PARTNERZY PORTALU
  • partner portalu farmer.pl
  • partner portalu farmer.pl

Ciepła energia prosto ze słońca

Ciepła energia prosto ze słońca
Powierzchnia kolektorów słonecznych musi być dostosowana do liczby domowników oraz ilości zużywanej przez nich ciepłej wody.fot. Hewalex

Autor:

Dodano:

Tagi:

Kolektory słoneczne należą do jednych z najpopularniejszych systemów wspomagających instalacje grzewcze w polskich domach. Jednak oszczędności i efektywna praca będą zapewnione pod warunkiem, że wszystkie elementy instalacji solarnej zostaną właściwie dobrane. Powierzchnia kolektorów słonecznych musi być dostosowana do liczby domowników oraz ilości zużywanej przez nich ciepłej wody.



Kolektory słoneczne są urządzeniami, które przekształcają energię promieniowania słonecznego na ciepło ogrzewające przepływający nimi nośnik ciepła, czyli najczęściej glikol. Promieniowanie słoneczne jest w nich przetwarzane przez moduł absorbera składającego się z sieci rurek miedzianych bądź aluminiowych przytwierdzonych do cienkiej blachy miedzianej lub aluminiowej, pokrytej wysoko selektywną powłoką. Absorber pochłania ciepło pochodzące ze słońca i przekazuje je cieczy, która płynie w kolektorze, najczęściej jest to glikol. W ofercie producentów są również dostępne kolektory próżniowo-rurowe. Zbudowane są z ustawionych względem siebie równolegle szklanych rur o średnicy 5-10 cm, połączonych z absorberem. W rurach zostaje wytworzona próżnia, dzięki której straty ciepła z takich kolektorów są mniejsze niż w przypadku kolektorów płaskich.

Właściwy kolektor z parametrem

Wybierając kolektor słoneczny, powinniśmy sprawdzić jego sprawność, czyli ile ciepła są w stanie pozyskać absorbery kolektora przy wchłanianiu energii słonecznej i zamienianiu jej w energię cieplną. W tym wypadku o efektywności kolektora decydują takie parametry, jak sprawność optyczna. Przy określaniu wydajności istotne są też straty przy wchłanianiu energii słonecznej poprzez absorbery kolektora. Każdy kolektor jest wykonany z materiałów wyróżniających się wysokim stopniem przewodzenia ciepła (niskim oporem), tak aby jak najwięcej energii zostało przekazane nośnikowi ciepła. W przypadku niskich temperatur otoczenia nagrzany absorber, ze względu na swoją przewodność, większą część ciepła może przekazywać do chłodniejszego powietrza otoczenia. Sprawność kolektora, a co za tym idzie – także i oddawana moc cieplna z jego powierzchni czynnej do czynnika nośnego, są zależne od otaczających warunków pogodowych i temperaturowych. Dlatego sprawdzając parametry kolektora, musimy zwrócić uwagę nie tylko na sprawność optyczną (η0), która jest względnie stała. Co to oznacza? Będzie ona z biegiem czasu ulegać pogorszeniu ze względu na starzenie i zużycie materiałów, z których wykonana jest powierzchnia czynna. Dlatego też bardzo ważne przy zakupie kolektora słonecznego jest sprawdzenie zmieniającej się wielkości współczynników strat (oznaczonych jako a1 i a2) w zależności od pory roku. Szczególnie w okresie jesienno-wiosennym zauważalne będą wyższe wartości współczynników strat a1 i a2. Im wyższa sprawność optyczna i niższe straty do otoczenia, tym wydajność kolektora słonecznego jest większa, jednak nie zawsze większa sprawność optyczna kolektora jest równoznaczna z tym, iż wygeneruje on wyższą moc. O realnej mocy kolektora świadczą takie parametry, jak ilość zaoszczędzonej energii w skali roku (z rozłożeniem na poszczególne miesiące) oraz tzw. roczny uzysk energetyczny z 1 m2 instalacji solarnej. Ten ostatni parametr jest wskaźnikiem efektywności ekonomicznej całej instalacji solarnej.

