Τι είναι η ηλιοθερμία

Η ηλιοθερμία είναι η μέθοδος με την οποία αξιοποιείται η ηλιακή ενέργεια για να θερμαίνουμε κάποιον χώρο ή για να μας παρέχεται ζεστό νερό χρήσης.

Γενικά στις οικιακές εφαρμογές θέρμανσης το μέσο μεταφοράς θερμότητας είναι το νερό, το οποίο θερμαίνεται με την καύση πετρελαίου ή φυσικού αερίου και κυκλοφορεί στα θερμαντικά σώματα ή τη θέρμανση δαπέδου στα συστήματα ηλιοθερμίας. Το νερό για την θέρμανση μπορεί να θερμανθεί μέσω της ηλιακής ενέργειας κατά μεγάλο ποσοστό ανάλογα με την εγκατάσταση, με άμεσο αποτέλεσμα τη μείωση του καταναλισκόμενου συμβατικού καυσίμου.

Ειδικά για τη χώρα μας, όπου το φως του ηλίου βρίσκεται σε αφθονία καθ όλη τη διάρκεια του έτους, η εν λόγω εφαρμογή φαντάζει σαν ιδανική λύση. Επίσης, τονίζουμε ότι, αντίστοιχες εφαρμογές εντοπίζονται και σε χώρες της Βόρειας Ευρώπης, όπου η ηλιοφάνεια δεν είναι τόσο έντονη.

Μέρη συστήματος

Ένα σύστημα ηλιοθερμίας αποτελείται από τα εξής μέρη: 

• Ηλιακοί συλλέκτες: υπάρχουν διάφοροι τύποι ηλιακών συλλεκτών. Ανάλογα με τη χρήση για την οποία προορίζονται, μπορούμε να επιλέξουμε ηλιακούς συλλέκτες επίπεδης επιφάνειας ή συλλέκτες κενού.
• Θερμοδοχεία – Δεξαμενές νερού: στα δοχεία αποθηκεύεται ζεστό νερό, του οποίου τη θερμοκρασία μπορούμε να αξιοποιήσουμε όταν δεν έχουμε ηλιοφάνεια. Ανάλογα με τη χρήση που θέλουμε, τοποθετούμε τον αντίστοιχο ταμιευτήρα, είτε για ζεστό νερό χρήσης  είτε για υποστήριξη θέρμανσης, είτε για συνδυασμό και των δύο. Στην πράξη, πρόκειται για θερμοδοχεία αποθήκευσης του νερού χρήσης και θέρμανσης τα οποία έχουν χωρητικότητα που εξαρτάται από την συλλεκτική επιφάνεια που έχει στο σύστημα και φυσικά από τις απαιτήσεις του κάθε ιδιοκτήτη. Τις περισσότερες φορές είναι κατασκευασμένα από χάλυβα και φέρουν ειδική εσωτερική επίστρωση που τα προστατεύει από τη διάβρωση. Σε κάποιες περιπτώσεις, μπορεί τα θερμοδοχεία να αποτελούνται από χαλκό ή να είναι ανοξείδωτα. Επίσης, στο εξωτερικό τους μέρος διαθέτουν μόνωση, ώστε να περιορίζονται οι θερμικές απώλειες. 
• Ηλιακοί ελεγκτές: κάθε εγκατάσταση ηλιοθερμίας διαθέτει έναν ηλεκτρονικό επεξεργαστή που ελέγχει ανά τακτά χρονικά διαστήματα τη θερμοκρασία στο δοχείο θέρμανσης και ανάλογα με τις συνθήκες που επικρατούν, επιλέγει αν θα λειτουργήσει ο κυκλοφορητής των ηλιακών ή η βοηθητική θέρμανση. Το ίδιο εξάρτημα φροντίζει έτσι, ώστε η θερμοκρασία του νερού χρήσης να διατηρείται στο επιθυμητό επίπεδο

Πώς λειτουργεί ένα σύστημα ηλιοθερμίας;

Ένα σύστημα ηλιοθερμίας που ενδέχεται να εγκαταστήσουμε στην κατοικία μας, εκμεταλλεύεται τη θερμική ενέργεια που παράγεται από τους ηλιακούς συλλέκτες. Με αυτόν τον τρόπο θερμαίνεται το νερό χρήσης και το νερό που κυκλοφορεί στο σύστημα θέρμανσης.

Αποτελείται από τρία βασικά μέρη: τους ηλιακούς συλλέκτες και δύο δοχεία αποθήκευσης ζεστού νερού, ένα του νερού χρήσης και ένα του νερού θέρμανσης χώρου και τον ηλιακό. Οι ηλιακοί συλλέκτες απορροφούν διάχυτο ηλιακό φως, συλλέγοντας ηλιακή ενέργεια ακόμη και σε συννεφιασμένες ημέρες και μετατρέποντας τα 2/3 της ηλιακής ακτινοβολίας σε ωφέλιμη ενέργεια.

