Jakość jest podstawowym wymogiem stawianym każdemu produktowi. Słoneczny system grzewczy, którego „sercem” są kolektory słoneczne, również temu podlega. Należy jednak pamiętać, że nie wystarczy zadbać jedynie o jakość samych kolektorów. System grzewczy składa się bowiem z szeregu komponentów, które odgrywają niepoślednią rolę w gwarancji jakości całego systemu.

Dla zapewnienia jakości systemu grzewczego niezbędne jest spełnienie szeregu wymogów, odnoszą się one zarówno do kolektorów słonecznych, jak również do całych systemów grzewczych.

Kolektory słoneczne
Wymagania odnośnie trwałości i niezawodności
Kolektory słoneczne muszą być wyprodukowane z odpowiednich materiałów i być wykonane w taki sposób, aby były odporne na wszystkie oddziaływania, jakie mogą wystąpić w trakcie ich eksploatacji, a jednocześnie winny po wystąpieniu takiego oddziaływania zachować zdolność do działania.
W związku z powyższym zgodnie z PN-EN 12975-1: Słoneczne systemy grzewcze i ich elementy. Kolektory słoneczne. Część 1: Wymagania ogólne, zaleca się co następuje:
◗ obudowa kolektora (rys 1) winna być wodoszczelna, aby zapobiegać wnikaniu wody deszczowej. Obudowa winna również być wykonana w taki sposób, aby wewnątrz kolektora nie zbierała się skraplająca się woda. Może to bowiem wpływać na funkcjonalność i trwałość urządzenia. Dlatego kolektor powinien mieć konstrukcję umożliwiającą wentylację jego wnętrza;
◗ wszystkie elementy kolektora muszą być zaprojektowane i wykonane w taki sposób, aby wytrzymały maksymalną temperaturę oraz naprężenia, które mogą wystąpić w trakcie stagnacji oraz szoku termicznego;
◗ zaleca się, aby materiały z jakich wykonany jest kolektor były odporne na działanie promieniowania UV, jeśli nie można tego zalecenia spełnić, to materiały takie muszą być zabezpieczone przed działaniem promieniowania; wszelkie przewody znajdujące się wewnątrz kolektora muszą być tak skonstruowane, aby nie dochodziło do przecieków na skutek rozszerzalności cieplnej, jednocześnie należy unikać mostków cieplnych między absorberem a obudową;
◗ absorbery kolektorów słonecznych (2) muszą być wykonane z materiałów, które są odporne na czynniki mechaniczne, cieplne oraz chemiczne. Norma zaleca zastosowanie takich procesów produkcyjnych, jak cięcie, lutowanie, spawanie itp.;
◗ absorbery winny być zaprojektowane i skonstruowane w taki sposób, aby możliwe było odpowietrzenie układu w czasie eksploatacji, winny być odporne na korozję;
◗ absorbery winny być wymiarowane z uwzględnieniem współczynnika bezpieczeństwa wynoszącego 1,5 wartości dopuszczalnego nadciśnienia roboczego, określonego przez producenta. Oznacza to, że jeśli producent podaje wartość dopuszczalną 20 bar, absorber winien wytrzymać co najmniej 30 bar;
◗ osłony przezroczyste (szyby) kolektorów (3) winny mieć odporność na zmieniające się warunki pracy (np. szok termiczny), na promieniowanie UV, zanieczyszczenia powietrza, dużą wilgotność i skropliny, szyba nie powinna zmieniać przezroczystości w trakcie użytkowania kolektora;
◗ materiały izolacyjne (4) winny być odporne na miejscowy wzrost temperatury w wyniku stagnacji, zaleca się, aby w tej temperaturze nie występowało topnienie, kurczenie się lub odgazowanie izolacji wraz z postępującą kondensacją wewnątrz osłony kolektora.

Gdy wyżej wymienione wymagania nie są spełnione, woda przedostająca się do wnętrza kolektora może powodować uszkodzenie powłoki selektywnej, a co za tym idzie zmniejszenie jej sprawności. Równocześnie wilgoć wchłaniana jest przez izolację cieplną, a ta traci swoje właściwości. Naprężenia występujące w szybie solarnej mogą prowadzić do jej pęknięcia i praktycznie dopiero wówczas sprawdzić można czy mieliśmy do czynienia z szybą solarną czy też może była to zwykła szyba hartowana. Szyba solarna spełnia wymóg bezpieczeństwa, a więc rozpada się na drobne kawałki, nie stanowiąc zagrożenia dla otoczenia.
W próżniowych kolektorach słonecznych pękanie szkła jest tematem często „omijanym przez producentów”. O ile bowiem szyba płaskiego kolektora słonecznego po rozpadnięciu się, pozostaje zwykle w obudowie kolektora, o tyle kawałki rur szklanych stanowią zagrożenie dla otoczenia. Bardzo często nie ma tu do czynienia ze szkłem bezpiecznym, a zastanawiające jest, że kolektory takie otrzymują Solar Keymark.
Na rysunkach przedstawiono szereg przykładów uszkodzeń kolektorów słonecznych, które stawiają pod znakiem zapytania ich jakość. Przedstawiono zjawisko utrzymującego się zaparowania kolektorów płaskich (rys. 2), występowania znacznego zanieczyszczenia szyby kolektora oraz widoczne plamy na absorberze (rys. 3), pęknięte szyby solarne krajowego (rys. 4) i zagranicznego (rys. 5) płaskiego kolektora słonecznego. Na rys. 6 widoczne są uszkodzone rury próżniowego kolektora słonecznego, które w przypadku kolektora umieszczonego na połaci dachowej stanowią realne zagrożenie. Rozszczelnienie rury (rur) kolektora próżniowego widoczne na zdjęciu z kamery termowizyjnej (rys. 7) stanowi jeden z typowych przykładów obniżenia wydajności kolektora.

...pełna wersja artykułu w PI 4/12