Kalkulator sprawności i wydajności kolektora słonecznego
Na rynku dostępnych jest wiele rodzajów kolektorów słonecznych. Uzyskują one także różniące się od siebie sprawności pracy. Różnica w wydajności kolektorów w tych samych warunkach pracy jest nieraz bardzo wyraźna, nawet kilkadziesiąt procent. Poniższy kalkulator pozwala zorientować się w tym, jak pracują 3 podstawowe znane na rynku typy kolektorów słonecznych:
Uwaga: wartość 0 oznacza, że sprawność kolektora słonecznego nie mieści się w zakresie jego charakterystyki (zbyt duża różnica temperatury, niskie nasłonecznienie = kolektor nie pracuje). Takie parametry mogą nie występować lub też występować sporadycznie w praktyce (np. duża różnica temperatury przy niskim nasłonecznieniu).
Wskazówki do wykonywanych kalkulacji:
Nasłonecznienie to wartość energii promieniowania słonecznego docierająca do powierzchni kolektora słonecznego i przez niego zamieniana na ciepło użytkowe. Typowe orientacyjne wartości jakie są przyjmowane to:
1000 W/m2 - dzień idealnie bezchmurny, krystaliczne powietrze górskie
800 W/m2 – dzień idealnie bezchmurny, umiarkowane zanieczyszczenie powietrza
600 W/m2 – dzień słoneczny z minimalnym zachmurzeniem
300 W/m2 – dzień zachmurzony znacznie
100 W/m2 – pochmurny zimowy dzień
Temperatura zewnętrzna – wywiera wpływ na straty ciepła kolektora słonecznego i jego sprawność
Temperatura absorbera – pod wpływem pochłanianego promieniowania słonecznego, absorber ulega nagrzewaniu. Przy braku odbioru ciepła, jego temperatura wzrastać może nawet powyżej 200 °C. Przy normalnej pracy kolektora słonecznego, temperatura absorbera nie powinna być wyższa 10-20 °C od temperatury odbioru ciepła. Przykładowo ciepła woda użytkowa w podgrzewaczu 40 °C, to absorber nie powinien mieć temperatury wyższej niż 60 °C. Im niższa pozostaje temperatura absorbera, tym kolektor słoneczne uzyskuje niższe straty ciepła do otoczenia i wyższą sprawność. Do kalkulacji sugerujemy stosować typowe temperatury pracy absorbera w zakresie 40 do 80 °C.
Dodatkowe objaśnienia i założenia dla kalkulacji sprawności i wydajności kolektorów słonecznych:
Dane kolektorów słonecznych uwzględnionych w kalkulatorze wg producentów:
płaski (Viessmann Vitosol 200-F SV1)
sprawność optyczna 81,5%, wskaźniki strat ciepła: 3,08 i 0,0080
próżniowy 1-ścienny (Viessmann Vitosol 200-T 3m2)
sprawność optyczna 79,1%, wskaźniki strat ciepła: 1,14 i 0,0070
próżniowy 2-ścienny (standard rynkowy, typ CPC)
sprawność optyczna 56,8%, wskaźniki strat ciepła: 1,24 i 0,0038
Wnioski i uwagi:
Kolektory słoneczne płaskie często uzyskują wyższe sprawności niż kolektory próżniowe – w szczególności 2-ścienne, które tracą znaczącą część promieniowania słonecznego, wskutek odbijania promieni słonecznych przez 2 warstwy szkła rury próżniowej
Im niższe będą temperatury robocze, tym wyższą sprawność będzie uzyskiwał kolektor słoneczny
Podstawowym dylematem Klienta jest wybór kolektora – płaskiego lub próżniowego. Jak widać ze wskazań kalkulatora on-line, różnice pomiędzy samymi kolektorami próżniowymi 1- i 2-ściennymi są bardzo duże. Zalecamy stosowanie kolektorów płaskich w większości przypadków lub próżniowych 1-ściennych, które uzyskują rzeczywiście wyższe sprawności pracy niż kolektory płaskie.
Zobacz również ciekawe informacje dodatkowe – prezentacje on-line:
