Z KOLEKTORA SŁONECZNEGO W POLSCE

Transkrypt

1 NAPROMIENIOWANIE A ZYSK SOLARNY Z KOLEKTORA SŁONECZNEGO W POLSCE Napromieniowanie całkowite na terenie Polski. Na zamieszczonej obok mapie Polski zaznaczone zostały obszary o różnych sumach rocznego napromieniowania słonecznego. Zróżnicowanie to zamyka się w granicach od 996 kwh/m² powierzchni płaskiej na obszarach słabszych do 1048 kwh/m² na obszarach najsilniej napromieniowanych. W praktyce wykorzystania energii słonecznej w instalacjach do wspomagania ogrzewania wody użytkowej można przyjąć, że na obszarze całego kraju roczne sumy napromieniowania słonecznego sięgają 1000 kwh/m² z odchyłami +/- 10%. Energia użyteczna z kolektora słonecznego. Ilość energii użytecznej możliwej do otrzymania z jednostki powierzchni kolektora słonecznego w określonym czasie jest wielkością zmienną i raczej mało zróżnicowaną w zależności od rodzaju i wykonania samego kolektora, natomiast bardzo zależną od budowy instalacji, jej przeznaczenia i sposobu użytkowania. Wszystkie kolektory słoneczne, produkowane przez różnych znanych producentów legitymują się certyfikatami badań sprawności i wydajności energetycznej w określonych warunkach: wielkości instalacji, jej przeznaczenia i położenia geograficznego wybranej miejscowości, do której wyniki badań się odnoszą. Certyfikaty te mają ujednoliconą formę, zgodnie z europejską normą na kolektory słoneczne - EN i są dostępne pod adresem internetowym danej jednostki badawczej.

2 Określenie wielkości użytecznego uzysku energii cieplnej z konkretnej instalacji, w której wybrane kolektory słoneczne mają być zastosowane, wymaga dość skomplikowanego liczenia. W praktyce, na ogół sprowadza się to do wykonania obliczeń symulacyjnych przy wykorzystaniu programu komputerowego GetSolar. Prawidłowość budowy danej instalacji i wiarygodność przypisywanej tej instalacji wielkości spodziewanej do uzyskania energii użytecznej powinny zawsze być udokumentowane wykonanymi obliczeniami symulacyjnymi. Ile ciepła można uzyskać z instalacji słonecznej do ogrzewania wody użytkowej? Aby odpowiedzieć na tak postawione pytanie, wykonaliśmy obliczenia symulacyjne na przykładzie instalacji słonecznej, dla której przyjęliśmy następujące założenia: 1. Instalacja jest przeznaczona do wspomagania ogrzewania wody użytkowej w budynku mieszkalnym. 2. Obliczenia wykonano dla wielkości napromieniowania słonecznego w środkowej Polsce dla miasta Łodzi ( szerokość geograficzna 51,8 ). 3. Instalacja charakteryzuje się następującymi danymi: - woda jest ogrzewana od 10 C do 50 C, - instalacja wyposażona jest w podgrzewacz wężownicowy o pojemności tak dobranej, że na 1 m² kolektora przypada 40 l wody w podgrzewaczu, - do obliczeń przyjęto sprawność i wydajność energetyczną kolektora słonecznego KS2000TP.

3 Wyniki obliczeń symulacyjnych przedstawiono poniżej Efektywność instalacji przy dobowym zużyciu ogrzewanej wody V = l/ m² baterii kolektorów słonecznych ujęcie tabelaryczne całoroczne. Całoroczne napromieniowanie słoneczne na kolektory słoneczne G = kwh/m² Dzienna ilość litrów cwu w odniesieniu do 1m² kolektora słonecznego Zysk solarny z kolektora kwh/m² x rok Udział energii słonecznej w ilości ciepła na ogrzanie wody z 10 C do 50 C (%) Sprawność energetyczna instalacji (%)

4 Efektywność instalacji przy dobowym zużyciu ogrzewanej wody V = l/m² baterii kolektorów słonecznych - ujęcie graficzne w poszczególnych miesiącach roku.

5 Omówienie wyników obliczeń symulacyjnych. Analiza efektywności instalacji na podstawie wartości liczbowych zawartych w tabeli, odnoszących się do skali całorocznej i wielkości przedstawionych graficznie w ujęciu poszczególnych miesięcy w roku pozwala na wyciągnięcie następujących wniosków ogólnych: 1. Kolektor słoneczny umożliwia tylko częściowe wykorzystanie napromieniowania słonecznego do ogrzewania wody. W skali całego roku udział energii słonecznej przy ogrzewaniu wody w dobrze wykonanych instalacjach z reguły nie przekracza 50%. 2. W instalacjach w domach jednorodzinnych z kilkoma kolektorami stopień pokrycia może być wysoki, nawet powyżej 60% i ma to miejsce wówczas, gdy zużycie ciepłej wody nie przekracza 50 l/m² powierzchni kolektora. 4. Instalacje z dużą liczbą kolektorów słonecznych, najczęściej z przyczyn technicznych i także ekonomicznych, charakteryzują się niższym stopniem udziału energii słonecznej w ogrzewaniu wody, ale za to ich sprawność energetyczna jest wysoka, nawet powyżej 60%. Sprawnością energetyczną instalacji nazywa się tu stosunek uzyskanej energii słonecznej z instalacji do rzeczywistego zużycia ciepła na ogrzanie zużytej wody i ta wielkość liczbowa wyrażona jest procentowo. 5. Pokazane na wykresie pole zakreskowane, pomiędzy krzywą w kolorze czerwonym i krzywą w kolorze zielonym, jest obszarem w którym mieszczą się parametry pracy instalacji od małych stosowanych w budynkach jednorodzinnych do instalacji dużych budowanych dla obiektów gdzie zużycie ciepłej wody sięga 220 l/m² kolektora. Ryszard Śliwiński Główny Specjalista ds. technicznych