Instalacje z kolektorami słonecznymi. Walka o uzysk

Zobacz artykuł w wersji pdf  pdf         

jakie można uzyskać przy zastosowaniu kolektorów o danej powierzchni. Co jednak robić, kiedy rzeczywista eksploatacja nie spełnia początkowych nadziei?

Okresy stagnacji 
Po pierwsze warto sprawdzić, czy nie występowały okresy stagnacji podczas pracy instalacji kolektorów. Stagnacja jest powodowana przerwą cyrkulacji czynnika roboczego w kolektorach. Może to być powodowane wyłączeniem pompy obiegowej na skutek braku zasilania lub też okresowym przegrzewem zbiornika (np. na skutek braku poboru c.w.u.). Skutkiem stagnacji jest wzrost temperatury płyt kolektorów do uzyskania tak zwanej temperatury postojowej. W zależności od rodzaju kolektora temperatura ta wynosi powyżej 200°C dla kolektorów płaskich i 300°C dla kolektorów próżniowych o konstrukcji przepływowej oraz 150°C dla kolektorów próżniowych działających na zasadzie rur cieplnych (heat-pipe). Czynnik roboczy, osiągając tak wysokie temperatury, ulega odparowaniu i rozpadowi chemicznemu. Wpływa to negatywnie na drożność układu hydraulicznego i selektywność powłok kolektora. Jest to proces bardzo szkodliwy z punktu widzenia eksploatacji instalacji. Stagnacja powoduje zaczopowanie przepływu, co utrzymuje się do momentu ostudzenia kolektorów i kondensacji cieczy w nim zawartej. Zastosowanie separatora powietrza lub automatycznego odpowietrznika (niezabezpieczonego zaworem odcinającym) w najwyższym miejscu instalacji (fot.) spowoduje odprowadzanie par czynnika roboczego w okresie stagnacji do atmosfery. Wynikiem tego będzie spadek ciśnienia czynnika roboczego i ograniczenie przepływu w poszczególnych kolektorach. Taka praca instalacji zewnętrznie nie będzie powodować widocznych objawów i bez systemu monitorowania temperatur oraz przepływu będzie trudno stwierdzić, że nie daje ona oczekiwanych ilości energii. Najczęściej jest ona zasilana dodatkowo ze źródła konwencjonalnego i pokrywa ono potrzeby energetyczne.

Straty transportu 
Kolejnym wyjaśnieniem obniżonej temperatury i efektywności pracy instalacji, w porównaniu z symulacjami, mogą być straty transportu energii spowodowane  niedoskonałościami (fot.) wykonania izolacji termicznej przewodów (szczególnie na zewnątrz budynku). Zwiększone straty transportu towarzyszą również nadmiernej długości stosowanych połączeń rurowych wynikających z doboru kolektorów wymagających stosowania układu Tichelmanna dla każdego panelu. Ma to miejsce w kolektorach płaskich o budowie harfowej (rys.) łączonych w większe pola. Kolektory o budowie meandrycznej można łączyć równolegle przy jednostronnym podłączeniu zasilania i powrotu do 10 paneli bez istotnego obniżenia przepływu w poszczególnych modułach. Powoduje to istotne zmniejszenie długości orurowania na zewnątrz budynku, co znacząco wpływa na obniżenie strat transportu, szczególnie w dużych instalacjach, natomiast różnica w cenie kolektora decyduje często o zastosowaniu w dużych instalacjach kolektorów harfowych i jednocześnie rozbudowanego rurażu połączeń Tichelmanna,  który działa jak chłodnica, zmniejszając efektywność instalacji nawet do 25%.

Uwaga na symulacje
Ostatnim powodem rozbieżności może być fakt, że typ kolektora konkretnego producenta zastosowany w budynku może różnić się charakterystyką sprawności od typu kolektora wybranego z bazy danych programu symulacyjnego. Przy sporządzaniu symulacji komputerowej ważne jest korzystanie z programu zawierającego w bazie danych dokładnie ten rodzaj kolektora wybranego producenta, który będzie w rzeczywistości wykorzystany. W sytuacjach braku w bazach danych konkretnego producenta można ewentualnie wykonać symulacje przy użyciu kolektora o zbliżonych parametrach konstrukcyjnych. Można również wykorzystać różne programy komputerowe, zakładając, że ich wyniki wyznaczą przedział, w którym będą zawarte dane rzeczywiste.

Uśrednianie danych 
Jeśli wszystkie powyższe sposoby analizowania sytuacji nadal nie wyjaśniają, dlaczego nie uzyskujemy tyle energii, ile się spodziewaliśmy, należy wziąć pod uwagę fakt, że dane o nasłonecznieniu wykorzystywane w programach symulacyjnych są danymi uśrednionymi z 30-lecia z ośrodka pomiarowego położonego najbliżej lokalizacji kolektora. Tymczasem inwestor najczęściej wykazuje największe zainteresowanie uzyskami z kolektorów tuż po ich zainstalowaniu. Może się  pechowo zdarzyć, że okres ten przypadnie na deszczowe i pochmurne lato. Należy zatem pamiętać, że wartości energii napromieniowanej w krótkim odcinku czasowym mogą znacznie odbiegać od wartości uśrednionych.

dr inż. Maciej Wesołowski

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij