Do wzięcia Rynek Instalacyjny 7-8/2016

POBIERZ BEZPŁATNIE - po prostu ZALOGUJ SIĘ na swoim koncie

Charakterystyka techniczna kolektorów słonecznych
Niezbędnik instalatora słonecznych systemów grzewczych. Cz. 7.

Jerzy Chodura  |  Rynek Instalacyjny 12/2013  |  08.01.2014  |  1
Watt

Charakterystyka techniczna pozwala porównywać dostępne na rynku kolektory. Celem może być np. ustalenie kryteriów wyboru kolektora słonecznego w przetargach publicznych lub umożliwienie osobie zainteresowanej zakupem dokonania właściwego wyboru. W sytuacji, gdy jedynym kryterium jest „najkorzystniejsza” cena, charakterystyka techniczna kolektora słonecznego odgrywa drugorzędną rolę.

Moc/wydajność kolektora słonecznego

Wydajność kolektora słonecznego określić można, analizując jego uzysk energetyczny oraz straty. Te ostatnie występują w postaci strat optycznych oraz cieplnych, natomiast zyski – w postaci energii cieplnej pozyskanej z promieniowania słonecznego. Zagadnienie to zostanie przeanalizowane na przykładzie płaskiego kolektora słonecznego.

Transmisja i absorpcja promieniowania

Dla określenia uzysku w postaci energii promieniowania słonecznego konieczna jest znajomość strumieni energetycznych w obrębie korpusu kolektora słonecznego oraz zjawisk zachodzących w jego wnętrzu (rys. 1 i 2). Do środka kolektora przedostaje się określona ilość promieniowania słonecznego.

Promieniowanie widzialne przedostaje się do wnętrza urządzenia praktycznie bez przeszkód, gdyż szyba solarna ma dużą przepuszczalność, znacznie przekraczającą 90%. Pochłonięta może być jedynie ta wartość promieniowania, która przedostaje się do absorbera przez szybę.

Przeczytaj: Uruchomienie i przeglądy zestawu solarnego >>

Sprawność przepuszczalności promieniowania słonecznego określa się współczynnikiem transmisji t. Promieniowanie to, przedostając się do powłoki absorbera kolektora, prowadzi do jego nagrzania (zjawisko absorpcji).

Każdy nagrzany materiał wysyła promieniowanie proporcjonalne do jego temperatury, powstają więc straty ciepła (zjawisko emisji). Straty te przyjmują postać promieniowania podczerwonego a promieniowanie to nie jest w stanie wydostać się z kolektora słonecznego w wyniku małej przepuszczalności szyby solarnej (efekt cieplarniany we wnętrzu kolektora).

W zależności od właściwości powierzchni pokrywającej absorber dochodzi do zróżnicowania wartości wchłoniętego promieniowania cieplnego. Zjawisko polegające na przemianie promieniowania w ciepło jest porównywalne dla różnych powłok absorbera i określane mianem współczynnika ­absorpcji e.

Sprawność kolektora słonecznego

Sprawność kolektora obliczyć można za pomocą wzoru:

Absorber standardowy charakteryzuje się praktycznie stałą wartością współczynnika emisji, niezależnie od długości fali promieniowania. Absorber selektywny zachowuje się odmiennie i jego współczynnik emisji w obszarze promieniowania podczerwonego jest o 10% niższy od wartości absorbera standardowego. Powoduje to, że absorber selektywny wysyła mniej promieniowania cieplnego w kierunku szyby solarnej, a efektem są mniejsze straty ciepła wynikające z kontaktu szyby z otoczeniem.

Przeczytaj: Montaż systemu solarnego >>

Straty ciepła w kolektorze słonecznym (opis uproszczony)

Straty optyczne kolektora słonecznego związane są z tą częścią energii promieniowania słonecznego, która nie może być pochłonięta przez absorber. Do ich określenia niezbędna jest znajomość współczynnika transmisji t oraz absorpcji e. Jeżeli natężenie promieniowania słonecznego docierającego do kolektora słonecznego wynosi Es [W/m2], ilość energii, którą wchłonie absorber kolektora, wyniesie: Es · τ · ε (rys. 1), a straty optyczne wyniosą Es (1 – τ · ε).

Straty termiczne w kolektorze zależne są w uproszczeniu od różnicy temperatur pomiędzy absorberem a otoczeniem oraz od konstrukcji kolektora słonecznego. Dla opisania wpływu konstrukcji kolektora na straty termiczne, straty występujące w różnych postaciach (przewodzenie, konwekcja, emisja itd. – rys. 2) określane są łącznie współczynnikiem efektywności przewodzenia (przewodności cieplnej) kef. Straty ciepła Qc określa się zaś jako iloczyn wartości tego współczynnika oraz różnicy temperatur pomiędzy absorberem Ta oraz otoczeniem To: Qc = kef · (Ta – To) (rys. 3).

Krzywa sprawności kolektora słonecznego

Charakterystyka sprawności kolektora słonecznego wynika z bilansu energetycznego pomiędzy uzyskiem wchłoniętego promieniowania słonecznego a stratami optycznymi oraz termicznymi. W uproszczeniu sprawność h jest stosunkiem energii użytecznej kolektora słonecznego Qk do energii docierającego do niego promieniowania słonecznego Es.

Cechą charakterystyczną uzyskanej uproszczonej krzywej sprawności jest jej spadek wraz ze wzrostem różnicy temperatury pomiędzy absorberem a otoczeniem (rys. 3). Straty optyczne są niezależne od tej różnicy temperatur, a straty ciepła zwiększają się wraz z jej wzrostem.

W normach oraz zastosowaniach praktycznych:

  • zamiast temperatury absorbera stosuje się średnią temperaturę cieczy solarnej,
  • współczynnik przewodności cieplnej kef nie jest wartością stałą i wzrasta przy wyższych temperaturach.

W związku z powyższym w normach międzynarodowych wykorzystuje się najczęściej następującą zależność:

gdzie:

ho – współczynnik konwersji (sprawność optyczna).

gdzie:

Tcs – średnia temperatura cieczy solarnej.

Czytaj dalej: Sprawność kolektora słonecznego >>

Komentarze

(1)
rapczyn | 19.06.2014, 08:15
Przed stagnacją można się obronić w bardzo prosty i tani sposób... zastosować czystą wodę zamiast glikolu.
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie


  Jak z krzemienia i wapnia skonstruować samonośny kanał wentylacyjny »

Silboard jest krzemianowo-wapniową płytą ogniochronną do wykonywania między innymi (...) czytaj dalej »


 

Szukasz niezawodnej złączki listownej? Obejrzyj film » Jak wkomponować kurtynę powietrzną w otoczenie »
Do wszystkich rodzajów przewodów, bogaty system mostkowania (...)  czytaj dalej »

Zasadność stosowania kurtyn powietrznych w obiektach użyteczności publicznej nie podlega (...) czytaj dalej »

 

Ogranicz błędy przy ustalaniu przepływu wody w instalacjach »

W centralnym ogrzewaniu czy instalacjach wodociągowych bardzo ważną kwestią jest (...) czytaj dalej »

 


Obniż koszt zużycia energii w przemyśle »
 3 sposoby na wybór napędu do bramy garażowej »
Rosnące zapotrzebowanie na energię, wynikające z rozwoju gospodarczego, wymusza konieczność obniżenia kosztów jej zużycia (...) czytaj dalej »    Wykonujemy usługi cięcia plazmą, nożycami gilotynowymi i piłami taśmowymi (...) czytaj dalej »

 


Jak prawidłowo oświetlić pokój dzienny »

Dobrze dobrane oświetlenie w pokoju dziennym potrafi wiele zmienić. Od tego, jaki rodzaj lamp (...) czytaj dalej »

 


 


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.

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 »
Zapisz się na bezpłatny newsletter!
Najnowsze informacje na Twoją skrzynkę:

Bez wysiłku, prosto na Twoją skrzynkę:
- nowości techniczne i wydarzenia branżowe
- praktyczne porady ekspertów.
7-8/2017

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 7-8/2017
W miesięczniku m.in.:
  • - Audyt energetyczny przedsiębiorstw
  • - Kotły – nowe konstrukcje
Zobacz szczegóły

Przeglądy produktów

Tubes International Sp. z o.o. Tubes International Sp. z o.o.
Tubes International istnieje na rynku od 1993 roku. Wieloletnie doświadczenie pozwoliło zdobyć pozycje lidera wśród dostawców węży i...
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