Pełny numer Rynku Instalacyjnego 7-8/2020 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu »

Budowa i działanie powietrznego kolektora słonecznego w warunkach klimatycznych Polski

Construction and operation of an air solar collector in the climatic conditions of Poland
Roczne wartości promieniowania całkowitego w Polsce
Roczne wartości promieniowania całkowitego w Polsce
Fot. Redakcja RI

Powietrzne kolektory słoneczne są tanie w budowie oraz eksploatacji i mogą być wykorzystywane do ogrzewania, osuszania, wentylacji, a także podgrzewania wody użytkowej. Wykorzystanie promieniowania słonecznego do produkcji ciepła nabiera znaczenia w kontekście ograniczania emisji spalin z paliw kopalnych. Powietrzne kolektory słoneczne nie mają tak szerokiego zastosowania, jak instalacje PV, niemniej mogą wnosić sporo energii do niewielkich obiektów, zwłaszcza tych z odpowiednio dużą powierzchnią zewnętrzną wyeksponowaną na promieniowanie słoneczne – jak domy jednorodzinne.

Możliwości wykorzystania energii promieniowania słonecznego do wytworzenia energii cieplnej są wciąż aktualnym zagadnieniem, ponieważ zasoby paliw kopalnianych wyczerpują się [1, 2] i dążymy do ograniczenia ich wykorzystania z uwagi na emisję spalin powodującą zmiany klimatyczne. Kwestia ta jest szczególnie aktualna i ważna w przypadku niewielkich obiektów o powierzchni zewnętrznej, na którą pada energia słoneczna całkowicie wystarczająca na ich potrzeby energetyczne – domów jednorodzinnych. Powietrzne kolektory słoneczne są tanie w budowie i eksploatacji, mogą być wykorzystywane do ogrzewania, osuszania, wentylacji i podgrzewania ciepłej wody. Na podstawie badań wprowadzane są nowe rozwiązania w ich budowie.

Prowadzone są analizy numeryczne [15] i modelowanie z wykorzystaniem funkcji Greena [16] do badań w zakresie przepływu, wymiany ciepła i konstrukcji kolektorów płaskich. Obecnie analizie poddaje się kolektory z płytami pochłaniającymi ciepło [17] lub z absorberem składającym się z pojemników wypełnionych materiałem podlegającym przemianie fazowej [18]. Celem tych badań jest zapewnienie jak najwyższej sprawności wymiany ciepła i minimalizacja kosztów budowy kolektorów powietrznych. W artykule przedstawiono wyniki badań po­wietrznego kolektora słonecznego zbudowanego przez autorkę we własnym zakresie podczas stażu praktycznego w przedsiębiorstwie.

Czytaj też: Dofinansowanie OZE dla inwestorów indywidualnych >>

Istota konwersji promieniowania słonecznego w warunkach Polski

Słońce jest podstawowym źródłem energii docierającej do Ziemi. Moc przez nie wypromieniowywaną można określić z prawa Stefana–Boltzmanna. Prawo to [6] określa całkowitą moc wypromieniowywaną przez ciało doskonale czarne w danej temperaturze:

(1)

gdzie:

Φ – strumień energii wypromieniowywany z jednostki powierzchni ciała, W/m2;

σ – stała Stefana–Boltzmanna;

T – temperatura w skali Kelvina.

Promieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez Słońce ma szerokie spektrum długości fali, od ok. 0,2 do 2,5 µm, i w zależności od tej długości niesie w sobie zróżnicowaną ilość energii. Natężenie promieniowania dla ciała doskonale czarnego w zależności od częstotliwości fali określa prawo Plancka [4] i można je wyrazić wzorem:

 (2)

gdzie: 

I(f) – radiancja spektralna (natężenie promieniowania na zadaną jednostkę częstotliwości);

h – stała Plancka, równa 6,626 · 10–34, J · s;

T – temperatura bezwzględna (w skali Kelvina) ciała doskonale czarnego;

c – prędkość światła (w próżni);

k – stała Boltzmanna;

f – częstotliwość promieniowania (dla której liczymy natężenie).

Zależność natężenia promieniowania od długości fali dla ciała doskonale czarnego określić można przez tzw. rozkład Plancka. Dla promieniowania słonecznego wykres zależności natężenia promieniowania od długości fali pokazano na rys. 1.

