ZeszytFachowySolar200907.pdf

Zeszyty fachowe

Energetyka słoneczna

Energia promieniowania słonecznego

oszczędza koszty ogrzewania

Energia promieniowania słonecz

nego (EPS) jest przyjazna środowi

sku, bezpłatna i efektywna. Oczy

wiście pod warunkiem, że w po

siadaniu znajduje się instalacja

z wysokowydajnymi kolektorami

słonecznymi i zharmonizowanymi

z nimi komponentami systemo

wymi firmy Viessmann.

Spis treści

1. Informacje podstawowe

strona 4

1.1. Energia użyteczna

1.. Ciepło ze Słońca

1.. Natężenie promieniowania

słonecznego

1.4. Wpływ orientacji i nachylenia

na uzysk energii

1.5. Optymalizacja całości systemu

2. Wymiarowanie instalacji

kolektorów słonecznych

strona 8

.1. Sprawność kolektora

.. Stopień pokrycia potrzeb

.. Wpływ różnych parametrów

na stopień pokrycia potrzeb

3. Przykład obliczeniowy dla

podgrzewu c.w.u. w domu

jednorodzinnym

strona 10

4. Budowa i działanie kolektorów

słonecznych Viessmann

strona 1

5. Dobór i możliwości montażu

różnych typów kolektorów

strona 1

6. Technika systemowa Viessmann

oszczędza koszty i czas

montażu

strona 14

6.1. Kolektory

6.. Pojemnościowe podgrzewacze

c.w.u.

6.. Komponenty systemu

7. Instalacje do podgrzewu c.w.u.

strona 0

8. Integracja instalacji kolektorów

słonecznych z instalacją grzew-

czą

strona 1

9. Energetyka słoneczna w nowym

świetle: kolektory jako element

aranżacji architektonicznej

strona

1. Informacje podstawowe

Ciepło ze Słońca wykorzystujemy od

zawsze. Latem ogrzewa ono nasze

domy bezpośrednio, a w zimie wyko

rzystywane jest do ogrzewania do

mów i podgrzewu ciepłej wody użyt

kowej.

Dla oszczędnego gospodarowania

zasobami paliw, które natura nagro

madziła w trakcie milionów lat, bran

ża techniki grzewczej poszła konse

kwentnie nowymi drogami, które

umożliwiły odpowiedzialne obcho

dzenie się z tymi zasobami.

Racjonalnym uzupełnieniem tych dą

żeń jest bezpośrednie wykorzystywa

nie energii słonecznej przy pomocy

kolektorów. Wysokosprawne tech

nicznie kolektory i dostosowany do

nich cały system sprawiają, że ekono

miczne wykorzystywanie energii sło

necznej nie jest już dzisiaj żadną wi

zją przyszłościową, lecz stosowaną

na co dzień rzeczywistością. Jeśli

uwzględni się nieuniknione przyszłe

podwyżki cen paliw, to inwestycja

w instalację kolektorów słonecznych

będzie z pewnością udaną inwestycją

w przyszłość.

[kWh/m 2 ·rok]

1.1. Energia użyteczna

W przekroju rocznym napromienio

wanie w Polsce odpowiada mniej

więcej 1000 kWh/m , co jest jedno

znaczne z energią zawartą w ok. 100

litrach oleju opałowego lub 100 m

gazu ziemnego.

Rys. 1: Globalne napromieniowanie roczne

Energia użyteczna, uzyskiwana przez

kolektor słoneczny, zależy od wielu

czynników. Najistotniejszy wpływ ma

prawidłowe oszacowanie zapotrzebo

wania ciepła, jakie mają pokryć kolek

tory, i odpowiadającej mu wielkości

instalacji. Znaczenie ma również ilość

będącej ogólnie do dyspozycji ener

gii promieniowania słonecznego:

dysponowane napromienienie rocz

ne w Niemczech odpowiada, zależnie

o miejsca, od 950 do 1050 kWh/(m ·a)

(rys. 1).

Ponadto istotną rolę odgrywa typ

kolektora oraz jego pochylenie

i orientacja. Dla ekonomicznej pracy

całego układu jest ponadto konieczne

staranne zwymiarowanie wszystkich

komponentów instalacji. Prawid

łowo zaprojektowane instalacje

kolektorów słonecznych z wzajem

nie dopasowanymi komponentami

systemowymi mogą pokryć ok. 50 do

60% całorocznego zapotrzebowania

ciepła dla podgrzewu c.w.u. w do

mach jedno lub dwurodzinnych.

W lecie można często zrezygnować

całkowicie z ciepła dodatkowego.

W pozostałych miesiącach podgrzew

c.w.u. uzupełniany jest drugim, nie

zależnym źródłem ciepła, z reguły

olejowym lub gazowym kotłem ni

skotemperaturowym, lub – jeszcze

lepiej – kondensacyjnym. Kolektory

słoneczne są możliwe do zastosowa

nia nie tylko do podgrzewania c.w.u.

ale również do wspomagania ogrze

wania pomieszczeń.

Informacje podstawowe

1.2. Ciepło ze Słońca

Około 1/ całkowitego zapotrzebo

wania energii użytecznej w Polsce

zużywa się na ogrzewanie budyn

ków. Energooszczędne technologie

budowlane, a przede wszystkim

oszczędne systemy grzewcze mo

gą wydatnie zmniejszyć to zużycie

i w ten sposób przyczynić się do

poszanowania zasobów naturalnych

i ochrony czystości atmosfery.

Znaczny potencjał oszczędności

tkwi w podgrzewaniu c.w.u. Tutaj

kolektory słoneczne we współpracy

z centralnym pojemnościowym pod

grzewaczem c.w.u., w naszych sze

rokościach geograficznych zwłaszcza

w miesiącach letnich są interesującą

alternatywą wobec kotła grzewczego.

1.3. Natężenie promieniowania

słonecznego

Promieniowanie słoneczne jest stru

mieniem energii, emitowanym przez

Słońce równomiernie we wszystkich

kierunkach. Do zewnętrznych warstw

atmosfery Ziemi dociera stale pro

mieniowanie o mocy 1,6 kW/m .

Wartość tę określa się mianem stałej

słonecznej. Przy przechodzeniu przez

atmosferę ziemską promieniowanie

słoneczne ulega osłabieniu wskutek

odbicia, rozproszenia i absorpcji

przez cząsteczki pyłów i molekuły

gazów (rys. ).

Część promieniowania po pokonaniu

tych przeszkód dociera do powierzch

ni Ziemi: jest to tzw. promieniowanie

bezpośrednie. Część promieniowania

słonecznego, odbitego lub zaabsor

bowanego i znowu wypromieniowa

nego przez cząsteczki pyłów i mole

kuły gazów, dociera do powierzchni

Ziemi jako tzw. promieniowanie roz

proszone. Sumę promieniowania bez

pośredniego i rozproszonego (rys. )

nazywa się promieniowaniem cał

kowitym Eg. W optymalnych warun

kach (bezchmurne niebo, przejrzyste

powietrze, pora południowa) wynosi

ono maksymalnie do ok. 1000 W/m .

A Promieniowanie rozproszone

B Promieniowanie bezpośrednie

C Wiatr, deszcz, śnieg, konwekcja

D Straty wskutek konwekcji

E Straty wskutek przenikania ciepła

F Promieniowanie cieplne

absorbera

G Promieniowanie cieplne

pokrywy szklanej

H Moc użyteczna kolektora

K Odbicie promieni słonecznych

Rys. 2: Wykorzystanie promieniowania słonecznego w kolektorze

6000

5000

promieniowanie całkowite

promieniowanie bezpo rednie

promieniowanie rozproszone

4000

3000

2000

1000

Sty. Luty

Marz.

Kwie

Maj Czerw. Lip. Sierp. Wrz. Pa .

Lis. Gru.

Kolektory słoneczne, zależnie od ich

typu oraz zwymiarowania instalacji,

mogą wykorzystać nawet 75% pro

mieniowania całkowitego.

Rys. 3: Dzienne wartości napromienienia w przedziale całego roku

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: