Nivelul de insolatie este cantitatea de energie solara care patrunde in atmosfera si cade pe suprafata pamantului. Aceasta cantitate de energie variaza in functie de latitudine, altitudine si perioada anului. Nivelul de insolatie este de obicei exprimat ca medie anuala sau lunara, in killowati-ora pe metru patrat. Pentru a corela mai usor aceasta marime cu consumul zilnic de energie termica, nivelul de insolatie se exprima ca medie lunara in kWh/m2/zi.

Nivelul de insolatie se poate determina in functie de coordonatele geografice, cu ajutorul unor harti de insolatie. O astfel de harta, prezentata alaturi, imparte tara noastra in trei zone principale de insorire: zona 0 (>1250 kWh/m2/an), care coincide practic cu litoralul Marii Negre, zona I (1150-1250 kWh/m2/an) care include in mare parte regiunile carpatice si subcarpatice si zona II (1000-1150 kWh/m2/an), compusa in principal din regiunile de ses. Aceasta harta reprezinta zonarea Romaniei in functie de nivelul mediu anual de insolatie. Valorile zilnice obtinute impartind valoarea medie anuala la numarul de zile dintr-un an, reprezinta valori medii. Dimensionarea unei instalatii solare se poate face si la valoarea medie anuala raportata la numarul de zile dintr-un an, insa in acest caz instalatia va produce caldura in exces pe perioada de vara.

Media lunara de insorire
Pentru o dimensionare economica a instalatiilor solare pentru apa calda, este indicat sa se foloseasca nivelul mediu de insolatie a lunilor martie - octombrie. Valorile medii lunare a nivelului de insolatie se pot extrage din tabele sau din grafice. Un astfel de grafic este prezentat alaturi. Tabelele cu valori medii lunare nu difera de grafice decat prin modul de prezentare a informatiei. Folosind valorile tabelate se pot ridica grafice. Graficul prezentat alaturi reprezinta valoriile medii lunare ale insolatiei pentru municipiul Bucuresti. In acest caz, valoarea medie a insolatiei lunilor martie - octombrie este de 4,56 kWh/m2/zi, media anuala fiind de 3,56 kWh/m2/zi. Dupa cum se observa din grafic, valoarea maxima este de 6 kWh/m2/zi. Daca am dimensiona instalatia tinand cont de media anuala, in luna iulie aceasta ar produce un surplus de caldura de 70%. Comparativ, daca dimensionam tinand cont de media lunilor martie - octombrie, surplusul de energie generat se reduce la 30%.

In cazul instalatiilor solare care furnizeaza si o parte din energia termica necesara incalzirii spatiilor de locuit, dimensionarea se face la o valoare egala sau inferioara mediei anuale. Surplusul de energie de pe perioada verii poate fi folosit la incalzirea apei dintr-o piscina .

Necesarul energetic
Necesarul energetic este cantitatea de energie necesara pentru a ridica temperatura unui consumator cu o anumita valoare. Consumatorul de energie termica poate fi de exemplu un boiler folosit la prepararea apei calde manajere, o cladire, o piscina, etc. Diferenta de temperatura se stabileste in functie de cerintele fiecarei aplicatii.

Apa calda menajera
Consumul de apa calda menajera se determina in functie de numarul de persoane care utilizeaza aceasta resursa. Intr-o gospodarie, fiecare locuitor consuma zilnic o cantitate de 50-60 litri de apa calda la temperatura de 55-60°C. Daca ne referim la un hotel sau o pensiune, cantitatea de apa calda luata in calcul se ridica la 95 de litri zilnic pentru fiecare turist, sau 143 de litri zilnic pentru fiecare camera dubla (cu un grad de ocupare de 1,5 turisti/camera).

Incalzirea cladirilor
Pentru incalzire calcului se face in functie de media lunara a insoririi pe metru patrat. De exemplu, la Cluj, in luna aprilie putem obtine o cantitate de caldura de cca 4,2 kW, in medie, zilnic, de pe o suprafata de colector de un metru patrat. Inmultind cu suprafata totala a colectoarelor putem obtine cantitatea de caldura produsa zilnic de instalatie. Necesarul energetic al unei cladirii se poate determina pornind de la consumul mediu lunar de combustibil conventional folosit pentru incalzire.

Incalzirea piscinelor
Pentru incalzirea piscinelor avem de a face cu un caz particular. O estimare foarte aproximativa se poate face astfel: pentru a avea o temperatura de cca. 28°C in piscina timp de 5 luni pe an (mai-septembrie), inmultim suprafata piscinei cu un coeficient de 0,7 si aflam suprafata necesara a colectoarelor solare. Desigur, trebuie respectate niste conditii minimale, dintre care cea mai importanta este acoperirea piscinei pe perioada in care nu este utilizata deoarece pierderile datorate evaporarii apei constituie 70% din pierderea totala de caldura.

Colectoare solare cu tuburi vidate
Tuburile vidate constituie elementul cheie al captarii energiei solare. La origine un proiect dezvoltat de Universitatea din Sydney, Australia, acest sistem de tuburi sunt actualmente larg utilizate in Germania, Canada, Marea Britanie si China datorita performantelor lor tehnice si a pretului scazut.

Fiecare tub este format din doua tuburi concentrice din sticla borosilicat (foarte rezistenta si cu un grad de transparenta ridicat), sudate intre ele. Spatiul dintre cele doua tuburi se videaza iar suprafata interioara a tubului interior se acopera cu un strat selectiv cu excelente proprietati de absorbtie a radiatiei solare (>92%) si cu o reflexivitate foarte redusa (<8%). Caldura este transferata agentului termic sau in mod direct, sau cu ajutorul unui tub termic. Vacuum-ul dintre cele doua tuburi formeaza un fel de "termos" astfel incat - desi temperatura in interior ajunge la 150°C - la exterior tubul este rece. Aceasta proprietate face instalatia utilizabila si in climate foarte reci, colectoarele cu tuburi fiind mai eficiente decat colectoarele solare clasice, plane. Exista si alte tipuri de colectoare cu tuburi vidate, iar dintre acestea amintim colectoarele cu tuburi vidate simple, cu placuta de absortie. Tuburile de acest tip au in interior o teava din cupru cu aripioare, care maresc suprafata de absortie a ansamblului. Elementul de absortie este acoperit cu un strat selectiv, iar teava din cupru este de fapt un tub termic care transfera caldura absorbita la capatul superior, unde este preluata de agentul termic sau de apa de incalzit. Acest tip de tuburi au inertie termica mai redusa si randament mai bun.

1. Generalitati
In momentul de fata, la nivel mondial, principala resursa energetica (aproximativ 70 %) o constituie combustibilii: carbune, petrol, gaz, lemn, reziduuri combustibile. O alta parte este reprezentata de energia produsa in hidrocentrale si in centralele nucleare. Din total energie consumata, aproximativ o treime este utilizata sub diverse forme pentru incalzirea locuintelor si pentru producerea de apa calda menajera.
La ritmul actual de crestere a populatiei si al dezvoltarii tehnologice, este vizibil ca nevoia de resurse energetice ieftine si utilizabile pe scara larga creste foarte mult. Incepe totodata sa se vada foarte clar faptul ca utilizarea resurselor clasice prezinta anumite efecte negative (emisiile de noxe, riscuri de accidente, efectul de sera, dependenta de resurse si retele comune) si, cel mai important, resursele clasice devin tot mai costisitoare, atingand in fiecare an noi recorduri de pret. Este, prin urmare, nu numai interesant ci chiar obligatoriu sa gasim si sa promovam noi tehnologii privind utilizarea resurselor energetice neconventionale (solara, eoliana, geotermala etc). Energia astfel obtinuta prezinta o intreaga serie de avantaje in raport cu cea obtinuta din surse traditionale:
- este gratuita
- este in totalitate ecologica, nu emite noxe, nu produce reziduri;
- este practic inepuizabila;
- nu implica instalatii de prelucrare sau transport a resurselor, inainte de utilizare.
Compania noastra nu poate ignora un astfel de domeniu fiind prezenta pe piata cu o gama completa de panouri solare si accesoriile aferente, pentru producerea apei calde menajere si aport la incalzire.
Principiul de functionare se bazeaza pe conversia radiatiei solare in caldura si utilizarea acesteia pentru incalzirea apei. Apa calda obtinuta poate fi utilizata ca atare, sub forma de apa calda menajera sau ca agent termic primar pentru prepararea apei calde menajere intr-un acumulator. In unele cazuri se poate utiliza si ca agent termic pentru incalzire.