Rys. 1. Rozkład natężenia promieniowania słonecznego w zależności od długości fali [5]
Rys. 1. Rozkład natężenia promieniowania słonecznego w zależności od długości fali [5]

Literatura

  1. Smolec Włodzimierz, Fototermiczna konwersja energii słonecznej, PWN, Warszawa 2000.
  2. Timilsina Govinda R., Kurdgelashvili Lado, Narbel Patrick A., A review of solar energy; Markets, economics and policies, World Bank Policy Research Working Paper No. 5845, „Soc. Sci. Res. Netw.”, 2011.
  3. Maier Marcus, GetSolar software, version 10.1.1. 21.12.2009.
  4. https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Plancka.
  5. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/ 4/4c/Solar_Spectrum.png.
  6. https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawo_Stefana-Boltzmanna.
  7. http://www.instsani.pl/401/zasoby-energii-slonecznej.
  8. https://en.wikipedia.org/wiki/Air_mass_(solar_energy).
  9. https://www.newport.com/t/introduction-to-solar-radiation.
  10. http://www.galileaenergy.com/kolektory-powietrzne-systemy-solar-venti.php.
  11. www.energosol.pl/energia_slonca.html.
  12. Fieducik Jolanta, Godlewski Jan, Analiza możliwości wykorzystania słonecznych kolektorów powietrznych do ogrzewania domów jednorodzinnych oraz podgrzewania wody, „Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury”, 2014, 61 (3/II), s. 133–142.
  13. Fieducik Jolanta, Godlewski Jan, The low energy house using an air solar collector – a case study, „Czasopismo Techniczne. Budownictwo”, 2014 (3-B), p. 99–105.
  14. Fieducik Jolanta, The use of solar radiation for generating heat in a solar air collector in northern Poland (2019, w druku).
  15. Tzu-Chen Hung, Tsung-Jie Huang, Duen-Sheng Lee, Chih-HungLin, Bau-Shei Pei, Zeng-YaoLi, Numerical analysis and experimental validation of heat transfer characteristic for flat-plate solar air collector, „Applied Thermal Engineering”, 111 (2017).
  16. Ali Grine, Radjouh Asma, Harmand Souad, Analytical modelling using Green’s functions of heat transfer in a flat solar air collector „Solar Energy”, 105 (2014).
  17. Shuhui Xu, Haiguang Dong, Heat transfer characteristics study on solar air collector of heat-absorbing plate with holes, „World Automation Congress Proceedings”, art. no. 6321398 (2012).
  18. Charvat Pavel, Pech Ondrej, Hejcik Jiri, Experimental investigations of the performance of a solar air collector with latent heat thermal storage integrated with the solar absorber, „EPJ Web of Conferences”, 45, art. no. 01127 (2013).
  19. http://www.praze.pl/UserFiles/Image/zdjecia%20do%20OZE/polska.jpg.
  20. Neupauer Krzysztof, Magiera Janusz, Analiza sprawności kolektorów słonecznych różnych typów, „Czasopismo Techniczne. Chemia” 1-Ch/2009, Zeszyt 4.

W artykule:

• Istota konwersji promieniowania słonecznego w warunkach Polski
• Powietrzne kolektory słoneczne – budowa i zasada działania
• Parametry badanego słonecznego kolektora powietrznego

streszczenie

W artykule przedstawiono propozycję zastosowania prostego w budowie i możliwie taniego powietrznego kolektora słonecznego. Kolektor ten wykorzystuje podczas działania promieniowanie słoneczne do ogrzewania i wentylacji budynku. Przeanalizowano sprawności kolektorów słonecznych różnego rodzaju. Przedstawiono średnie wartości napromieniowania słonecznego w warunkach Polski. Na podstawie badań powietrznego kolektora słonecznego na terenie kraju przedstawiono uzyskane wyniki. Ich analiza daje możliwości dalszego doskonalenia budowy i działania tych urządzeń.



abstract

The article presents a proposal of using a simple in construction and possibly cheap air solar collector. The solar collector during operation uses solar radiation to heat and ventilate the building. The efficiency of various types of solar collectors has been analyzed. The average values of solar radiation in the conditions of Poland have been presented. On the basis of the research on the air solar collector in Poland, the obtained results were presented. The analysis of the results gives the possibility of further improvement of the air collectors construction and operation in the climatic conditions of Poland.

