Când ajungi să compari oferte pentru un sistem solar-termic, apare inevitabil întrebarea dintre colectoare plane și colectoare cu tuburi vidate. Discuția este de multe ori purtată în termeni de marketing — „tuburile sunt mai performante” — deși diferența reală nu ține de o ierarhie simplă, ci de condițiile în care lucrează instalația: ce temperatură ceri de la ea și la ce temperatură exterioară.
Cum lucrează fiecare tip
Colectorul plan este, în esență, o cutie plată, izolată pe spate și pe laterale, acoperită cu un geam special și având în interior o placă absorbantă închisă la culoare prin care trec țevile agentului termic. Lumina intră prin geam, se transformă în căldură pe absorbant, iar geamul plus izolația limitează pierderile spre exterior. Este o construcție robustă, cu puține componente și cu o suprafață mare, continuă.
Colectorul cu tuburi vidate folosește un principiu diferit: fiecare tub este un cilindru de sticlă cu dublu perete, între care s-a făcut vid. Vidul este cel mai bun izolator disponibil, așa că pierderile prin convecție dispar aproape complet. În interior se află fie o țeavă prin care circulă direct agentul, fie un tub de căldură care transportă energia spre un colector superior prin evaporare și condensare.
Din această diferență de construcție decurg toate celelalte. Colectorul plan pierde mai multă căldură spre exterior, dar captează pe toată suprafața. Tuburile pierd foarte puțin, dar între ele există spații moarte care nu captează nimic, ceea ce înseamnă că suprafața ocupată pe acoperiș nu este toată activă.
Unde apar diferențele reale de randament
Randamentul unui colector nu este un număr fix. Este o curbă care depinde de diferența dintre temperatura din colector și temperatura aerului exterior, raportată la intensitatea radiației solare. La diferență mică — vară, soare puternic, apă caldă la 45 de grade — ambele tipuri lucrează bine, iar colectorul plan poate fi chiar mai eficient pe metru pătrat ocupat, pentru că nu are spații moarte.
La diferență mare — iarnă, aer la zero grade, cerință de 55-60 de grade în boiler — colectorul plan pierde mult prin geam și prin izolație, iar tubul vidat își arată avantajul. La fel se întâmplă în zilele cu radiație difuză și temperaturi scăzute, când planul abia pornește iar tuburile încă produc ceva.
Concluzia practică este că întrebarea corectă nu este „care are randament mai bun”, ci „la ce temperatură voi cere căldură și în ce anotimp”. Pentru apă caldă menajeră folosită mai ales din aprilie până în octombrie, colectoarele plane sunt de regulă suficiente și mai ieftine. Pentru un sistem care trebuie să contribuie și la încălzire în sezonul rece, tuburile devin argumentabile.
Suprafață brută, suprafață de apertură și de ce comparațiile te pot induce în eroare
Fișele tehnice indică trei suprafețe diferite, iar randamentele raportate la ele nu sunt comparabile:
- Suprafața brută — dimensiunea exterioară a panoului, inclusiv rama. Este ce ocupă efectiv pe acoperiș.
- Suprafața de apertură — zona prin care intră lumina.
- Suprafața absorbantului — suprafața activă propriu-zisă.
La un colector plan, cele trei valori sunt apropiate. La un colector cu tuburi, suprafața absorbantă poate fi mult mai mică decât cea brută. Un randament de 75% raportat la absorbant nu înseamnă același lucru cu 75% raportat la suprafața brută. Când compari două oferte, cere ca ambele să fie exprimate în raport cu aceeași bază și, mai util, cere producția anuală estimată în kWh pentru locația ta, nu procente.
Un al doilea criteriu de comparație corectă este certificarea. Colectoarele testate după standardele europene au fișe cu parametrii curbei de randament și cu producția simulată pentru mai multe orașe de referință. Un produs fără astfel de documente nu poate fi comparat serios cu unul care le are.
Vara, problema nu este puțina căldură, ci prea multă
Un sistem solar-termic bine dimensionat pentru iarnă va produce vara mult mai mult decât poți consuma. Când boilerul ajunge la temperatura maximă, pompa se oprește, agentul din colector se supraîncălzește și intră în stagnare. Colectoarele cu tuburi ating în stagnare temperaturi mai mari decât cele plane, tocmai pentru că nu pierd căldură spre exterior.
Ce trebuie prevăzut, indiferent de tip:
- Vas de expansiune corect dimensionat, capabil să preia întregul volum de agent vaporizat din colector.
- Agent termic rezistent — un amestec glicolic potrivit, verificat periodic. Glicolul degradat devine acid și atacă instalația.
- Supapă de siguranță și vas de recuperare, ca lichidul evacuat să nu se piardă pe jos.
- O strategie de descărcare a excesului: circuit spre piscină, spre un consumator suplimentar sau, în lipsa lor, posibilitatea de a acoperi parțial colectoarele în vacanțele lungi de vară.
Verificarea anuală a concentrației și a pH-ului agentului termic, împreună cu presiunea din instalație, este cea mai importantă operațiune de întreținere. Se face de un instalator autorizat, mai ales dacă instalația este cuplată cu o centrală sau cu un boiler bivalent.
Ce alegi în funcție de ce vrei să faci cu instalația
Pentru apă caldă menajeră într-o gospodărie de trei-patru persoane, cu utilizare pe tot parcursul anului dar cu accent pe sezonul cald, colectoarele plane rămân alegerea cu cel mai bun raport preț-rezultat. Sunt mai ieftine pe metru pătrat, mai rezistente mecanic la grindină și mai simplu de montat pe acoperișuri înclinate.
Pentru sprijin la încălzire, pentru case în zone cu ierni lungi sau pentru situații în care ai puțin loc pe acoperișul orientat bine, tuburile vidate își justifică prețul mai mare. Au și avantajul că pot fi montate pe suprafețe orizontale cu suporți reglabili, iar unele modele permit rotirea individuală a tuburilor pentru a orienta absorbantul spre soare.
Există și o a treia întrebare, care apare aproape mereu: nu ar fi mai simplu să pun fotovoltaic și să încălzesc apa electric? Răspunsul depinde de cât spațiu ai, de ce faci cu surplusul din restul anului și de tariful tău. Comparația de fond dintre cele două tehnologii este făcută în articolul despre panouri solare termice sau fotovoltaice, iar varianta care le combină pe același panou este descrisă în materialul despre panourile solare hibride PVT.
Indiferent de tipul ales, cel mai mare câștig vine din dimensionarea corectă a boilerului și din reducerea pierderilor din circuitul de apă caldă. Un sistem excelent pe acoperiș, cuplat la o instalație cu conducte neizolate și cu o pompă de recirculare care merge continuu, va dezamăgi. Cât de mult contează acest din urmă detaliu se vede în explicația despre recircularea apei calde menajere. Cere-i instalatorului un calcul cu producția lunară estimată și cu gradul de acoperire a necesarului de apă caldă pe fiecare lună — dacă oferta nu conține așa ceva, nu ai pe ce să compari.
