na željenu temperaturu. Kako bi se ovaj problem izbjegao, moguća je i kombinacija sa sustavom sa električnim grijačem, s kojim se onda voda dogrijava na željenu temperaturu, a koji može biti smješten ili u samom toplinskom spremniku ili u zasebnom toplinskom spremniku. Električna energija za električni grijač, ukoliko želimo u potpunosti autonoman sustav, može se dobiti iz fotonaponskog sustava ili vjetroturbinskim sustavom. Također, pri korištenju bilo kakvog sustava sa prirodnom cirkulacijom postoji problem raspoloživog pada tlaka, odnosno, raspoloživi pad tlaka je malen. Stoga, baziramo li cijeli sustav samo na prirodnoj cirkulaciji, isti mora biti pažljivo projektiran i izveden, tj. bez puno ventila, regulacijskih elemenata i sa odgovarajućim presjekom cijevi, u suprotnom sustav neće ispravno raditi. Također, nedostaci koji mogu utjecati na odluku o ulaganju su i utjecaj na vizualan izgled objekta te ograničenja pri nižim temperaturama.

Solarni termosifonski sustavi u Lijepoj našoj

Iako ovi sustavi nisu široko poznati u našoj zemlji, te usprkos malom interesu za iste, pojedine tvrtke bave se njihovom prodajom i montažom. Kao i za većinu ovakvih sustava, u Hrvatskoj ne postoji proizvodnja, čime je i mogućnost ostvarivanja različitih poticaja i subvencija pri kupnji nepostojeća.

zelenaenergija.org