Zasklení solárního kolektoru – vliv na účinnost, propustnost a životnost systému

Zasklení je jedním z nejdůležitějších prvků solárního kolektoru – chrání absorbér, snižuje tepelné ztráty a výrazně ovlivňuje celkovou účinnost. Kvalita skla, typ povrchové úpravy i úhel dopadu slunečního záření rozhodují o tom, kolik energie kolektor skutečně získá. V článku se podíváme na rozdíly mezi běžným a nízkoželezitým sklem, vysvětlíme význam antireflexních povlaků, prizmatické struktury i to, proč zasklení tvoří až 75 % celkových ztrát kolektoru.

Zasklení solárního kolektoru

• Solární kolektory zasklíváme především kvůli snížení tepelných ztrát absorbéru a jeho ochraně před vnějšími vlivy, působící na degradaci. 
• Nevýhodou zasklení, pokud se to tak dá nazývat je snížení dopadu množství sluneční energie na absorbér kolektoru. Nutno zmínit také pohlcování slunečního záření vlastním materiálem skla. 
• K zasklení solárních kolektorů používáme tedy skla s vysokou sluneční propustností. Nejčastěji používáme nízkoželezitá skla, která minimalizují optické ztráty. Přesto všechno není rozdíl nijak markantní. 
• Pro příklad: u obyčejného skla při dopadu slunečního záření kolmo na absorbér je propustnost 89%. U skla nízkoželezitého, solárního až 91%.

Způsob zasklení a vliv na optické ztráty solárního kolektoru

• U jednoduchého zasklení solárního kolektoru způsobují ztráty odrazem mezi materiálem zasklení a vzduchem cca 8% propustnosti slunečního záření. Tyto ztráty odrazem lze eliminovat antireflexními povlaky. 
• Nejčastěji se používají k tomuto účelu povlaky na bázi SiO₂ nebo TiO₂. 
• Pokud použijeme běžný antireflexní povlak a to na obou stranách povrchu zasklení, lze zlepšit propustnost slunečního záření o cca 4%. Vždy bereme v potaz normálový úhel dopadu. 
• Při volbě antireflexního povlaku klademe důraz na dlouhodobou odolnost proti vnějším vlivům.

Zvyšování úhlu dopadu paprsků na kolektor a jejich vliv

Nízkoželezité solární sklo

• Čím větší je úhel dopadu slunečních paprsků na solární kolektor, tím větší bude ztráta odrazem. 
• Propustnost slunečního záření klesá až do úhlu 50st a potom nabírá prudký spád až na nulovou hodnotu u úhlu 90st. 
• Abychom zvýšili propustnost slunečního záření při vyšších úhlech dopadu, používáme tzv. prizmatická zasklení. Tento typ zasklení je charakteristický pyramidovým vzorem na vnitřní straně skla. Tato textura funguje jako optický rastr a láme sluneční paprsky do energeticky přínosnějšího směru na absorbér kolektoru. I při použití prizmatického zasklení docílíme ročně účinnosti vyšší přibližně o 1%. 
• Zasklením kolektoru uniká přibližně 75% celkových ztrát solárního kolektoru. Zbývající podíl připadá na izolované části kolektoru. 
• Větší počet zasklení zlepšuje tepelné ztráty solárního kolektoru, ale snižuje jeho účinnost. 
• Jednoduché zasklení je tak dostačující pro převod slunečního záření na tepelnou energii v teplotních úrovních 10 K oproti teplotě okolí.