Kylat energijos kainoms, mes vis daugiau mokame už savo būsto ir vandens šildymą. Lyg ir nėra išeities, nors kiekvienas namo pietinės sienos ir stogo kvadratinis metras galėtų veikti kaip didelio galingumo šildytuvas.
Saulė – nemokama katilinė
Pagrindinis energijos šaltinis mūsų planetoje yra ne kokie skirstomieji tinklai ar katilinės, o saulė. Kada kūrename akmens anglį, naftą arba dujas, mes iš tiesų naudojamės per milijonus metų žemėje susikaupusia saulės energija. Toks energijos gavybos būdas yra brangus, o jos resursai baigia išsekti.
Tačiau saulės energija galėtume pasinaudoti paprasčiau, tiesiogiai, niekam už tai nemokėdami nė cento. Dalį spindulių, kurie kiekvieną dieną ateina nuo saulės, mūsų planetos atmosfera atspindi atgal į kosmosą, kita dalis prasiskverbia iki pat žemės. Saulės spindulių srautas žemės paviršiuje pasiskirsto labai netolygiai – tai priklauso nuo geografinės padėties ir metų laiko. Mokslininkai yra paskaičiavę, kad vidutinis metinis spinduliavimas Lietuvoje siekia maždaug 1000 kWh į 1 kvadratinį metrą.
Šnekant paprasčiau, kiekvienas saulės apšviestas kvadratinis metras Lietuvoje veikia kaip 230 vatų šildytuvas. Vasarą tokio šildytuvo galingumas dar didesnis. Koks jūsų pietinės sienos plotas? Ar tik ne 50 kvadratinių metrų? Vadinasi, siena galėtų veikti kaip 11,5 kilovatų galingumo šildytuvas. Vandeniui šildyti tokio galingumo nė nereikėtų… Kodėl tokiu turtu nepasinaudojus?
Brangi įranga neatsiperka
Nors saulės kolektoriai Lietuvoje seniai ne naujiena, jų čia pamatysi kur kas rečiau, negu kitose tos pačios platumos šalyse, tarkime, Danijoje. Didžiausia kliūtis naujovei plisti yra nežmoniškos kainos.
Užsienyje saulės kolektoriai yra palyginti nebrangūs ir greitai atsiperka, ne taip, kaip pas mus. Labai abejotina, ar dešimt tūkstančių kainavusi įranga apskritai atsipirks.
Žmogus skaičiuoja labai paprastai: tarkim, vidutinė šeima vandeniui šildyti per mėnesį išdegina elektros už 30 eurų. Saulės kolektoriumi galėsi naudotis tik pusę metų, vadinasi, per metus sutaupysi apie 150 eurų. Kada atsipirks saulės kolektorius, jeigu jis su montavimo darbais kainavo 10 tūkstančių? Lygiai po 20 metų! O per tą laiką negi nebus gedimų?
Paskaičiavus išeina, kad pirktiniu saulės kolektoriumi šildyti vandenį būtų tik šiek tiek pigiau, nei elektra. Štai kodėl tokia didelė investicija yra abejotina.
Tačiau bent kiek nagingesnis žmogus gali išsisukti, nemokėdamas tūkstančių nei monopolininkams energetiokams, nei lupikaujantiems įrangos pardavėjams.
Paprasčiausi šildytuvai
Daugelis žmonių nė neįtaria, kad saulės kolektorius iš tiesų yra labai paprastas išradimas, jis gali veikti be jokių pagalbinių siurblių, vožtuvų ir elektronikos. Užtenka žinoti keletą fizikos dėsnių, ir galima imtis darbo.
Tikriausiai visi esame pastebėję, kad vasarą saulė labiausiai įkaitina juodus daiktus. Jeigu saulės atokaitoje patiesite juodą plastikinę vandentiekio žarną, vanduo joje įkais iki keliasdešimt laipsnių. Ar daug tokiu būdu gali prišilti vandens? Priklauso nuo žarnos. Kuo ji storesnė ir ilgesnė, tuo daugiau tilps vandens. Tarkim, vieno metro ilgio standartinėje 32 milimetrų diametro žarnoje telpa beveik litras vandens. Numeskite saulėje 50 metrų tokios žarnos – štai jau penki kibirai karšto vandens! Plaukit indus, prauskitės, skalbkite.
Jeigu saulėje paliktą žarną dar apsuksite polietileno plėvele arba suvynioję apdengsit stiklu, vanduo joje kais dar labiau ir sparčiau. Tai jau bus gana našus vandens šildymo įrenginys. Šilalėje mačiau tokį savadarbį saulės kolektorių, kurio vamzdžiais prateka ir sušyla tiek vandens, kad užtenka visai vienbučio namo šeimai. Jo konstruktoriai pasinaudojo gerai žinomu dėsniu: eidami pro stiklą ar polietileno plėvelę, ultravioletiniai saulės spinduliai skyla į infraraudonuosius šiluminius spindulius. Štai kodėl po stiklu ar po plėvele taip smarkiai įkaista šiltnamio oras, kodėl saulėtą dieną pasidaro karšta ir automobilyje. Infraraudonieji spinduliai puikiausiai kaitina vandenį saulės kolektoriuje.