Efektywne nasłonecznienie

Podstawowym warunkiem uzyskania efektywnej pracy instalacji solarnej jest właściwe nasłonecznienie kolektorów słonecznych. Idealnym rozwiązaniem byłoby zapewnienie zawsze prostopadłego kąta padania promieniowania słonecznego na kolektor. Wówczas przepuszczalność promieniowania przez szybę, a także przyjmowanie promieniowania przez absorber byłyby na najwyższym poziomie. Jednak zmienne ustawianie kolektora względem Słońca stosuje się bardzo rzadko – głównie ze względu na dodatkowe koszty instalacji stelaży i ich serwisowania. Zwłaszcza że kolektory słoneczne charakteryzują się szerokim zakresem pracy. I tak np. szyba kolektora płaskiego (najwyższej klasy przepuszczalności) przepuszcza większość (ok. 90 proc.) promieniowania nawet przy znacznym odchyleniu (60º) od kierunku prostopadłego.

Nachylenie kolektora słonecznego do poziomu zależy głównie od pory roku. Pionowe ustawienie panelu w zimie pozwala uzyskiwać najwięcej ciepła – słońce porusza się wówczas nisko nad horyzontem. Jest to jednak ustawienie bardzo niekorzystne w lecie. Wtedy kąt padania promieni słonecznych na pionowo ustawiony kolektor jest ostry. Badania, porównujące miesięczne nasłonecznienie, wykazały, że najkorzystniej jest ustawić kolektor pod kątem 45° lub nieco niższym.

Zalecane nachylenie kolektorów słonecznych uzależnione jest także od przeznaczenia instalacji solarnej. Najczęściej kolektory przewidziane są do całorocznego podgrzewania ciepłej wody użytkowej, wówczas nachylenie kolektorów powinno wynosić od 30° do 45°. W instalacjach przewidzianych do dodatkowego wspomagania ogrzewania C.O. zaleca się instalować kolektory z wyższym nachyleniem. W ten sposób poprawia się warunki nasłonecznienia w okresie jesienno-zimowym, a jednocześnie obniża się nasłonecznienie latem, zmniejszając możliwość występowania przegrzewów.

Kolejną kwestią, którą należy wziąć pod uwagę, instalując kolektory, jest ich umiejscowienie na dachu. Odległość kolektorów słonecznych od krawędzi dachu powinna wynosić minimum metr ze względu na zwiększone siły oddziaływania wiatru w tych obszarach dachu. Wskazana jest także zabudowa kolektorów w górnej części połaci dachu, aby nie dopuszczać do powstawania obciążeń przez zsuwający się śnieg. Dla ochrony przed naporem śniegu można również stosować barierki przeciwśnieżne.

Stagnacja kolektorów 

Przegrzanie czynnika solarnego, a w konsekwencji stagnacja następuje podczas intensywnego nasłonecznienia kolektorów przy jednoczesnym braku odbioru ciepła przez instalację. W takiej sytuacji, po wygrzaniu instalacji do temperatury zadanej, automatyka wyłącza pompę solarną. Ponieważ kolektory są wystawione na działanie słońca, następuje dalszy wzrost temperatury czynnika solarnego, a płyn solarny zaczyna wrzeć. W efekcie w kolektorze i w górnej części instalacji solarnej pojawia się para. Podstawową metodą zapobiegającą przegrzewaniu się kolektorów jest właściwy dobór zasobnika C.W.U. Odpowiednio dobrany do potrzeb budynku i osób korzystających z C.W.U. zasobnik będzie w stanie odebrać ciepło z kolektorów oraz dostarczać je na bieżące potrzeby. Jednocześnie pozwoli na magazynowanie ciepła w czasie, kiedy nikt nie korzysta z C.W.U. oraz na okres wieczornego i porannego szczytu zużycia. Zapewnia również stały odbiór ciepła z kolektorów, zapobiegając w ten sposób występowaniu procesu stagnacji. 

Zdaniem eksperta

Witold Rawski, menedżer działu technicznego kolektorów słonecznych, Hewalex

Jak dobrać kolektory słoneczne do domu o powierzchni 140 m2?

