Parametry wydajności kolektorów słonecznych

artykuł promocyjny


Każdy zainteresowany montażem kolektorów słonecznych na swoim dachu, chce by jego inwestycja jak najszybciej się zwróciła. Dwa najważniejsze czynniki decydujące o rzeczywistym czasie zwrotu inwestycji to cena oraz wydajność kolektorów. Ponadto, od jakości kolektorów zależy czy ich wydajność będzie się pogarszała z czasem.

Wzrost ceny kolektora nie zawsze idzie w parze ze zwiększeniem ich wydajności w całym okresie użytkowania. Dlatego warto zapoznać się z parametrami kolektora, mającymi decydujący wpływ na rzeczywisty uzysk solarny. 

 

 

Uzysk solarny i sprawność kolektora

 

Uzysk solarny jest to ilość przechwyconej przez kolektory energii słonecznej, wykorzystanej do celów grzewczych. Stopień wykorzystania tej energii przez kolektory nazywamy ich sprawnością, którą określa się z podstawowego wzoru:
 

Hewalex - wzór na obliczenie sprawności kolektora


gdzie:
η – sprawność kolektora w danych warunkach,
G - natężenie promieniowania słonecznego,
η0 - sprawność optyczna (bez strat do otoczenia),
a1, a2 - współczynniki strat do otoczenia,
tm – ta - różnica temperatur między kolektorem, a jego otoczeniem.

Jeżeli chcielibyśmy wskazać moc chwilową kolektora, jaką generuje one ze swojej powierzchni czynnej w danej chwili i przy danych warunkach temperatury i nasłonecznienia, w powyższym wzorze na sprawność musimy zamieścić jeszcze parametr powierzchni A:
 

Hewalex - wzór na moc chwilową kolektora


gdzie:
P – moc chwilowa kolektora w danych warunkach,
A - łączna powierzchnia czynna (apertura) zestawu kolektorów w m2.

Decydującymi o wydajności kolektora są takie parametry jak sprawność optyczna η0 i współczynniki strat a1, a2. Jeżeli producent zdecyduje się na badanie laboratoryjne swojego kolektora, parametry te są wówczas określane przez laboratoria badawcze na podstawie normy europejskiej EN 12975. Sprawność kolektora, a co za tym idzie także i oddawana moc cieplna z jego powierzchni czynnej, jest różna w różnych warunkach temperaturowych, co ukazuje wykres. Wpływ na sprawność w danej chwili ma temperatura kolektora oraz temperatura otocznia. Dla normalnej pracy kolektora i średniej dla klimatu Polski temperatury powierza 8°C, różnica tm – ta zawiera się w granicach 7°C – 57°C.
 

Hewalex - wydajność kolektora


Im wyższa sprawność optyczna i niższe straty do otoczenia, tym wydajność kolektora słonecznego jest większa, jednak nie zawsze większa sprawność optyczna kolektora oznacza jego wyższą moc, jaką generuje w różnych porach dnia oraz w różnych okresach roku. W przypadku ukazanym na wykresie wyższe współczynniki strat a1 i a2 powodują, że w okresach chłodniejszych (godzinny poranne w ciąga dnia, a także chłodniejsze miesiące) sprawność kolektora porównywanego jest niższa, zatem i moc cieplna jest niższa, pomimo iż posiada znacznie wyższą sprawność optyczną.

Jaki wymierny wpływ na ilość energii dostarczanej przez daną instalację solarną w ciągu roku mają parametry wydajności można najlepiej wykazać na podstawie symulacji słonecznych, wykonywanych przy użyciu odpowiednich programów komputerowych, np. ogólnie dostępnego programu GetSolar. Wskazują one wówczas m.in. na takie parametry jak ilość zaoszczędzonej energii w skali raku z rozłożeniem na poszczególne miesiące oraz na roczny uzysk energetyczny z jednego 1 m2 instalacji solarnej. Ten ostatni parametr jest wskaźnikiem efektywności ekonomicznej instalacji. Tabela przedstawia, przykładową symulację dla instalacji przewidzianej dla 4-5 osobowej rodziny.
 

Miesiąc Zysk solarny [kWh] Stopień pokrycia zapotrzebowania na c.w.u., [%] Oszczędność energii
[kWh]
Oszczędność gazu
[m3]
Zmniejszenie emisji CO2
[kg]
Styczeń 47 14 56 6 11
Luty 100 31 118 12 22
Marzec 136 39 168 17 32
Kwiecień 201 59 287 29 54
Maj 238 67 370 37 70
Czerwiec 219 64 399 40 76
Lipiec 255 72 464 46 88
Sierpień 246 69 448 45 85
Wrzesień 166 49 259 26 49
Październik 112 32 160 16 30
Listopad 54 16 66 7 12
Grudzień 24 7 28 3 5
Suma / średnia 1799 kWh/rok  44% 2822 kWh/rok 282 m3/rok 536 kg/rok


Dla analizowanej instalacji składającej się z 2 kolektorów płaskich HEWALEX KS2000 TLP i podgrzewacza 250 litrów, przeciętny roczny zysk solarny z 1 m2 kolektora wynosi 494 kWh/m2, co jest bardzo korzystną wartością i świadczy o wysokiej opłacalności ekonomicznej inwestycji.

Należy pamiętać, że współczynniki sprawności odnoszą się zawsze do konkretne powierzchni kolektora. Jeżeli porównujemy ze sobą dwa kolektory, musimy mieć pewność, że w obydwu przypadkach podano je względem tej samej powierzchni: czynnej (apertury), absorbera lub powierzchni całkowitej, tak by porównanie było obiektywne. Bardzo obszernym źródłem wiedzy na temat wydajności kolektorów słonecznych są raporty z badań Instytutu SPF w Rapperswil w Szwajcarii, publikowane w kilku językach na stronie: https://www.solarenergy.ch/Kollektoren.111.0.html
 

Hewalex - wydajność kolektoraHewalex - wydajność kolektora

Peak Power Wpeak 1458 W Reference Gross Aperture Absorber
Thermal Capacity* 5.9 kJ/K η0
0.696 0.802 0.802
Flowrate during test 200 l/h a1[WK-1m-2] 3.30 3.80 3.80
Fluid for test Water/Glycol 33.3% a2[WK-2m-2] 0.0058 0.0067 0.0067

                                     

Każdy z raportów oprócz współczynników wydajności i maksymalnej mocy kolektora, podaje także uzysk energetyczny z 1 m2 dla trzech różnych instalacji referencyjnych. Są to wskaźniki bezpośrednio mówiące o wydajności kolektora i pozwalające w szybki sposób i bez znajomości zagadnień związanych z ich sprawnością stwierdzić, który z kolektorów posiada większą wydajność. W protokole zajdziemy na przykład odpowiedź na pytanie ile m2 lub sztuk danego kolektora potrzeba teoretycznie zamontować, aby instalacja przewidziana dla
4 – 6 osób (podgrzewacz 450 l; 10 kWh dziennego zużycia energii na podgrzanie wody) dostarczyła 60% pokrycia zapotrzebowania na energię.  Jeżeli następnie porównanym cenę za 1 m2 kolektora oraz sprawdzimy pozostałe ważne kwestie związane z okresem i warunkami gwarancji oraz czy posiada on certyfikat jakości, a najlepiej certyfikat Solar Keymark, będziemy w stanie sami łatwo podjąć bezpieczną decyzję co do zakupu odpowiedniego kolektora słonecznego.

W razie jakichkolwiek wątpliwości związanych z porównaniem wydajności kolektorów i wyborem bardziej opłacalnego wariantu, zadanie to można zlecić specjaliście. Dział techniczny firmy HEWALEX, bazując na ogólnie dostępnych raportach wydajności kolektorów, w tym raportach Solar Keymark, wykonuje porównania sprawności oraz symulacje wydajności, dlatego przed podjęciem ostatecznej decyzji warto zwrócić się z takim zapytaniem do tego działu.
 

Kontakt w sprawie produktów:

Hewalex sp. z o.o. sp. k.
tel. (32) 214 17 10
www: www.hewalex.pl
mail: wyślij wiadomość


Zobacz także
Wspomaganie ogrzewania kolektorami słonecznymi

Wspomaganie ogrzewania kolektorami słonecznymi

Kolektory słoneczne mogą być wartościowym dodatkiem do systemu ogrzewania domu, zwłaszcza... ¬ więcej...
 
Dofinansowania do kolektorów słonecznych 2023 r. Z jakich programów można skorzystać?

Dofinansowania do kolektorów słonecznych 2023 r. Z jakich programów można skorzystać?

Kolektory słoneczne to przyjazne dla środowiska rozwiązanie, które pozwala w... ¬ więcej...
 
Inwestycja w kolektory słoneczne - sprawdzony sposób na najtańsze ciepło

Inwestycja w kolektory słoneczne - sprawdzony sposób na najtańsze ciepło

Kolektory słoneczne a fotowoltaika. Jak wygląda porównanie kolektorów... ¬ więcej...
 
All rights reserved © 2004-2023 instalacjebudowlane.pl      |      Powered by strony www introNet









Facebook