Το ζεστό νερό που συλλέγεται μεταφέρεται στα θερμοδοχεία ώστε να διατηρείται σε σταθερή θερμοκρασία. Το σύστημα φροντίζει κατά προτεραιότητα για την πλήρη κάλυψη των αναγκών σε ζεστό νερό χρήσης και στη συνέχεια, εάν υπάρχει περίσσεια ενέργεια, ζεσταίνει το νερό θέρμανσης χώρου.

Στην περίπτωση που δεν επαρκεί το ζεστό νερό για τη θέρμανση του χώρου, τότε τίθεται σε λειτουργία το συμβατικό σύστημα θέρμανσης. Επίσης κατά τους καλοκαιρινούς μήνες το ζεστό νερό που παράγεται χρησιμοποιείται μόνο για χρήση.

Οι περισσότεροι κατασκευαστές διαθέτουν συλλέκτες με γυαλί υψηλής απορροφητικότητας που δεν αντανακλά την ακτινοβολία για να εξασφαλίζεται η μέγιστη μετάδοση θερμότητας. Η ιδιαιτερότητα των ηλιοθερμικών συστημάτων βρίσκεται στο ότι λειτουργούν συνεισφέροντας στη θέρμανση που παράγεται με τη χρήση άλλων καυσίμων και όχι καταργώντας την.

Μπορούν να συνδυαστούν με οποιαδήποτε συμβατική πηγή ενέργειας (καυστήρες πετρελαίου ή φυσικού αερίου) ή ανανεώσιμη πηγή ενέργειας (καυστήρες βιομάζας), ενώ ενσωματώνονται και σε υφιστάμενο σύστημα, αρκεί να υπάρχει διαθέσιμος χώρος για την εγκατάσταση των συλλεκτών και των δοχείων αποθήκευσης ζεστού νερού. Επίσης, μπορούν να συνδυαστούν με οποιοδήποτε μέσο θέρμανσης. 

Εξοικονόμηση Ενέργειας

Οι δαπάνες κεντρικής θέρμανσης στις πολυκατοικίες έχουν γίνει τελευταία συνηθισμένο θέμα συζήτησης σε χώρους δουλειάς, ταβέρνες και σπίτια.  Ο συνδυασμός αυξημένων τιμών του πετρελαίου, ο κρύος χειμώνας και η οικονομική κρίση έχουν αυξήσει το ύψος των μηνιαίων λογαριασμών στα 200 και πλέον ευρώ. 

Ενώ οι καταναλωτές προσπαθούν να μειώσουν τους λογαριασμούς με κάθε μέσο, όπως είναι η οικονομία, η αλλαγή θερμοστατών, η περιστολή των λαθροχειριών, αγνοείται μία άλλη δυνατότητα σημαντικής περιστολής των ενεργειακών δαπανών η οποία είναι τόσο γνωστή που απλά παραβλέπεται. Με τις νέες αυξήσεις στα οικιακά τιμολόγια της ΔΕΗ, το συνολικό κόστος της κιλοβατώρας έχει φθάσει στα 15 και πλέον λεπτά του ευρώ. Μία οικογένεια τεσσάρων ατόμων ξοδεύει κάθε ημέρα περίπου 200 λίτρα ζεστού νερού δηλαδή 73 κυβικά μέτρα τον χρόνο (είναι περίπου τέσσερα βυτία).  

Για να ζεσταθούν αυτά τα 73 κυβικά μέτρα χρειάζονται 3.000 κιλοβατώρες τον χρόνο, δηλαδή 450 ευρώ. Το ποσό αυτό δεν τραβάει την προσοχή του καταναλωτή, επειδή είναι κρυμμένο μέσα στον λογαριασμό του ρεύματος μαζί με την συνολική κατανάλωση και καταβάλλεται τμηματικά μέσα σε ολόκληρο τον χρόνο. Πάντως ο καταναλωτής το πληρώνει. Ένας καλός ηλιακός θερμοσίφωνας, μαζί με την εγκατάσταση του, κοστίζει περίπου 1000 ευρώ. Μπορεί δε άνετα με το ζεστό νερό που παράγει να εξοικονομήσει τα 370 ευρώ από το ετήσιο σύνολο των 450 ευρώ.

Αυτό σημαίνει ότι, ο καταναλωτής σε τρία χρόνια παίρνει τα χρήματά του πίσω και για περίπου άλλα δέκα χρόνια έχει δωρεάν ζεστό νερό, εξοικονομώντας 370 ευρώ τον χρόνο για δέκα επιπλέον χρόνια, δηλαδή εξοικονομεί συνολικά 3.700 ευρώ.