 Wymagana powierzchnia kolektorów słonecznych w instalacji zależy od zapotrzebowania na ciepło na określone potrzeby w określonym czasie. W budynkach mieszkalnych zapotrzebowanie na C.W.U. odznacza się dużymi wahaniami dobowymi, ale w ciągu roku rozkłada się równomiernie. Szczyt zapotrzebowania na ciepło do C.O. rozmija się natomiast całkowicie ze szczytem dostępnej energii słonecznej. Z tego powodu kolektory słoneczne mogą jedynie wspomagać C.O. Sama informacja o powierzchni budynku jest niewystarczająca do optymalnego doboru kolektorów i pozostałych urządzeń instalacji solarnej do przygotowania C.W.U. i wspomagania C.O. Istotne są również:

  • wskaźnik rocznego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynku:
    80 kWh/m2/rok;
  • rodzaj systemu C.O. (kocioł na paliwo stałe, ogrzewanie podłogowe);
  • liczba mieszkańców: 5 os.;
  • planowana lokalizacja kolektorów (południowa połać dachu o nachyleniu 45°).

Przy optymalizacji doboru urządzeń instalacji solarnej korzysta się z programów symulacyjnych, które pozwalają na określenie przewidywanych efektów. W rozpatrywanym przypadku optymalnym rozwiązaniem jest zastosowanie 3 kolektorów KS2600F TLP AC o łącznej powierzchni 7,86 m2 z podgrzewaczem kombinowanym Integra 500. Taka konfiguracja pozwala osiągnąć 20-proc. udział energii słonecznej w pokryciu łącznego zapotrzebowania na C.W.U. i C.O. w ciągu roku. 



Podobał się artykuł? Podziel się!
×

WSZYSTKIE KOMENTARZE (1)

  • Tomasz z Krakowa 2021-04-06 13:07:51
    Ładne, prawie jak na Jurze...

PISZESZ DO NAS Z ADRESU IP: 3.238.248.200
Dodając komentarz, oświadczasz, że akceptujesz regulamin forum


KONTAKT24

Widziałeś, słyszałeś coś ważnego? Byłeś świadkiem niecodziennego wydarzenia? Napisz do nas! Opublikujemy, zainterweniujemy, pokażemy całemu światu. Jesteśmy dla Was 24 h na dobę, 7 dni w tygodniu.

DODAJ PLIKI

Kliknij lub przeciągnij pliki z dysku i upuść. Max. rozmiar pliku 4 MB.

Drogi Użytkowniku!

W związku z odwiedzaniem naszych serwisów internetowych możemy przetwarzać Twój adres IP, pliki cookies i podobne dane nt. aktywności lub urządzeń użytkownika. Jeżeli dane te pozwalają zidentyfikować Twoją tożsamość, wówczas będą traktowane dodatkowo jako dane osobowe zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady 2016/679 (RODO).

Administratora tych danych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz w Polityce Prywatności pod tym linkiem.

Jeżeli korzystasz także z innych usług dostępnych za pośrednictwem naszych serwisów, przetwarzamy też Twoje dane osobowe podane przy zakładaniu konta, rejestracji na eventy, zamawianiu prenumeraty, newslettera, alertów oraz usług online (w tym Strefy Premium, raportów, rankingów lub licencji na przedruki).

Administratorów tych danych osobowych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz również w Polityce Prywatności pod tym linkiem. Dane zbierane na potrzeby różnych usług mogą być przetwarzane w różnych celach, na różnych podstawach oraz przez różnych administratorów danych.

Pamiętaj, że w związku z przetwarzaniem danych osobowych przysługuje Ci szereg gwarancji i praw, a przede wszystkim prawo do odwołania zgody oraz prawo sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych. Prawa te będą przez nas bezwzględnie przestrzegane. Jeżeli więc nie zgadzasz się z naszą oceną niezbędności przetwarzania Twoich danych lub masz inne zastrzeżenia w tym zakresie, koniecznie zgłoś sprzeciw lub prześlij nam swoje zastrzeżenia pod adres odo@ptwp.pl. Wycofanie zgody nie wpływa na zgodność z prawem przetwarzania dokonanego przed jej wycofaniem.

W dowolnym czasie możesz określić warunki przechowywania i dostępu do plików cookies w ustawieniach przeglądarki internetowej.

Jeśli zgadzasz się na wykorzystanie technologii plików cookies wystarczy kliknąć poniższy przycisk „Przejdź do serwisu”.

Zarząd PTWP-ONLINE Sp. z o.o.