Kolektory słoneczne
Na początek kilka słów wyjaśnienia czym jest kolektor słoneczny. Kolektor słoneczny to urządzenie zamieniające
energię słoneczną na energię cieplną. Najczęściej wykorzystywane są płaskie kolektory słoneczne. Istnieją również
tubowe kolektory próżniowe, które posiadają wyższą sprawność przetwarzania energii, jednak są droższe.
Jeśli chce się energię ze Słońca pozyskiwać bezpośrednio za pomocą kolektorów słonecznych, to trzeba pogodzić się z
myślą, że słońce nie daje tyle ciepła ile nam potrzeba. Na pewno w ten sposób nie można zapewnić ciągłości i
równomierności ogrzewania. Pewnym rozwiązaniem niwelującym te niedogodności są zasobniki z wodą, w których to
ciepło może być gromadzone, jednak nie jest ono doskonałe, ponieważ nie jest w stanie pokryć w całości potrzeb w
zakresie przygotowania ciepłej wody użytkowej, nie mówiąc już o ogrzewaniu pomieszczeń. Mimo to, kolektory
słoneczne zyskują coraz więcej zwolenników. Jednak stanowić one będą zawsze tylko rozwiązanie uzupełniające.
Zasoby energii słonecznej w Polsce
W Polsce pogoda jest kapryśna a ilość dni słonecznych w roku zmienna, dlatego trudno jest podać formułę na ilość
dostępnej energii. Najlepiej w takim przypadku posłużyć się statystyką, która mówi, że najlepsze i najsprawniejsze
kolektory słoneczne są w stanie dostarczyć rocznie z każdego metra kwadratowego powierzchni czynnej około 450 kWh
energii. Jest to granica wyznaczona przez prawa fizyki i pogodę w naszej strefie klimatycznej.
Z punktu widzenia wykorzystania energii promieniowania
słonecznego
w
kolektorach
płaskich
najistotniejszymi
parametrami są roczne wartości nasłonecznienia (insolacji) -
wyrażające ilość energii słonecznej padającej na jednostkę
powierzchni płaszczyzny w określonym czasie. Poniższa mapa
prezentuje rozkład średniorocznych sum promieniowania
słonecznego
całkowitego
padającego
na
jednostkę
powierzchni poziomej w kWh/m2/rok (wielkości wskazują
całkowite zasoby energii promieniowania słonecznego w
ciągu roku dla wskazanych rejonów kraju).
Istotny wpływ na wielkość pozyskiwanej energii ma kąt
nachylenia kolektora w stosunku do padania promieni
słonecznych. W poniższej tabeli przedstawiono optymalne
wartości kątów dla ekspozycji południowej według kryterium
maksymalizacji energii promieniowania całkowitego.
Źródło: Europejskie Centrum Energii Odnawialnej
Źródło: www.ekologika.pl
W naszej szerokości geograficznej Słońce oferuje około 1000 Watów mocy na każdy metr kwadratowy
napromieniowanej powierzchni. Niezależnie od jakości kolektora może on pobrać tylko pewną jej część. Wynika to
z faktu, że nagrzany przez słońce kolektor tym więcej traci do otoczenia im jego temperatura jest wyższa od
temperatury otaczającego go powietrza.
Na przykład, w piękny słoneczny dzień kolektor może
z łatwością nagrzać się do temperatury +100°C. Lecz
jeśli rzecz się dzieje na przykład zimą, gdy
temperatura powietrza wynosi 0°C, to w takim
wypadku różnica temperatur kolektor - otoczenie
wyniesie 100 stopni Celsjusza (lub jak kto woli 100K)
i zgodnie z przedstawioną na wykresie zależnością
sprawność absorpcji spadnie do 30% dla zwykłego
kolektora płaskiego, natomiast dla próżniowego
wyniesie ona 45%. Tłumacząc procenty na moce
otrzymamy odpowiednio z dostarczanych w piękny
słoneczny dzień 1000W - w pierwszym przypadku
350W, a w drugim 450W. Jednak nie znaczy to, że ta
moc cieplna zostanie w całości wykorzystana. Po
drodze jeszcze traci się od 7 do 10 % z powodu strat
przy przesyłaniu ciepła. Pozostała wielkość ciepła i tak
jest warta wykorzystania.
miesiące
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
kąt nachylenia względem poziomu
60
55
45
30
15
10
15
30
45
55
65
65
Strona 1 z 2
Kolektory słoneczne
2007-02-07
http://www.mojaenergia.pl/print/strony/1/i/400.php
Created with novaPDF Printer (
). Please register to remove this message.