Η ηλιοθερμία αποτελεί έναν εναλλακτικό πράσινο τρόπο θέρμανσης και παροχής ζεστού νερού, με τον οποίο όμως μπορούμε να εξοικονομήσουμε και τεράστια ποσά από τα έξοδα του σπιτιού μας.

Η ηλιοθερμία είναι μια μέθοδος κατά την οποία αξιοποιείται η ηλιακή ενέργεια, παράγοντας ζεστό νερό χρήσης και καλύπτοντας μέρος των απαιτήσεων θέρμανσης των κτηρίων. Η μέθοδος εφαρμόζεται εδώ και πολλά χρόνια σε χώρες της Ευρώπης, στη χώρα μας όμως είναι πολύ λιγότερο γνωστή.

Το μεγαλύτερο ποσοστό των ηλιακών συστημάτων που εγκαθίστανται στη Γερμανία και την Αυστρία, χώρες με μικρή ηλιοφάνεια και μεγάλες ανάγκες θέρμανσης, είναι συνδυασμένα συστήματα θέρμανσης χώρου και νερού χρήσης. Σε όλη τη Μεσόγειο, οι τιμές της ηλιακής ακτινοβολίας ευνοούν τη χρήση των ηλιακών συστημάτων καθ όλη τη διάρκεια του χρόνου. Ιδιαίτερα στην Ελλάδα, το κλίμα είναι ιδανικό για τέτοιου είδους εγκαταστάσεις.

Πώς λειτουργεί

Το ηλιακό σύστημα συνδυασμένης θέρμανσης χώρου (ΘΧ) και ζεστού νερού χρήσης (ΖΝΧ), είναι ένα σύστημα που εκμεταλλεύεται τη θερμική ενέργεια που παράγεται από τους ηλιακούς συλλέκτες. Με αυτόν τον τρόπο θερμαίνεται το νερό χρήσης και το νερό που κυκλοφορεί στο σύστημα θέρμανσης.

Αποτελείται από τρία βασικά μέρη: τους ηλιακούς συλλέκτες και δύο δοχεία αποθήκευσης ζεστού νερού, ένα του νερού χρήσης και ένα του νερού θέρμανσης χώρου. Τα δύο αυτά δοχεία μπορούν να τοποθετηθούν το ένα μέσα στο άλλο (δοχείο σε δοχείο), εξοικονομώντας έτσι χώρο, σωληνώσεις και αυτοματισμούς. Καθώς τα δοχεία μπορούν τοποθετηθούν σε οποιοδήποτε διαθέσιμο χώρο του κτιρίου, οι ηλιακοί συλλέκτες εντάσσονται αισθητικά καλύτερα στο κτίριο. Επιπλέον, μπορούν να τοποθετηθούν σε χώρους που θερμαίνονται, μειώνοντας έτσι τις απώλειες θερμότητας του νερού.

Οι επίπεδοι ηλιακοί συλλέκτες απορροφούν διάχυτο ηλιακό φως, συλλέγοντας ηλιακή ενέργεια ακόμη και σε συννεφιασμένες ημέρες και μετατρέποντας τα 2/3 της ηλιακής ακτινοβολίας σε ωφέλιμη ενέργεια. Οι περισσότερες φίρμες της αγοράς διαθέτουν συλλέκτες με γυαλί υψηλής απορροφητικότητας που δεν αντανακλά (antireflex) για να εξασφαλίζεται η μέγιστη μετάδοση θερμότητας.

Η ιδιαιτερότητα των ηλιοθερμικών είναι ότι, λειτουργούν συνεισφέροντας στη θέρμανση που παράγεται με τη χρήση άλλων καυσίμων και όχι καταργώντας την.

Μπορούν να συνδυαστούν με οποιαδήποτε συμβατική πηγή ενέργειας (καυστήρες πετρελαίου ή φυσικού αερίου) ή ανανεώσιμη πηγή ενέργειας (καυστήρες βιομάζας), ενώ ενσωματώνονται και σε υφιστάμενο σύστημα, αρκεί να υπάρχει διαθέσιμος χώρος για την εγκατάσταση των συλλεκτών και των δοχείων αποθήκευσης ζεστού νερού.

Επίσης, μπορούν να συνδυαστούν με οποιοδήποτε μέσο θέρμανσης, αλλά είναι προτιμότερη η χρήση τους με μέσα θέρμανσης χαμηλών θερμοκρασιών, όπως είναι τα fancoils ή η ενδοδαπέδια θέρμανση. Αυτό συμβαίνει, γιατί το νερό ως μέσο θέρμανσης κυκλοφορεί σε χαμηλές θερμοκρασίες, τέτοιες που ακόμα και με ελάχιστη ηλιοφάνεια είναι εύκολο να επιτευχθούν. 