Taigi patį paprasčiausią saulės koletorių gali pasidaryti bet kuri namų šeimininkė, šiltą vasaros dieną paklojusi saulės atokaitoje vandentiekio žarną už keliasdešimt litų. Pridengusi tą žarną polietileno skiaute, ji kelis kartus padidintų savo šildytuvo galingumą.
Vandens reikia ir naktį
Tokie patys paprasčiausi saulės kolektoriai turi vieną didelį minusą – jie karštą vandenį tiekia tik dieną, kol šviečia saulė. Nusileidus saulei ir atvėsus orui, atvėsta vanduo ir lauko vandentiekio žarnoje. O juk šilto vandens prireikia ir naktį, ir rytą. Ar galima kokiu nors paprastu būdu sukaupti pakankamas karšto vandens atsargas?
Esu matęs kaimuose nuo žemės keletą metrų pakeltų juodai nudažytų metalinių bosų su vandeniu. Tai – nebloga išeitis. Jeigu šaltą vandentiekio vandenį leisit į bosą pro apačią, o išbėginsit pro viršų, turėsite neblogą vasaros dušą. Vakare po juo galės nusiprausti visa šeima.
Tačiau iki ryto vanduo atauš. Be to, jo ir nelabai daug prikais. Kadangi saulė šildo palyginti nedidelį boso plotą, įrenginio galingumas nebūna didelis. Vadinasi, reikia padidinti saulės šildomą plotą, o vandens rezervuarą apšiltinti, kad jis neatvėstų.
Jeigu apačioje ant juodai nudažytos skardos išraitysite juodą vandentiekio žarną ir sujungsite ją su bosu, prasidės įdomūs dalykai. Juoda skarda labai sparčiai įkais – į didelį plotą krenta daug spindulių. Įkais ir žarna. Joje įšilęs vanduo ims kilti į viršų, o šaltas iš boso tekės į apačią. Taigi žarna ims šildyti visą bosą. Svarbu, kad vienas žarnos galas būtų sujungtas su bosu viršuje, o kitas – apačioje.
Tokiu labai paprastu principu veikia vienbučių namų šildymo sistemos. Jų meistrai pasinaudojo vandens savybe nuo šilumos plėstis ir lengvėti. Yra sakoma, kad šiltas vanduo kyla aukštyn, bet iš tiesų jis kyla ne pats savaime – jį stumia aukštyn kur kas sunkesnis šaltas vanduo. Tokiai cirkuliacijai palaikyti nereikia pagalbinių siurblių – vandenį vamzdžiais varinėja pati šiluma.
Didesnis ar brangesnis?
Dabar žinome jau beveik viską, kas yra reikalinga saulės kolektoriui pasidaryti.
Imame medžio drožlių plokštę, klojame ant jos skardą, nudažome juodai, ant skardos išraitome juodą plastikinę žarną. Kad būtų mažesni šilumos nuostoliai, tarp skardos ir plokštės padėkite kokios nors šilumai nelaidžios medžiagos, tarkim, paralono, akmens vatos, putoplasto… Dabar išraitytą žarną reikia apdengti stiklu. Tam reikalui galite panaudoti paprasčiausią medinį daugiabučio langą. Juos žmonės dabar keičia plastikiniais ir paprasčiausiai išmeta arba parduoda už kelis litus. Uždėkite langą ant viršaus ir medsraigčiais pritvirtinkite prie plokštės. Štai jums ir saulės kolektorius.
Dabar jį sujunkit su vandens rezervuaru. Naudojant plastikinius vamzdžius, standartinėmis movomis tai padaryti labai paprasta. Jeigu saulės kolektorius bus žemiau, o rezervuaras – aukščiau, vanduo cirkuliuos savaime. Tokį kolektorių galima jungti ir prie šilumokaičio. Tekėdamas šilumokaičio gyvatuku, karštas saulės kolektoriaus vanduo šildys vandentiekio vandenį.
Jeigu jūsų šilumokaitis arba rezervuaras yra pirmame aukšte, saulės kolektorius turės stovėti ant žemės arba jį turėsite tvirtinti pačioje pietinės sienos apačioje. Statmenai pastatytas kolektorius gauna mažiau spindulių. Kur kas daugiau jų patenka į saulės kolektorių, kada šis stovi 45 laipsnių kampu, tarkim, pakeltas ant kraiginio stogo. Tačiau, keldami kolektorių ant stogo, vandens rezervuarą turėsite kelti dar aukščiau – į patį stogo viršų. Reikia turėti galvoje, kad natūrali cirkuliacija bus tuo geresnė, kuo didesnis aukščių skirtumas tarp šilumos šaltinio ir boso. Žinodami šias aplinkybes, galite pasirinkti jums labiau tinkantį variantą.
