Σε μια χώρα, όπου η ηλιοφάνεια διαρκεί το μεγαλύτερο διάστημα του χρόνου, η μη αξιοποίησή της ηλιακής ενέργειας αποτελεί ένα σοβαρό λάθος, το οποίο μάλιστα τείνει να μετατραπεί σε «έγκλημα» αυτή την περίοδο.

Η αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας για τη θέρμανση κάποιου χώρου ή για τη μετατροπή του νερού χρήσης σε ζεστό, αποτελεί τη μέθοδο που ονομάζουμε ηλιοθερμία.

Ένα σύστημα ηλιοθερμίας αποτελείται από τρία μέρη τους ηλιακούς συλλέκτες, τα Θερμοδοχεία-Δεξαμενές νερού, τους Ηλιακούς ελεγκτές

Ηλιακός θερμοσίφωνας σε στέγη σπιτιού.

Η απόσβεση του συστήματος ηλιοθερμίας υπολογίζεται στα 6 χρόνια, με τον χρόνο αυτό όμως να μειώνεται, όσο ανεβαίνει η τιμή του πετρελαίου.

Ηλιακός θερμοσίφωνας σωλήνων κενού.

Η απόδοση του ηλιακού θερμοσίφωνα εξαρτάται από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος, τη νεφοκάλυψη και τη θερμική μόνωση.

Ηλιακός θερμοσίφωνας σωλήνων κενού.

Λύση ηλίου φαεινότερη

Γνωρίζουμε όλοι πως η εγκατάσταση μιας ηλιακής εφαρμογής μπορεί να μας εξασφαλίσει ζεστό νερό χρήσης. Ωστόσο, η ηλιοθερμία μπορεί να καλύψει και ένα μεγάλο μέρος των αναγκών ενός νοικοκυριού σε θέρμανση.

Η ορθή εκμετάλλευση του ηλίου, μπορεί να «οδηγήσει» σε έναν εναλλακτικό τρόπο θέρμανσης, με σημαντικά οικονομικά οφέλη για κάθε κατοικία.
Με τον ήλιο να έχει πλέον καταλάβει μόνιμα τη θέση του στον ελληνικό ουρανό, το ζήτημα της χρήσης του προς όφελός μας, τίθεται και πάλι στο «τραπέζι» της επικαιρότητας. Σε μια χώρα, όπου η ηλιοφάνεια διαρκεί το μεγαλύτερο διάστημα του χρόνου, η μη αξιοποίησή της αποτελεί ένα σοβαρό λάθος, το οποίο μάλιστα τείνει να μετατραπεί σε «έγκλημα» αυτή την περίοδο, με την οικονομική κρίση να έχει επηρεάσει το σύνολο σχεδόν των πολιτών και την τιμή του πετρελαίου να «φωνάζει» για στροφή σε εναλλακτικές μορφές ενέργειας. 
Σε αυτή την κατηγορία ανήκει και η ηλιοθερμία, με τις σχετικές τεχνολογίες να έχουν αναπτυχθεί σε τέτοιο βαθμό που να εγγυώνται την απαλλαγή από ένα μεγάλο μέρος των εξόδων για θέρμανση και ζεστό νερό χρήσης, με παράλληλη απόσβεση της επένδυσης σε μερικά μόνο χρόνια. Ας δούμε όμως, πιο αναλυτικά, τι σημαίνει ηλιοθερμία και πώς μπορεί κανείς να την εκμεταλλευτεί για το δικό του συμφέρον.

Η μέθοδος της ηλιοθερμίας
Η αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας για τη θέρμανση κάποιου χώρου ή για τη μετατροπή του νερού χρήσης σε ζεστό, αποτελεί τη μέθοδο που ονομάζουμε ηλιοθερμία. 
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 ήλιου βρίσκεται σε αφθονία καθΆ 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. 

Το ηλιοθερμικό σύστημα
Ένα σύστημα ηλιοθερμίας αποτελείται από τρία μέρη:

• Οι ηλιακοί συλλέκτες
Ανάλογα με τη χρήση για την οποία προορίζονται, μπορούμε να επιλέξουμε ηλιακούς συλλέκτες επίπεδης επιφάνειας ή συλλέκτες κενού. 
Σε εφαρμογές κατοικιών ή επαγγελματικών κτιρίων, όπου απαιτούνται θερμοκρασίες μικρότερες από 93°C, συνήθως χρησιμοποιούνται επίπεδοι ηλιακοί συλλέκτες, ενώ σε εφαρμογές που απαιτούνται θερμοκρασίες μεγαλύτερες από 93°C χρησιμοποιούνται και ηλιακοί συλλέκτες με σωλήνες κενού.

• Τα Θερμοδοχεία-Δεξαμενές νερού 
Είναι τα δοχεία στα οποία αποθηκεύεται ζεστό νερό, με τη θερμοκρασία του να μπορεί να αξιοποιηθεί, όταν δεν υπάρχει 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. 

• 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.

Η λειτουργία ενός συστήματος
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. 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. 
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 (αντλίες θερμότητας, καυστήρες βιομάζας), ενώ ενσωματώνονται και σε υφιστάμενο σύστημα, αρκεί να υπάρχει διαθέσιμος χώρος.

Η απόδοση του συστήματος
Ο βαθμός συνεισφοράς των ηλιοθερμικών και κατΆ επέκταση μείωσης της χρήσης καυσίμων, εξαρτάται από τις κλιματολογικές συνθήκες, το υψόμετρο, τη γεωγραφική θέση, το μέγεθος της εγκατάστασης, τις απώλειες του κτιρίου και άλλους παράγοντες. Ανάλογα με το τοπικό κλίμα και τη θέση του κτιρίου, ο ηλιακός συλλέκτης 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 ακόμη, οικονομικά βιώσιμες λύσεις.  

Η έκταση ενός συστήματος 
Η ιδανική σχέση κόστους - απόδοσης είναι η επίτευξη μιας κάλυψης της τάξης του 40-60% του συνολικού θερμικού φορτίου (θέρμανση χώρου και παροχή ζεστού νερού χρήσης). 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. Σε γενικές γραμμές, για μία οικία 100τ.μ., απαιτούνται 20τ.μ. επίπεδων συλλεκτών και 1000 λίτρα 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 μεγαλύτερη της επιφάνειας των συλλεκτών, δηλαδή περίπου 30 τ.μ., ενώ για την εγκατάσταση των δοχείων αποθήκευσης απαιτούνται περίπου 3-4 τ.μ.

Τα οφέλη της ηλιοθερμίας
• Το μέγεθός του συστήματος (και κατά συνέπεια το κόστος του) μπορεί να είναι προσαρμοσμένο στις απαιτήσεις του χρήστη και να μεταβάλλεται εύκολα – ακόμη και να επεκταθεί μετά από χρόνια. 
• Χαμηλό κόστος χρήσης. Με τα σημερινά δεδομένα, το ετήσιο κόστος χρήσης της ηλιοθερμίας είναι χαμηλότερο από αυτό του καυστήρα πετρελαίου κατά περισσότερα από 1.000 ευρώ. 
• Σύντομος χρόνος απόσβεσης κόστους εγκατάστασης (6 χρόνια, κατά μέσο όρο)
• Δωρεάν ζεστό νερό χρήσης.

