Відмовлятися від допомоги сонця з кожним роком стає все менш вигідно. Геліоколлектори останнім часом користуються небувалим попитом в усьому світі, і особливо там, де сонце світить особливо щедро. Однак і в багатьох російських регіонах сонячних днів у році чимало. І кожен такий день несе в собі потенціал реальної енергії, яку роздобути досить просто.

Сучасний ринок представляє два види сонячних колекторів: трубчасті і плоскі. Трубчасті колектори більш ефективні, однак і більш дорогі. Плоскі колектори втрачають більше тепла, ніж трубчасті. Їх переважно використовують для нагріву води для побутових потреб. Такі колектори бувають трьох типів:
• з селективним абсорбером;
• з лаковим абсорбером;
• вакуумні.

Селективне покриття абсорбера обходиться відносно недорого, проте колектори з таким покриттям мають ККД 26-35%, що є невисоким показником. Сфера застосування колекторів з селективним покриттям обмежується системами ГВС. При цьому робота таких колекторів стає ефективною тільки в теплу пору року. З їхніх недоліків відзначається також запотівання захисного скла, яке знижує і без того невисокий ККД.

Плоскі вакуумні колектори мають більш високим ККД - 35-45%. При рівній тепловіддачі площа таких колекторів може бути менше на 10%. Конденсат на них не утворюється, а їх корпус повністю герметичний, що виключає утворення корозії всередині колектора. Всі ці переваги, зрозуміло, роблять вакуумні колектори дорожче селективних. Причому вироби бюджетного рівня не відрізняються надійністю, оскільки через неякісного складання з часом можуть втратити герметичність і позбавляться вакууму. Однак це не смертельно, тому що вакуум і герметичність можна відновити, але на це доведеться витратити додаткові кошти.

Колектори з абсорбером, покритим чорним лаком - найдешевші. Але їх тепловтрати складають на 50% більше, ніж у вищезгаданих типів.
Плоскі геліоколлетори монтують кількома способами, які залежать від кута нахилу ската даху і його розташування щодо сторін світу:
• в одній площині з покрівлею;
• над покрівлею;
• на конструкції, яка встановлюється на плоскому даху.

На похилих покрівлях, над або врівень з ними, плоскі колектори монтуються на спеціальних кронштейнах, які кріпляться до крокв або брусків обрешітки. Ці кронштейни виконані таким чином, щоб їх кінці виступали за краї черепиці. Таким чином, установка колекторів ніяк не впливає на покрівлю і не втручається в конструкцію даху.
Колектори кріпляться безпосередньо до встановлених заздалегідь монтажним кронштейнів, але спочатку встановлюють поздовжній монтажний профіль. На такий профіль можна встановити один або декілька колекторів. Між собою секції плоских колекторів з'єднуються термоізольовані гофрованими шлангами. Для захисту колекторів від вітру, використовуються спеціальні металеві елементи.
Щоб повітря не накопичувався в колекторі, його встановлюють з легким ухилом в бік, розташовану навпроти сполук. Гофровані труби з нержавійки, якими колектор під'єднується до теплообмінника, заводяться через покрівельні вентиляційні елементи.

З естетичних міркувань в нових будинках колектори можуть кріпити в одній площині з покрівлею. Тоді їх монтують на бруски обрешітки за допомогою спеціальних затискачів. У такому випадку самі колектори виконують функцію покрівельного матеріалу. Дуже важливо правильно встановити оклад колектора, щоб не порушити герметичність покрівлі. Всі зазори між колектором і покрівлею повинні бути ретельно загерметизовані.
На плоских дахах колектори кріпляться з використанням спеціальної металевої конструкції, яка утримує їх у необхідному положенні. Ці конструкції дозволяють змінювати нахил колекторів. Оптимальний кут нахилу колектора залежить від географічної широти і його орієнтації по сторонах світу. На плоских дахах колектори встановлюють, звертаючи їх на південь. При цьому кут нахилу складає близько 45 °.

Якщо встановлюється декілька рядів колекторів, то між ними необхідно дотримувати такий інтервал, щоб попередній ряд не затінював колектори, що знаходяться за ним. Таку відстань (а) можна обчислити за формулою а = 5хh (для колекторів, що працюють цілий рік) або а = 1,5 хh (для колекторів, що працюють в теплий період), де h - висота розташування верхнього краю колектора над дахом, х - кут нахилу колектора.

Щоб колектори міцно трималися на плоскому даху, їх монтажні опори слід встановити на бетонні плити, які до того ж збережуть цілісність покрівлі.
Оптимальний кут нахилу колекторів
Найбільша кількість сонячного тепла колектори отримують, коли промені падають на них під прямим кутом. Але оскільки Земля обертається навколо своєї осі, сонце на небосхилі не залишається статичним, тому прямий кут падіння променів може бути присутнім тільки короткий час. Оскільки положення сонця змінюється ще і залежно від пори року, то оптимальний кут нахилу колектора відносно абсолютної горизонталі в різні пори року теж буде різним. Так для колекторів, які використовуються для підігріву води в літній час оптимальний кут буде дорівнює 45 °. Взимку ж, коли сонце не піднімається високо, оптимальний кут складе вже 60 °.

На похилих дахах колектори зазвичай встановлюють паралельно скату. Якщо кут ската менше 45 °, то ефективність встановлених на ній геліоколекторів в зимовий час буде значно нижче, ніж якби скати були з великим нахилом. Таким чином, оптимальний кут нахилу даху, на якій буде встановлено геліоколектор, має сенс ставити ще на стадії проектування котеджу.
Найкраща орієнтація колектора - південна. Відхилення від південної орієнтації на 0-45 ° спричинять втрати ефективності до 10%, що не так істотно для літнього часу. Однак для колекторів, що працюють взимку, максимальне відхилення від півдня не повинно становити 35 °, інакше вони стануть нерентабельні. Підвищити ефективність колекторів за рахунок збільшення їх площі також не економічно обгрунтовано.

Розрахунок площі сонячних колекторів
На необхідну площу колекторів впливають відразу кілька факторів. Серед них ККД колектора, повна потужність сонячного випромінювання в конкретній місцевості, частка сонячної енергії в теплозабезпеченні будинку, тепловтрати будівлі.
Частка сонячної енергії в даному випадку - це ступінь покриття потреб будинку, яка визначає частину енергії, що надходить від солярної установки. Дана величина зазвичай становить 60-70% від річного теплоспоживання будинку. Інші фактори зрозумілі і пояснення не вимагають.

Виробники геліоколлекторних установок, як правило, надають дані, за якими можна визначити необхідну кількість колекторів. Але при необхідності розрахувати необхідну площу геліоколекторів можна за допомогою формули:
А = К • F • SF / (G • ?), де
А - необхідна площа геліоколекторів;
К - коригуючий коефіцієнт (див. таблицю);
F - денна потреба з сонячної теполенергіі;
SF - частка сонячної енергії в загальному споживанні;
G - повне сонячне випромінювання, кВт • год / м ? • день;
? - ККД в%.

Наведена формула служить для розрахунку площі селективного колектора. Для розрахунку площі колекторів інших типів, необхідно враховувати відмінності в їх ККД.