Kolektory słoneczne są głównymi elementami solarnych systemów grzewczych. Praca tych urządzeń polega na konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło czynnika roboczego. Czynnikiem tym może być zarówno ciecz (glikol lub woda), jak i gaz (powietrze). Ze względu na konstrukcję wyróżnia się kolektory płaskie, próżniowe, próżniowo-rurowe i skupiające. Kolektory płaskie są stosowane przede wszystkim w budynkach, w których potrzeby cieplne są niskie lub średnie, czyli na przykład w gospodarstwach domowych. Rozwój kolektorów został ukierunkowany na zwiększenia wydajności oraz poprawy efektywności ekonomicznej inwestycji. W artykule oceniono wpływ zmiany powierzchni płaskich kolektorów słonecznych na opłacalność ekonomiczną inwestycji. Do analizy wytypowano dom jednorodzinny, zlokalizowany w województwie małopolskim, w którym instalacja przygotowania ciepłej wody użytkowej została rozbudowana o system solarny. System ten składa się z płaskich kolektorów, o łącznej powierzchni absorberów 5,61 m2. Jako czynnik roboczy w instalacji stosowany jest glikol. W celu poprawy efektu ekonomicznego zaproponowano zwiększenie powierzchni absorberów. Na podstawie trzyletnich pomiarów nasłonecznienia oraz efektów cieplnych instalacji, stworzono model ekonomiczny służący do oceny opłacalności zwiększenia powierzchni kolektorów słonecznych. Obliczenia z użyciem modelu promieniowania HDKR wykonano w środowisku Matlab dla lokalizacji Tarnów (najbliższej instalacji). Ponadto na podstawie rzeczywistych pomiarów z tej instalacji, odzwierciedlających wpływ wielu niemierzalnych czynników na efektywność przetwarzania energii słonecznej, wykonano symulacje efektu ekonomicznego dla różnych wielkości zapotrzebowania na ciepło. Otrzymane wyniki uogólniono, co daje możliwość ich wykorzystania w procesie doboru wielkości powierzchni kolektorów w przypadku podobnych instalacji.

A domestic hot water (DHW) system has been modernized in a multi-family house, located in the southeastern part of Poland, inhabited by 105 people. The existing heating system (2 gas boilers) was extended by a solar system consisting of 32 evacuated tube collectors with a heat pipe (the absorber area: 38.72 m2). On the basis of the system performance data, the ecological effect of the modernization, expressed in avoided CO2 emission, was estimated. The use of the solar thermal system allows CO2 emissions to be reduced up to 4.4 Mg annually. When analyzing the environmental effects of the application of the solar system, the production cycle of the most material-consuming components, namely: DHW storage tank and solar collectors, was taken into account. To further reduce CO2 emission, a photovoltaic installation (PV), supplying electric power to the pump-control system of the solar thermal system has been proposed. In the Matlab computing environment, based on the solar installation measurement data and the data of the total radiation intensity measurement, the area of photovoltaic panels and battery capacity has been optimized. It has been shown that the photovoltaic panel of approx. 1.8 m2 and 12 V battery capacity of approx. 21 Ah gives the greatest ecological effects in the form of the lowest CO2 emission. If a photovoltaic system was added it could reduce emissions by up to an additional 160 kg per year. The above calculations take also emissions resulting from the production of PV panels and batteries into account.