Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Nasłonecznienie a praca kolektorów słonecznych

Zasadność wykorzystania energii słonecznej do pozyskiwania c.w.u. na przykładzie Wrocławia
Efektywność kolektorów słonecznych zależy od nasłonecznienia
Efektywność kolektorów słonecznych zależy od nasłonecznienia

Rosnące w coraz szybszym tempie ceny energii oraz perspektywa wyczerpania się konwencjonalnych źródeł energii skłania ekspertów z branży energetycznej do refleksji nad przyszłością światowej energetyki.

W ostatnich dziesięcioleciach uświadomiono ludzkości, że zasoby, od których zależy tak wiele działów życia, nie są nie wyczerpywane i już wkrótce możemy się zmierzyć z problemem ich braku. Od czasów ogłoszenia raportu U Thanta o zbyt intensywnym wyczerpywaniu zasobów przyrody minęło już prawie 40 lat. W tym czasie dokonał się znaczący postęp, dysponujemy dziś znacznie lepszymi i energooszczędnymi technologiami, znacząco wzrosła także świadomość społeczeństwa na temat konieczności dbania o środowisko. Jednak problem nie został do końca rozwiązany. Nadal do końca nie wiadomo, jaki surowiec zastąpi obecne źródła energii. Czy będzie to wodór? A może energia pochodząca z wiatru lub słońca? Na to pytanie na dzień dzisiejszy nie jest w stanie udzielić odpowiedzi żaden autorytet świata nauki.

Na razie przyjrzyjmy się więc kolektorom słonecznym, dzięki którym możemy nie tylko przyczyniać się do poprawy jakości środowiska, ale także zadbać o swój domowy budżet. Działanie instalacji do pozyskiwania ciepłej wody użytkowej jest niezwykle proste, opiera się na konwersji fototermicznej, która prowadzi bezpośrednio do produkowania energii cieplnej, w sposób pasywny (bierny) lub aktywny (czynny). W obydwu przypadkach zamiana energii promieniowania słonecznego na energię cieplną zachodzi poprzez absorber. System pasywny nie potrzebuje dostarczenia z zewnątrz dodatkowej energii. Systemy aktywne wyposażone są w dodatkową pompkę i regulator pracy, który zarządza obiegiem czynnika roboczego, konieczne jest tu dostarczenie dodatkowej energii z zewnątrz.

Celem niniejszego opracowania nie jest jednak charakterystyka techniczna kolektorów słonecznych. Poruszony zostanie tu inny problem. Mianowicie czy w Polsce istnieją odpowiednie warunki do wykorzystania energii słonecznej, a jeśli tak, to po ilu latach zwrócą nam się koszty zakupu instalacji. Aby odpowiedzieć na to pytanie, przeanalizowane zostały dane meteorologiczne, pochodzące z Obserwatorium Zakładu Meteorologii i Klimatologii Uniwersytetu Wrocławskiego. Opracowany materiał zawiera dane z okresu 1999 –2005, dotyczące natężenia promieniowania całkowitego we Wrocławiu.

Kolejnym etapem analizy było określenie ilości energii cieplnej, jaką możemy uzyskać z kolektorów słonecznych w poszczególnych miesiącach. W tym celu poczyniono następujące założenia:

  • kolektor umieszczony na południowej połaci dachu,
  • pochylenie dachu 45°,
  • dzienne zapotrzebowanie na ciepłą wodę o temperaturze 45°C (T2) wynosi 60 l/osobę,
  • zakładając 5 osób korzystających z instalacji Dz = 5 × 60=300 l,
  • masa 1 l wody wynosi 1 kg,
  • sprawność kolektora η = 0,8,
  • pole powierzchni kolektorów S = 5 m2,
  • dzienna sprawność kolektora ηdz = 0,4,
  • temp. wody zimnej (T1) na wejściu 10°C.

Przy takich założeniach obliczono, jaki procent potrzebnej w gospodarstwie domowym ciepłej wody może być podgrzany przy wykorzystaniu energii słonecznej. Obliczono także oszczędności płynące ze stosowania energii słonecznej do podgrzewania wody. Jak wykazały obliczenia, kolektor słoneczny działający w warunkach natężenia promieniowania charakterystycznego dla Wrocławia jest w stanie pokryć średnio 69% rocznego zapotrzebowania na ciepło, potrzebne do uzyskania ciepłej wody użytkowej (tab. 1).

Stopień pokrycia jest tu jednak bardzo zróżnicowany, jeśli chodzi o poszczególne miesiące czy pory roku. W miesiącach letnich często przekracza on nawet 100%. W miesiącach zimowych jest znacznie niższy, często nie osiąga nawet 20%. Dla użytkowników instalacji wiąże się to z koniecznością podgrzewania wody przez inne źródło ciepła w sezonie zimowym. Natomiast w sezonie letnim energia słoneczna pozwala na minimalne wykorzystanie innych źródeł ciepła.

Sezonowa zmienność jest w zasadnie jedyną wadą słonecznych instalacji. Jednak tę niedogodność powinna nam zrekompensować niezaprzeczalna zaleta. Otóż koszt 1 kWh ciepła z takiej instalacji wynosi jedynie ok. 0,1 zł, a roczne oszczędności płynące z korzystania z energii słonecznej jako źródła ciepła do ogrzewania wody wynoszą 1053,20 zł. Znając roczną oszczędność, w prosty sposób możemy oszacować, po jakim czasie zwrócą nam się koszty zakupu całej instalacji, której koszt wynosi ok. 10 000 zł.

10 000 zł : 1053,2 zł/rok = 9,49 roku

Zakładając żywotność instalacji podawaną przez różnych producentów na okres 20–25 lat, uzyskany wynik 9,5 roku jako okres zwrotu poniesionych kosztów wydaje się być dość korzystny dla użytkownika. Na koniec warto podkreślić, że obliczenia te zawierają jedynie aspekty ekonomiczne, nie zawierają natomiast korzyści środowiskowych, które są przecież bezcenne dla środowiska przyrodniczego i jakości życia człowieka.

   14.11.2008

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Przedłuż certyfikat HVAC bez wychodzenia z firmy »

szkolenia hvac

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
10/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Ogrzewanie obiektów przemysłowych
  • - Wentylacja domów jednorodzinnych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl