4. Obliczenie minimalnej, wymaganej powierzchni kolektora F

(

)

2

365

15%, [m ],

p

dob

w

c

W

Q

F

W

K

Q

⋅

⋅

=

+

−

⋅

gdzie:

Q

c

- roczne nasłonecznienie, [kWh/m

2

/rok] lub [MJ/m

2

/dobę],

W

p

- współczynnik pokrycia rocznego zapotrzebowania na energię,

W

w

- stopień sprawności instalacji,

K - obniżenie stopnia sprawności złym ukierunkowaniem kolektora

Określenie rocznego nasłonecznienia Q

c

Wartość nasłonecznienia odczytać z mapy rejonizacji obszaru Polski pod

względem możliwości wykorzystania energii słonecznej wg Atlasu

Rzeczypospolitej Polskiej.

Na mapie przedstawiony jest rozkład natężenia promieniowania słonecznego z

podziałem na 4 zakresy:

¾ poniżej 975 kWh/m

2

/rok,

¾ 975 - 1000 kWh/m

2

/rok,

¾ 1000 - 1025 kWh/m

2

/rok,

¾ powyżej 1025 kWh/m

2

/rok.

Rys. 20. Globalne na-
promieniowanie roczne

Rys. 21. Strefy klimatyczne Polski; podział wg minimalnej ilości godzin

nasłonecznienia

Określenie współczynnika pokrycia rocznego zapotrzebowania na energię W

p

Prawidłowo zaprojektowana instalacja solarna jest w stanie pokryć, na terenie

Polski, do 60% zapotrzebowania na c.w.u. Przed doborem wymaganej

powierzchni kolektora, należy założyć w jakim stopniu projektowania

instalacja solarna ma pokryć roczne zapotrzebowanie energii na cele

podgrzewu c.w.u.

Tab. 2 przedstawia stopień pokrycia w zależności od przewidywanej pory

użytkowania instalacji.

Tabela 2. Procentowe pokrycie rocznego zapotrzebowania na c.w.u.

Okres użytkowania
instalacji

Procentowe pokrycie
rocznego zapotrzebowania
na c.w.u., W

p

letni
wiosenno-letni
letnio-jesienny

25%

wiosenny
letni
jesienny

50%

letni
wiosenny
jesienny
jesienno-zimowy
zimowo-wiosenny

60%

Określenie stopnia sprawności instalacji W

w

Ustalenie stopnia sprawności instalacji solarnej odbywa się na podstawie

bilansu sprawności poszczególnych urządzeń oraz strat ciepła przez przewody,

złączki, wymienniki i inne elementy systemu. Największy wpływ na sprawność

instalacji solarnej ma temperatura jej pracy i temperatura otoczenia. W tab. 3.

podano uśrednioną wartość obniżenia sprawności instalacji W

w

w zależności od

stopnia pokrycia rocznego zapotrzebowania na energię W

p

.

Tabela 3. Stopień sprawności instalacji.

Procentowe pokrycie rocznego

zapotrzebowania na c.w.u. W

p

Stopień sprawności

instalacji W

w

25%

0,60

50%

0,55

60%

0,50

Określenie obniżenia stopnia sprawności złym ukierunkowaniem kolektora K

Każde odchylenie kolektora od kierunku południowego wiąże się z obniżeniem

sprawności instalacji, wartości te przedstawione zostały w tab. 4.

Tabela 4. Stopień obniżenia sprawności instalacji.

Kierunek Odchylenie [°]

Stopień obniżenia

sprawności

S

0

0

SE

1-25

26-45

0,05
0,10

SW

1-25

26-45

0,03
0,06

W/E

90/90

0,25

5. Szacunkowe określenie powierzchni absorbera do podgrzewu c.w.u.

Tabela 5. Szacunkowe określenie powierzchni absorbera do podgrzewu c.w.u.

(wartości dotyczą danych meteorologicznych przeciętnych w Polsce:
ok. 1000 kWh/m

2

·a.)

Zastosowanie

Wymagana

powierzchnia

absorbera

Kolektor

płaski

Kolektor

rurowy

Kolektor

płaski

Kolektor

rurowy

Podgrzew ciepłej wody
użytkowej dla stopnia pokrycia

60%

40 do 50%

Domy jedno- i
dwurodzinne

m

2

/osobę

1,2-1,5

0,8-1,0

1,0-1,2

0,6-0,8

Domy
wielorodzinne

m

2

/osobę

0,8-1,1

0,6-0,8

0,6-0,8

0,4-0,6

6.Wybór kolektora wybranej przez siebie firmy (np. HEWALEX,

VIESSMANN, SOLTEC, SOLVER, WATT)

7. Obliczenie wymaganej ilości kolektorów N

k

k

cz

F

N

f

=

gdzie:

F – pole powierzchni kolektora, [m

2

],

f

cz

– pole powierzchni czynnej, [m

2

].

Wielkościami charakteryzującymi kolektory

słoneczne są następujące powierzchnie:

- powierzchnia brutto: wymiary zewnętrzne,

szerokość × długość;

- powierzchnia absorbera;

- powierzchnia czynna absorbera: największy

rzut powierzchni, przez którą może przenikać

promieniowanie słoneczne.

Rys. 22. Powierzchnia kolektora:

A

– powierzchnia brutto

B

– powierzchnia absorbera

C

– powierzchnia czynna absorbera