Saulės kolektorių naudojimas šiluminės energijos poreikiams tenkinti mažina kuro balanse deginamo kuro kiekį ir emisijas. Saulės kolektoriais pagamintam sąlyginiam energijos vienetui reikia net iki 30 kartų mažesnio žemės ploto nei tam pačiam sąlyginiam energijos vienetui gaminti iš biomasės kuro [1].
Saulės energijos potencialas šiluminės energijos gamybai. Didžiausias saulės energijos kiekis, tenkantis 1 m², siekia net iki 1 750 kWh/m² ir yra pietinėse Europos Sąjungos šalyse (1 pav.). Vertinant pagal saulės energijos kiekį, tenkantį 1 m², Lietuva nedaug kuo skiriasi nuo Švedijos ar Danijos, kuriose jau nuo aštunto dešimtmečio plėtojami saulės kolektoriai, skirti šiluminės energijos gamybai nedidelėse centralizuoto šilumos tiekimo sistemose.
Pirmųjų saulės kolektorių naudojimas siejamas su grįžtamojo vandens šildymu. Danijos Saltumo ir Ry miestelių centralizuoto šilumos tiekimo sistemose 1998 m. buvo integruoti pirmieji saulės kolektoriai, kurių plotai sudarė atitinkamai 1 005 m² ir 3 040 m²; kolektorių šiluminė galia – 704 kWšil ir 2 128 kWšil.
Šiluminės energijos gamyba, nedeginant kuro ir neišskiriant emisijų, ekonomiškai labiau išsivysčiusiose valstybėse buvo sėkmingai integruota į miestelių centralizuoto šilumos tiekimo sistemas. 2 pav. matome Danijoje 2011 m. eksploatuojamus saulės kolektorius ir numatytą jų plėtrą. Naujai statomi saulės kolektoriai bus eksploatuojami kartu su trumpos trukmės antžeminėmis ir sezoninėmis šilumos saugyklomis.
Didžiausias saulės spinduliuotės aktyvumas ir energijos kiekis, krentantis į 1 m², būna vasarą. Danų saulės kolektorių eksploatavimo patirtis rodo, jog tik gruodžio ir sausio mėnesiais šilumos gamyba sumažėja beveik iki minimumo [2], o pavasario ir rudens laikotarpiu galima pasigaminti iki 50 % vasaros laikotarpiu pagamintos šiluminės energijos kiekio.
Saulės šiluminės energijos kaupimas didelėse antžeminėse vandens talpose, siekiančiose daugiau kaip 2 000 m³, padėjo išspręsti šiluminės energijos poreikių trūkumą vasaros metu nesaulėtomis dienomis. Rezervuaro tipo saugyklos, atsižvelgiant į talpos tūrį, gali sukaupti 100 MWh ir daugiau šiluminės energijos [3].
Šios technologijos naudojimo etapas truko daugiau negu dešimt metų, kol buvo pradėtos plėtoti sezoninės šiluminės energijos požeminės saugyklos. Tokios saugyklos geba ilgiau išsaugoti šilumą dėl savo didelio tūrio, kuris atskirais atvejais gali siekti net 37 tūkst. m³. Požeminės šiluminės energijos saugyklos skirstomos į keturis tipus: rezervuaro, duobės, gręžinio ir vandeningo sluoksnio šiluminės energijos saugyklas (3 pav.).
Sezoninio tipo šiluminės energijos saugyklos mažose centralizuoto šilumos tiekimo sistemose tenkina iki 50 % metinių šildymo ir karšto vandens poreikių. Vokietijoje pirmiausia statė rezervuaro ar duobės tipo požemines sezonines saugyklas, investicijos į jas siekė iki 1 mln. eurų. 2007 m. pastatytos rezervuaro tipo sezoninės saugyklos Miunchene, investicijos į jas sudarė 910 tūkst. eurų [5]. Patobulintos plastikinių vamzdžių technologijos leido sumažinti investicijas sezoninėms šilumos saugykloms, statant gręžinio tipo saugyklas. Vokietijos Krailsheimo miestelyje investicijos į žemėje įrengtą gręžinio tipo saugyklą siekė 510 tūkst. eurų. Šio tipo saugyklos pigesnės, bet jų eksploatacijos režimas sudėtingesnis: žemėje esantys vientisos konstrukcijos vamzdžiai yra neremontuojami, jiems gamintojas suteikia iki 10 metų garantiją, cirkuliuojant juose ne didesnės negu 70 °C temperatūros vandeniui. Remiantis inžinierių ir technologų skaičiavimais, jei tiekiamo vandens temperatūra viršys 70 °C ir daugiau, tai gręžinio tipo saugyklos plastikinių vamzdžių eksploatacijos laikotarpis gali sumažėti iki penkerių metų.
Krailsheime CŠT sistemos su požemine sezonine saugykla tiekiama šiluma vartotojams kainuoja 19 ct€/kWh (65,6 ct kWh), o Bredstrupo miestelio CŠT sistemoje, pastačius tik antžeminę šilumos saugyklą, šilumos kaina vartotojams siekė 6 ct€/kWh (20,71 ct/kWh).
Saulės kolektorių galima plėtra Lietuvos mažų miestelių centralizuoto šilumos tiekimo sistemose. Šiuo metu Lietuvoje jau sumontuoti saulės kolektoriai grįžtamojo vandens šildymo poreikiams Dūkšto miestelio katilinėje, skirti mažinti šilumos nuostoliams tinkluose. Danijos praktika rodo, kad investicijos į didelio ploto saulės kolektorius su statybos ir prijungimo prie CŠT sistemos darbais siekia 200 eurų/m² kolektoriaus plotui. Saulės kolektorių plėtra CŠT sistemose nebus didelė dėl negebėjimo gaminti šilumą šildymo sezono metu, biomasės katilinių investicinių projektų gausos bei santykinai didelių investicijų.