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

[powietrzny kolektor słoneczny, promieniowanie słoneczne, sprawność kolektorów, badania na rzeczywistym obiekcie, powietrze, ograniczenie emisji spalin, kolektor słoneczny, ogrzewanie]

Ten artykuł jest PŁATNY. Aby go przeczytać, wykup dostęp.
DOSTĘP ABONAMENTOWY
DOSTĘP SMS
Dostęp za pomocą SMS czasowo zawieszony







Reklamacje usługi prosimy zgłaszać przez formularz reklamacyjny
Masz już abonament - zaloguj się:
:
:
zapomniałem hasła
Nie posiadasz konta - kliknij i załóż »
Nie masz abonamentu - wykup dostęp:
Abonament umożliwia zalogowanym użytkownikom dostęp do wszystkich płatnych treści na naszym portalu.
Dostępne opcje abonamentowe:
Bezpłatny roczny dostęp przy opłaconej prenumeracie (365 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści elektronicznych portalu rynekinstalacyjny.pl przy opłaconej prenumeracie
Bezpłatny 2-letni dostęp przy opłaconej prenumeracie (730 dni) - 0,00 zł
Dostęp do treści elektronicznych portalu rynekinstalacyjny.pl przy opłaconej prenumeracie
Roczna prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do portalu - 150,00 zł
Wysyłka pocztowa miesięczników + dostęp do treści portalu ► ZAMÓW
Dwuletnia prenumerata papierowa (20 numerów) + dwuletni dostęp do portalu - 275,00 zł
Wysyłka pocztowa miesięczników + dostęp do treści portalu ► ZAMÓW
Roczna studencka prenumerata papierowa (10 numerów) + roczny dostęp do portalu - 90,00 zł
Wysyłka pocztowa miesięczników + dostęp do treści portalu ► ZAMÓW
Roczny dostęp on-line dla studentów (365 dni) - 63,00 zł
Dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Dostęp on-line (30 dni) - 18,00 zł
30-dniowy dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Roczny dostęp on-line (365 dni) - 98,00 zł
Dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Dwuletni dostęp on-line (730 dni) - 180,00 zł
Dostęp do wszystkich płatnych treści portalu
Regulamin korzystania z portalu RynekInstalacyjny.pl - zobacz regulamin
Uwagi prosimy zgłaszać na adres:
   04.11.2019

Komentarze

(1)
AdamAd | 18.11.2019, 10:07
Jeszcze żeby ceny były trochę niższe
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie



Pompy ciepła w przemyśle - poznaj ich zastosowanie »

Dobierz wielogazowy detektor podtynkowy »
wentylatory detektor gazów
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Dobierz płyn do instalacji »

webinar

 



Dołącz do platformy dla Projektanta start 16.03 »

 Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »
nowy program projektowanie
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


Jak działa klimatyzator który oszczędza do 77% zużycia energii »

wentylacja

 


 


Co zamontować na kominie » Nowoczesne krany - jak działają »
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Jak obniżyć koszty eksploatacji gazu? »

eco pompy ciepła

 



10 błędów w instalacji kanalizacji w domu jednorodzinnym » Energooszczędne źródła ciepła - zaprojektuj i wybuduj »
kanalizacja pompy ciepła
wiem więcej » poznaj dziś »

 


Mistrzowskie rozgrywki w sferze instalacji - jak to się robi »


 



Zdradzamy sposób na szybką naprawę usterki w wentylatorze »

Nowatorski sposób na wentylację pomieszczeń pracowniczych »
wentylator klimatyzacja
doceniam jakość » korzystam z udogodnień »

 


 


Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

Na czym polega automatyzacja w technice budowlnej »
wymienniki ciepła systemy kanalizacyjne
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Skorzystaj z kalkulatora doboru i wyceny grzejników »

ogrzewanie hybrydowe

 



Jak prawidłowo odizolować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

Czy może być jeszcze lepszy system do odzysku ciepła? »
produkcja studni wodomierzowych film o pompowni ppoz
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Poznaj tajemnice niezawodnej armatury »

wentylatory do łazienke

 



1 sposób na optymalizację strat energii »

Jakie są korzyści płynące ze stosowania pomp wodnych »
pompy cyrkulacyjne pompy wodne
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

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
3/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 3/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Wielobranżowy proces projektowy
  • - Chłodzenie obiektów przemysłowych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kryteria dla oczyszczaczy
powietrza
do pyłów zawieszonych "

Zapisuję się »

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