Prieš pradėdami darbą, turėtumėt apsispręsti, kiek jums reikės karšto vandens, o pagal tai nustatyti saulės kolektoriaus dydį. Aš vienam žmogui skyriau vieną daugiabučio lango dydžio saulės kolektorių. Taigi keturiems namo gyventojams – keturi tokie kolektoriai. Užtenka ir lieka.
Dirbant gali iškilti ir toks klausimas: o gal saulės kolektoriui naudoti ne plastikinius, bet varinius vamzdelius? Varis yra daug laidesnis šilumai, jį naudodami, pasieksite didesnį įrenginio našumą. Bet jis brangus. Be to, vario vamzdžius sujungti su visa sistema ne taip paprasta, ne bet kuriam namų meistrui tai įkandama. O plastikinius vamzdžius standartinėmis movomis gali sujungti bet kuris savamokslis.
Yra dar vienas niuansas: varinio saulės kolektoriaus negalėsite vandeniu užpildyti ankstyvą pavasarį, kol dar būna stiprios šalnos – užšalęs vanduo vamzdelius suplėšys. Vadinasi, kolektorius turi būti pildomas ne vandeniu, bet antfrizu arba gliukoliu, reikalingas ir šilumokaitis, o ne paprasčiausias vandens bosas. Sistama pasidaro sudėtingesnė. O plastikiniai vamdžiai elastingi, šalnų nebijo.
Taigi galite daryti mažesnį, galingesnį, bet ir brangesnį saulės kolektorių iš vario vamzdelių. Tačiau galite naudoti pigesnius, mažiau laidžius plastikinius vamzdžius ir tą patį galingumą pasiekti didesniu saulės šildomu plotu.
Pasirinkau antrąjį variantą ir dariau pačius pigiausius, kokie tik įmanomi, saulės kolektorius. Nesakau, kad jis visiems bus pats geriausias. Yra neblogas ir nebrangus variantas daryti saulės kolektorius iš plokščių skardinių radiatorių. Keičiantis madoms, jie išmetami į sąvartynus – ten jų galima nusipirkti labai pigiai. Skardinis radiatorius yra kur kas laidesnis šilumai, negu plastiko vamzdeliai, prie radiatoriaus prijungti vamzdžius irgi gana paprasta. Tik nepamirškit nudažyti juodai, o artėjant šalnoms išleisti vandenį!
Savo kolektorių galingumą didinau didesniu plotu. Darydamas kuo didesnį saulės šildomą plotą, juodus plastikinius 20 milimetrų diametro vamzdžius nutiesiau per visą pietinę sieną ir apdengiau daugiabučių langais. Sienos kolektoriai stovi ne pačiu geriausiu kampu į saulę, bet duoda naudos ir žiemą, per šalčius, kai stovi be vandens. Suspindus saulei, namo siena už stiklo netgi vasario mėnesį įkaista iki keliasdešimt laipsnių. Šilta lauko siena – mažiau išlaidų namo šildymui. Ant stogo sukelti kolektoriai tokios naudos neduos.
Tokie saulės kolektoriai ne tik pigūs, bet ir labai paprasti prižiūrėti. Pavasarį juos užpildai vandenių, vėlų rudenį išleidi – štai ir visa priežiūra. Jeigu naudosite šilumokaitį, kolektorių galite užpildyti antifrizu arba gliukoliu – jis neužšals ir per speigus, o vandenį pradės šildyti ankstyvą pavasarį. Kadangi sistemoje nenaudojami nei cirkuliaciniai siurbliai, nei elektronika valdomi vožtuvai ar kiti mechanizmai, gesti kaip ir nėra kam. Maniškiai kolektoriai atitarnavo jau keturias vasaros ir yra seniai atsipirkę.
Sėkmės!
Skarda: saulės spindulių šilumai sugerti galima naudoti paprasčiausią skardą, tik ją reikia nudažyti juodai.
Vamzdeliai: jeigu saulės kolektoriui naudosite baltus vamzdelius, juos irgi nudažykite juodai.
Nauda: ant stogo užkeltas saulės kolektorius neužima vietos, panašus į stoglangį ir nekrenta į akis, bet žiemą iš jo menka nauda.
Šildytuvai: ant sienos pritaisyti saulės kolektoriai stovi ne pačiu geriausiu kampu į saulę, bet tarnauja ir žiemą, kai iš jų išleistas vanduo. Suspindus saulei, siena už stiklo ir per šalčius įkaista iki 40 laipsnių.
