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 (

www.novaPDF.com

). Please register to remove this message.

 

 

Zalecenia montażowe

W celu optymalnego wykorzystania kolektor powinien być  ustawiony prostopadle do padania promieni słonecznych.
Ponieważ  najintensywniejsze promieniowanie występuje w godzinach południowych, dlatego płaszczyzna kolektora
powinna być  skierowana w kierunku południowym, zaś  kąt nachylenia (kąt pomiędzy poziomem a płaszczyzną 
kolektora) powinien znajdować się w przedziale 30° a 45°.

Kolektory słoneczne montuje się  zazwyczaj na dachach domów, rzadziej na ścianach, zaś  służące do podgrzewania
wody w basenach - na ziemnych konstrukcjach.

Zastosowanie

Kolektory słoneczne są  stosowane przede wszystkim do ogrzewania wody, idealnie nadają  się  do domków
letniskowych, gdzie ciepła woda jest potrzebna wtedy, gdy słońce dostarcza najwięcej energii. Często wykorzystuje je
się  do ogrzewania basenów. Ponadto, mogą  być stosowane w domach jednorodzinnych całorocznych jako rozwiązanie
uzupełniające podstawowy system grzewczy np. pompy ciepła, ogrzewanie elektryczne.

Copyright © 2004 PTPiREE. Wszelkie prawa zastrzeżone.

Kopiowanie i rozpowszechnianie tylko za zgodą właściciela Serwisu.

Strona 2 z 2

Kolektory słoneczne

2007-02-07

http://www.mojaenergia.pl/print/strony/1/i/400.php

Created with novaPDF Printer (

www.novaPDF.com

). Please register to remove this message.