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.

Τα τελευταία χρόνια με τη μεγάλη αύξηση των τιμών των καυσίμων, καθώς και με την καθιέρωση του Κανονισμού Ενεργειακής Αποδοτικότητας των Κτιρίων, η ανάγκη εξοικονόμησης και μείωσης της κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας έχει αρχίσει να γίνεται συνειδητή.

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.

Ο ηλιακός συλλέκτης. Υπάρχουν δύο τύποι ηλιακών συλλεκτών. Ο επίπεδος συλλέκτης και ο συλλέκτης με σωλήνες κενού.

Οι επίπεδοι συλλέκτες απαρτίζονται από μία απορροφητική πλάκα, που περιέχει αγωγούς από τους οποίους διέρχεται το προς θέρμανση ρευστό. Προτείνονται για συστήματα παραγωγής ΖΝΧ και συστήματα θέρμανσης χώρων κατοικιών, ξενοδοχείων, νοσοκομείων, κολυμβητηρίων, κλπ

Οι συλλέκτες με σωλήνες κενού (vacuum tubes) παγιδεύουν την ηλιακή ενέργεια στο εσωτερικό του γυαλοσωλήνα κενού (το κενό αέρος έχει τον μικρότερο συντελεστή θερμικής απώλειας), με αποτέλεσμα να έχουμε χαμηλές ως μηδαμινές θερμικές απώλειες στο περιβάλλον. Όπως και οι επίπεδοι ηλιακοί συλλέκτες έτσι και οι συλλέκτες κενού προτείνονται για θέρμανση ΖΝΧ και θέρμανση χώρων. Η διαφορά με τους επίπεδους είναι ότι έχουν μεγαλύτερη απόδοση κατά 30%-40% και παράγουν ζεστό νερό μεγαλύτερων θερμοκρασιών. Πρωτοπόρα στην κατασκευή ηλιακών συλλεκτών κενού είναι η ελληνική εταιρεία MAG.

Για την κάλυψη των αναγκών σε ΖΝΧ (ζεστό νερό χρήσης) σε μία κατοικία δεν απαιτούνται πάνω από 2,5 τετραγωνικά ηλιακού συλλέκτη. Αντίστοιχα για την υποβοήθηση της θέρμανσης χώρων δεν θα χρειαστούν πάνω από 20 τετραγωνικά μέτρα συλλεκτών.

Ο ταμιευτήρας ζεστού νερού (boiler), ο οποίος περιέχει θερμομονωτική επένδυση για την διατήρηση της θερμοκρασίας του νερού. Στον ταμιευτήρα αποθηκεύεται ζεστό νερό, του οποίου την θερμοκρασία μπορούμε να αξιοποιήσουμε όταν δεν έχουμε ηλιοφάνεια.
Ανάλογα με την χρήση που θέλουμε, τοποθετούμε τον αντίστοιχο ταμιευτήρα, είτε για ΖΝΧ είτε για υποστήριξη θέρμανσης, είτε για συνδυασμό και των δύο.

Ο ηλιακός ελεγκτής, μέσω του οποίου ελέγχονται οι συσκευές θέρμανσης και όλες οι λειτουργίες του συστήματος. Μέσω των ηλιακών ελεγκτών δίνεται ακόμα και η ένδειξη του κέρδους.

Η ηλιοθερμία μπορεί να χρησιμοποιηθεί στις παρακάτω εφαρμογές:

1. Θέρμανση νερού χρήσης σε οικίες και ξενοδοχεία.
2. Θέρμανση (υποβοήθηση) χώρων σε οικίες, ξενοδοχεία και λοιπούς επαγγελματικούς χώρους.
3. Θέρμανση νερού κολυμβητικών δεξαμενών.
4. Βιομηχανικές θερμικές διεργασίες.

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. Βέβαια, πολύ υψηλές καλύψεις δεν αποτελούν οικονομικά βιώσιμες λύσεις. 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.

Όγκος και επιφάνεια εγκατάστασης
Για την επίτευξη της κάλυψης του 40-60% του θερμικού φορτίου, με βάση τη μέση ηλιοφάνεια στην Ελλάδα και τη μέση απαιτούμενη ενέργεια θέρμανσης των κτιρίων, η επιφάνεια των συλλεκτών ηλιακής ενέργειας θα πρέπει να αντιστοιχεί στο 20% της επιφάνειας του θερμαινόμενου χώρου, ενώ ο απαιτούμενος όγκος αποθήκευσης είναι περίπου δεκαπλάσιος, υπολογισμένος σε λίτρα. Για μία οικία δηλαδή 100τ.μ., απαιτούνται 20τ.μ. επίπεδων συλλεκτών και 1000λ. δοχείων αποθήκευσης ζεστού νερού (περίπου 200λ. για το ζεστό νερό χρήσης και 800λ. για το νερό θέρμανσης). Σε περίπτωση δώματος, η απαιτούμενη διαθέσιμη επιφάνεια θα πρέπει να είναι περίπου 1,5 φορά της επιφάνειας των συλλεκτών, δηλαδή περίπου 30τ.μ., ενώ για την εγκατάσταση των δοχείων αποθήκευσης απαιτούνται περίπου 3-4τ.μ..

Είναι γεγονός ότι η ετήσια ηλιακή ακτινοβολία στην Ελλάδα είναι 1300 έως 1700 κιλοβατώρες ανά τετραγωνικό μέτρο. Καθαρή ενέργεια σε άφθονες ποσότητες! Με μια ηλιοθερμική εγκατάσταση είναι δυνατή η θέρμανση του νερού χρήσης σε όλη τη διάρκεια του χρόνου πάνω από τους 60 °C – σχεδόν δωρεάν. Έτσι, οι ηλιακές εγκαταστάσεις καλύπτουν περίπου το 70 % των συνολικών απαιτήσεων σε θερμότητα. Κατά συνέπεια, η συμβατική θέρμανση απαιτείται μόνο στο υπόλοιπο 30 % αντί για το 100 %. Έτσι εξοικονομείται CO2, ενέργεια και μειώνονται τα έξοδα!

Υπάρχουν πολλοί λόγοι για του οποίους πρέπει να χρησιμοποιείται η ηλιακή ενέργεια για τις ανάγκες θέρμανσης. Παραθέτουμε μερικούς.

1. Εξοικονόμηση καυσίμου
2. Γρήγορη απόσβεση της επένδυσης
3. Μειωμένη συντήρηση
4. Μείωση ρύπων
5. Αισθητικό αποτέλεσμα
6. Δεν καταργείται το υπάρχον σύστημα θέρμανσης
7. 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%.