Το σύστημα φροντίζει κατά προτεραιότητα για την πλήρη κάλυψη των αναγκών σε ζεστό νερό χρήσης και στη συνέχεια, εάν υπάρχει περίσσεια ενέργεια, ζεσταίνει το νερό θέρμανσης χώρου.

Αν η περίσσεια ενέργεια δεν επαρκεί, το ηλιακό σύστημα παρακάμπτεται και η θέρμανση του χώρου γίνεται από τον καυστήρα, όπως στα συμβατικά συστήματα θέρμανσης.

Πόσο συνεισφέρουν τα ηλιοθερμικά στην υφιστάμενη θέρμανση;

Ο βαθμός συνεισφοράς των ηλιοθερμικών και κατ επέκταση μείωσης της χρήσης καυσίμων, εξαρτάται από τις κλιματολογικές συνθήκες, το υψόμετρο, τη γεωγραφική θέση, το μέγεθος της εγκατάστασης και άλλους παράγοντες. Ανάλογα με το τοπικό κλίμα και τη θέση του κτηρίου, το ηλιακό πάνελ δύναται να αιχμαλωτίσει περισσότερη ή λιγότερη ενέργεια.

Ανάλογα με το μέγεθος της εγκατάστασης, τα ηλιοθερμικά καλύπτουν από πολύ μικρό, έως και ποσοστό μεγαλύτερο από το 80% των ετήσιων αναγκών θέρμανσης. Η ιδανική σχέση κόστους – απόδοσης είναι η επίτευξη μιας κάλυψης της τάξης του 40-60% του συνολικού θερμικού φορτίου (ΖΝΧ και ΘΧ). 

Παράδειγμα για το βαθμό συνεισφοράς του ηλιοθερμικού: 

Ένα ηλιοθερμικό σύστημα εφαρμοσμένο και συνδυασμένο με θέρμανση δαπέδου στην Κρήτη, θα μπορεί να αναλάβει σχεδόν εξ ολοκλήρου τα θερμικά φορτία μηδενίζοντας τη χρήση πετρελαίου. Το ποσοστό συνεισφοράς θα είναι σαφώς μικρότερο σε αντίστοιχη περιοχή της Μακεδονίας, όπου η ηλιακή ακτινοβολία είναι μειωμένη, σίγουρα όμως θα ξεπερνά το 50%, μείωση που είναι πολύ σημαντική για τις καταναλώσεις καυσίμων και την καθημερινή οικονομία.

Πλεονεκτήματα της Ηλιοθερμίας

• Εξοικονόμηση καυσίμου
• Γρήγορη απόσβεση της επένδυσης
• Μειωμένη συντήρηση
• Μείωση ρύπων
• Αισθητικό αποτέλεσμα
• Δεν καταργείται το υπάρχον σύστημα θέρμανσης
• Πολύ μικρές επεμβάσεις στις υφιστάμενες κατοικίες

Ένα ακόμα πλεονέκτημα ενός τέτοιου συστήματος είναι ότι, το μέγεθός του (και κατά συνέπεια το κόστος του) μπορεί να είναι προσαρμοσμένο στις απαιτήσεις του χρήστη και να μεταβάλλεται εύκολα. Για παράδειγμα, μπορεί να τοποθετηθεί αρχικά ένα σύστημα που να αναλαμβάνει κατά 30% το φορτίο της θέρμανσης και μετά από ένα χρόνο να επεκταθεί, με τοποθέτηση επιπλέον ηλιακών συλλεκτών, έτσι ώστε να καλύπτει το 60% της θέρμανσης.

Ιδιαίτερα σε περίπτωση εγκατάστασης ηλιοθερμικών σε νεοανεγειρόμενο κτήριο, η εξοικονόμηση χρημάτων είναι μεγαλύτερη: Επειδή ένα ποσοστό της θερμικής ισχύος που χρειάζεται το αναλαμβάνει το ηλιοθερμικό σύστημα, το μέγεθος του συμβατικού εξοπλισμού (λέβητας και καυστήρας) που απαιτείται να εγκατασταθεί είναι μικρότερο. Ένα μέρος δηλαδή των χρημάτων που επενδύονται για την ηλιοθερμία, εξοικονομούνται από την πρώτη μέρα, κατά την αγορά του βασικού εξοπλισμού. Για παράδειγμα, μπορεί να προτιμηθεί η αγορά λέβητα ισχύος 20ΚW αντί για 50ΚW, εάν κατά την αρχική εγκατάσταση (νεοανεγειρόμενη οικοδομή) εγκατασταθεί και ηλιοθερμικό σύστημα με συμμετοχή 60%.