2. Sursa de caldura
Marele avantaj al utilizarii panourilor solare este ca se foloseste drept sursa de energie soarele. Reactiile termonucleare care au loc in interiorul acestuia genereaza o imensa cantitate de energie care este livrata in toate directiile, in Sistemul Solar. Distanta fata de soare face ca, din aceasta energie, Pamantul sa beneficieze la nivelul superior al atmosferei exterioare, de o putere radianta echivalenta cu aproximativ 1400 W / m2. La trecerea prin atmosfera intensitatea radiatiei se diminueaza (prin absorbtie la nivelul particulelor de aer, apa, corpuri solide, prin reflexie si / sau prin difuzie), astfel incat la nivelul scoartei terestre putem conta pe aproximativ 1000 W / m2. In mod normal aceasta radiatie este absorbita de scoarta terestra, transformata in caldura, rezultatul fiind printre altele si incalzirea atmosferei pamantului. Mare parte din aceasta caldura se pierde, prin atmosfera, in exterior. Ideea utilizarii panourilor solare consta in recuperarea acestei radiatii si transformarea ei in caldura utilizabila in instalatii domestice (cea mai raspandita utilizare fiind obtinerea apei calde menajere).

1. Panourile solare pot inlocui incalzirea traditionala, pe baza combustibililor lichizi, a gazului sau a electricitatii?
Un panou solar sau un sistem de panouri solare montat corect poate reduce cu pana la 70% costurile cu incalzirea unei cladiri. Incalzirea solara trebuie vazuta nu ca o alternativa totala la sistemul traditional de incalzire, ci ca un sistem care asigura o reducere considerabila a costurilor cu incalzirea, mai ales in situatia cladirilor deja existente, al caror grad de izolare termica este redus.

2. Cu cat platesc mai putin pentru incalzirea apei menajere daca am un panou solar corect instalat?
Depinde de anotimp. Vara, costurile se reduc cu aproape 100%, ajungand ca incalzirea apei menajere sa fie gratis. Primavara si toamna aceste costuri se reduc cu cel putin 60%. Ceea ce face ca un panou solar sa-si merite investitia.

3. Cata apa incalzeste un panou solar?
Un panou solar cu rezervor destinat incalzirii apei calde menajere incalzeste, zilnic, o cantitate medie echivalenta cu capacitatea rezervorului, la o temperatura de 60-65°C. In lunile de iarna, pentru ca ziua e mult mai scurt?, temperatura apei ajunge intre 15-45°C. Vara, in zilele insorite, temperatura poate ajunge la peste 90°C.

4. Cine imi poate monta panoul solar achizitionat?
Sistemul e usor de montat. Orice instalator ar trebui sa stie sa lege apa calda-apa rece la tevile corespunzatoare ale instalatiei din casa in cazul panourilor solare cu rezervor exterior. In cazul panourilor solare cu boiler interior si cu aport la incalzire este recomandat a se apela la instalatori care au mai montat panouri solare.

5. Panourile solare functioneaza si iarna?
DA! Panourile sunt construite de o asa maniera, incat temperatura exterioara nu afecteaza functionarea instalatiei solare. Astfel ca un panou solar va incalzi apa si iarna, si vara, si primavara, si toamna, prin absorbtia radiatiei solare. Trebuie sa stiti insa ca iarna, perioada de absorbtiea radiatiei solare este mai mica, pentru ca si ziua dureaza mai putine ore. Insa, se poate calcula un sistem care - prin marirea capacitatii suprafetei de absorbtie, sa duca la o temperatura a apei incalzite de sistemul de panouri solare de 50-65°C si iarna.

6. Orice tip de panou solar functioneaza si iarna?
NU. In perioada de iarna instalatiile trebuie sa fie prevazute cu circuite duble de racire, circuitul exterior jucand rolul unei solutii anti-inghet. Exista panouri solare destinate prin constructie sa functioneze numai pe perioada verii, cele cu tuburi vidate pentru martie-octombrie.

7. In cat timp imi recuperez investitia?
In cazul panourilor solare folosite exclusiv pentru apa calda o estimare de pana la 5 ani cel mult, de regula 3-4 ani, este decenta. In cazul panourilor folosite si ca aport la caldura depinde in mare masura de izolatia termica a cladirii in care functioneaza respectivul sistem de incalzire solara. Rentabilitatea unui panou solar e data de viata lunga a acestuia: peste20 de ani, cu cheltuieli de intretinere minime.

8. Cat costa intretinerea unui sistem solar?
Daca panoul e montat corect, nu e necesara nici o intretinere. Daca aveti panou care functioneaza prin constructie numai vara, trebuie sa scoateti apa din el inaintea primului inghet. Daca aveti un sistem mai complex, nu trebuie sa faceti mai nimic. Este indicat totusi o data pe an sa ungeti schimbatoarele de caldura din varful tuburilor cu o pasta speciala pentru intretinere.

9. Panourile au tuburi din sticla. Ce se intampla daca unul se sparge?
Sistemul functioneaza in continuare fara probleme. Tubul defect se inlocuieste cu un altul - pretul fiind foarte mic. Inlocuirea e necesara pentru a nu fi afectata puterea de incalzire a panoului solar.

10. Apa e incalzita si in zilele innorate?
DA. Cand sunt nori sau ploua, tuburile capteaza razele solare prin perdeaua de nori, dar cu o eficienta mult mai redusa. In aceste zile apa va fi incalzita cu ajutorul curentului prin rezistenta electrica a panoului solar sau a boilerului interior. Rezistenta fiind intre 2 si 4 KW nu implica un consum foarte mare de curent.

11. Unde se monteaza panourile solare?
Panourile solare se monteaza pe acoperis, in directia sud sau sud-vest. Ideea e ca in acel loc sa fie soare cat mai mult timp in perioada zilei. Sa nu fie umbrit de vegetatie sau cladiri. Panourile se monteaza la un unghi de circa 45°. Panourile cantaresc putin (30-70 kg fara apa din rezervor) si nu pot afecta structura acoperisurilor pe care sunt montate. Greutatea lor ajunge la cateva zeci de kilograme, in functie de model. Apoi se ia in calcul si volumul de apa in cazul celor cu rezervor exterior.

12. Panourile trebuie protejate la inghet. Cum se procedeaza?
La panourile solare dedicate prin constructia lor a fi folosite doar in lunile de vara, pur si simplu se goleste instalatia de apa inaintea primului inghet. La sistemele complexe, care functioneaza si iarna, in circuitul solar se foloseste glycol. Caldura e transferata printr-un schimbator de caldura intr-atat incat panoul sa nu inghete. In zilele fara prea multa lumina si foarte friguroase controlerul isi va face treaba fiind setat astfel incat la o temperatura minima sa activeze rezistenta electrica pentru a fi incalzita apa cu cateva grade. In cazul celor cu rezervor exterior izolatia acestuia asigura pierderi minime de temperatura de-a lungul noptii geroase. Si rezervorul exterior are rezistenta electrica incorporata.

13. In caz de temperaturi mari, un panou solar poate lua foc?
Nu. Pericolul de incendiu este exclus.

14. Ce temperatura va avea apa incalzita de un panou solar?
Agentul termic din instalatia solara poate ajunge la 120°C. Temperatura apei din acumulatorul termic poate ajunge pana la 90°C. Asa ca apa calda menajera poate fi furnizat? la 75-85°C, pe timp de vara, si la 15-45°C, pe timp de iarna. E bine totusi sa se limiteze temperatura apei calde menajere la 55°C, pentru a evita depunerile de calcar si, de asemenea, din motive de siguranta in utilizare. Limitarea se face prin intermediul controlerului.

15. Panourile solare sunt doar pentru locuinte sau pot fi folosite si pe scara mai larga?
Sistemele solare functioneaza cu succes la hoteluri, spitale, scoli, institutii publice, sedii de companii etc. Se pot monta si pe bloc ca sistem pentru incalzirea apei pentru toti locatarii cat si pe balcon individual sau pe peretele blocului. In acest caz e nevoie sa se obtina o autorizatie de la primarie.

16. Pot incalzi piscina cu un sistem de incalzire solar?
Da, in alte tari e o practica sa folosesti panouri solare pentru a incalzi apa din piscina. Procedeul e unul deosebit de simplu si eficient.

17. Care sunt panourile solare cele mai eficiente?
Cele mai eficiente panouri solare sunt panourile solare cu tuburi superconductoare cu sau fara rezervor. Generatia 2008.

18. Are vreo influenta asupra eficientei panoului solar zona in care locuiesc?
Da. Tara noastra se afla in zona B se insorire. Concluzia este ca merita pe deplin o investitie intr-un panou solar si din acest punct de vedere. Suntem printre favorizatii Soarelui!

20. Care sunt factorii care pot defecta un panou solar?
O cadere de grindina de mari dimensiuni. Fabricantul asigura durabilitatea tuburilor solare montate la o inclinatie de 45° la bucati de grindina cu diametrul de pana la 35 de milimetri in functie de tipul tubului. Daca se sparg, tuburile pot fi inlocuite imediat cu altele noi. Tuburile solare sunt asigurate pe perioada garantiei la valoarea lor de piesa de schimb.

21. Am deja un sistem solar de incalzire. Il pot cupla cu unul nou?
In mod normal, da. Trebuie doar facuta conexiunea la instalatia existenta de incalzire (pe gaz, pe lemne, pe motorina sau la pompa de caldura). Daca acest lucru nu este posibil (din varii motive), atunci se poate monta un boiler suplimentar ce va indeplini rolul de preincalzitor pentru boilerul existent.