Ηλιακοί θερμοσίφωνες
Η ευρέως γνωστή εφαρμογή των ηλιοθερμικών συστημάτων δεν είναι άλλη από τους κοινούς ηλιακούς θερμοσίφωνες που οι περισσότεροι εξ ημών έχουμε στην κατοικία μας. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το νερό θερμαίνεται από τους ηλιακούς συλλέκτες και κατόπιν χρησιμοποιείται από τον εκάστοτε καταναλωτή. Η διαφορά πυκνότητας ζεστού και κρύου νερού δεν απαιτεί την ύπαρξη κυκλοφορητή (καθώς το νερό μεταφέρεται αυτόματα), για αυτό και στους ηλιακούς θερμοσίφωνες η δεξαμενή αποθήκευσης είναι σε υψηλότερο σημείο σε σχέση με τους συλλέκτες. 
Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες, διακρίνονται σε δύο είδη ανάλογα με το κύκλωμα κυκλοφορίας του θερμαινόμενου μέσου:

• Ανοικτού κυκλώματος. Απευθείας θέρμανση του νερού χρήσης (το θερμαινόμενο μέσο είναι το ίδιο το νερό που θα χρησιμοποιήσουμε). Τα προϊόντα που ανήκουν σε αυτή την κατηγορία είναι απλούστερα στην κατασκευή τους και φθηνότερα σε κόστος, όμως εμφανίζουν κάποια προβλήματα στις χαμηλές θερμοκρασίες (δεν μπορούμε να τους προσθέσουμε αντιψυκτικά μείγματα καθώς το θερμαινόμενο μέσο είναι το ίδιο το νερό χρήσης).

• Κλειστού κυκλώματος. Έμμεση θέρμανση του νερού χρήσης (το θερμαινόμενο μέσο κυκλοφορεί σε ξεχωριστό κύκλωμα που θερμαίνει το νερό που θα χρησιμοποιήσουμε χωρίς να γίνεται ανάμιξή τους, μέσω εναλλάκτη θερμότητας). Στους ηλιακούς θερμοσίφωνες κλειστού κυκλώματος μπορεί το θερμαινόμενο μέσο να είναι και άλλο ρευστό (πχ. λάδι). Αν είναι νερό, έχει αντιψυκτικά και αντιδιαβρωτικά πρόσθετα για προστασία της συσκευής.
Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες μπορούν να κατηγοριοποιηθούν περαιτέρω και ανάλογα με τον αριθμό ενεργειακών πηγών που μπορούν να εκμεταλλευτούν, στους εξής:

• Διπλής ενέργειας. Ο θερμοσίφωνας λειτουργεί εκμεταλλευόμενος είτε την ηλιακή ενέργεια είτε το ηλεκτρικό ρεύμα (π.χ. κατά την διάρκεια συννεφιάς, οπότε η ηλιακή ενέργεια δεν είναι αρκετή για να ζεστάνει το νερό). Για τον σκοπό αυτό, υπάρχει ηλεκτρική αντίσταση τοποθετημένη εντός του τμήματος αποθήκευσης.

• Τριπλής ενέργειας. Λειτουργεί όπως ο ηλιακός θερμοσίφωνας διπλής ενέργειας αλλά έχει επιπλέον μια είσοδο για να εκμεταλλευτεί ως θερμαντικό μέσο το ζεστό νερό του καλοριφέρ που παράγεται από τον λέβητα κεντρικής θέρμανσης. Προϋπόθεση για την εγκατάσταση ηλιακού θερμοσίφωνα τριπλής ενέργειας είναι να υπάρχει η κατάλληλη υποδομή στο κτίριο υπό την μορφή ξεχωριστών σωληνώσεων (ανά διαμέρισμα εάν πρόκειται για πολυκατοικία) που να συνδέουν το λεβητοστάσιο με το χώρο εγκατάστασης του ηλιακού θερμοσίφωνα (ταράτσα ή σκεπή).

Κόστος: Σύγκριση θερμοσιφώνων
Η ετυμηγορία ότι ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι ο πλέον κατάλληλος για κάθε κατοικία, ως προς την οικονομία που προσφέρει σε ένα νοικοκυριό σε συνδυασμό και με την εξοικονόμηση της ενέργειας υπέρ της προστασίας και του περιβάλλοντος, επιβεβαιώνεται και στην πράξη, όπως αποδεικνύεται και στο παρακάτω παράδειγμα.
Δεδομένα: Θα λάβουμε σαν δεδομένο τις ανάγκες σε ζεστό νερό χρήσης για μία οικογένεια 4 ατόμων, που εκτιμώνται σε 50 λίτρα ανά άτομο, ανά ημέρα, σε κατοικία που βρίσκεται στον νομό Αττικής.
Περιγραφή δεδομένων για κάθε πηγή θέρμανσης, για την παραγωγή των απαιτούμενων 200 λίτρων ζεστού νερού ημερησίως.
• Ηλιακός Θεμοσίφωνας. Ένας ηλιακός θερμοσίφωνας 160lit θα κοστίσει εγκαταστημένος κατά μέσο όρο 1.000 ευρώ (συμπεριλαμβανομένου και του ΦΠΑ).
• Για την παραγωγή των 200 λίτρων ημερησίως δεν απαιτείται καμία δαπάνη.
• Θα υπάρξουν περίπου 40 ημέρες ετησίως (χωρίς ηλιοφάνεια), που θα απαιτηθεί η παραγωγή ζεστού νερού από άλλη πηγή ενέργειας, με την επιπλέον επιβάρυνση όμως, για το διάστημα αυτό, να κυμαίνεται μεταξύ 7 και 20 ευρώ.
• Ο ηλιακός θερμοσίφωνας, εάν απαιτηθεί, μπορεί να μας προμηθεύει με πολλά περισσότερα λίτρα ζεστού νερού, δεδομένου ότι δεν σταματά να παράγει ζεστό νερό εφΆ όσον υπάρχει ηλιοφάνεια.
• Είναι η μοναδική απολύτως οικολογική πηγή ενέργειας για ζεστό νερό. 
• Η διάρκεια ζωής ενός ηλιακού θερμοσίφωνα, ξεπερνάει τα 15 χρόνια, αποτελώντας μία διαχρονική λύση για κάθε σπίτι.
• Ηλεκτρικός Θεμοσίφωνας. Ένας ηλεκτρικός θερμοσίφωνας 100lit θα κσοτίσει εγκαταστημένος κατά μέσο όρο 200 ¤.
• Για την παραγωγή των 200 λίτρων ημερησίως θα λειτουργεί κατά μέσο όρο 1 ώρα ημερησίως και θα καταναλώνει ετησίως 1.460 kWh (κιλοβατώρες) που σήμερα κοστίζουν 219 ¤ ετησίως.
• Λέβητας πετρελαίου. Ένας λέβητας πετρελαίου για να παράξει 200 λίτρα ημερησίως θα χρειαστεί περίπου 150 λίτρα πετρελαίου ετησίως, που σήμερα κοστίζουν 203 ¤ ετησίως.
• Λέβητας αερίου. Ένας λέβητας αερίου για να παράξει 200 λίτρα ημερησίως θα χρειαστεί 1460 kWh ετησίως, που σήμερα κοστίζουν 131 ¤ ετησίως.

• Ηλεκτρικός λέβητας. Ένας ηλεκτρικός λέβητας για να παράξει 200 λίτρα ημερησίως θα χρειαστεί 1460 kWh ετησίως, που σήμερα κοστίζουν 219 ¤ ετησίως.
• Αντλία Θερμότητας. Μία αντλία θερμότητας για να παράξει 200 λίτρα ημερησίως θα χρειαστεί 487 kWh ετησίως, που σήμερα κοστίζουν 73 ¤ ετησίως.
Με τα παραπάνω δεδομένα, λαμβάνοντας υπόψη μας το άμεσο ετήσιο κόστος, την δυνατότητα παραγωγής πολύ μεγαλύτερης ποσότητας ζεστού νερού χωρίς καμία επιπλέον επιβάρυνση και την μηδενική εκπομπή ρύπων, ο ηλιακός θερμοσίφωνας εκτιμάται ως η πλέον «συμφέρουσα» πηγή ζεστού νερού χρήσης.