ABC kolektorów słonecznych. Cenny system

zobacz artykuł w formie pdf zobacz pdfa zobacz pdfa 

Na koszt zestawu solarnego składają się koszty poszczególnych komponentów. Im precyzyjniej dobrane zestawy kolektorów słonecznych do potrzeb energetycznych w budynku inwestora, tym szybciej mogą się zwrócić nakłady inwestycyjne. Warunkiem jest również prawidłowy montaż oraz eksploatacja zestawu solarnego. Koszt instalacji zwróci się tym szybciej, im dłuższy będzie czas pracy pompy solarnej w prawidłowo funkcjonującym systemie. Pompa winna pracować jedynie w przypadku, gdy kolektory słoneczne są w stanie wyprodukować ciepło użyteczne. Ile energii można stracić w przypadku niewłaściwego doboru komponentów lub parametrów pracy zestawu solarnego? Przyjmijmy, że kolektory słoneczne są „z górnej półki”, a w dodatku w korzystnej cenie. Na czym i ile można stracić?

Aby sprawność kolektorów słonecznych o najwyższej wydajności nie została zniweczona zastosowaniem niewłaściwego zasobnika, trzeba zadbać o jego właściwą konstrukcję. O tym, że powinien posiadać bardzo efektywną izolację, nie trzeba nikogo zapewniać, ale czy to już koniec wymagań? Najważniejsze okazuje się być zapewnienie konstrukcji pozwalającej na tworzenie się w zasobniku warstw temperaturowych.

Dla zmniejszenia kosztów zestawu solarnego oszczędza się nawet na izolacji cieplnej przewodów instalacji.
Ile powoduje to strat?
W instalacji o długości 20 m, zrealizowanej na rurze o średnicy 18 mm (o grubości izolacji cieplnej 10 mm zamiast 30 mm), może dojść do strat rzędu 40 kWh w skali miesiąca.
Jak wielkość ta ma się do energii pozyskiwanej przez kolektory słoneczne? W powyższym zestawieniu kosztów przyjąłem 3 kolektory słoneczne o powierzchni rzędu 6 m2. Gwarantują one uzysk 525 kWh/m2 w skali roku, to jest 3150 kWh/rok albo innymi słowy 260 kWh/miesiąc.

Zła izolacja cieplna przewodów może więc doprowadzić do strat rzędu nawet 15%!

Składnikiem każdego zestawu solarnego jest regulator współpracujący z grupą pompową. Prawidłowa praca regulatora zapewnia uzyskanie oczekiwanej wydajności zestawu solarnego. W przeszłości stosowano regulatory różnicowe bez regulacji prędkości obrotowej pompy solarnej, co prowadziło do zmniejszenia efektywnego czasu pracy instalacji. Jeśli pompa solarna się załączyła, po osiągnięciu przez kolektory słoneczne temperatury zapewniającej różnicę temperatur załączania, to w momencie, gdy wymóg ten nie był zrealizowany, pompa wyłączyła się. W nowoczesnych rozwiązaniach stosuje się regulację prędkości obrotowej pompy solarnej. W regulatorach z regulacją prędkości obrotowej następuje optymalizacja procesu załączania i wyłączania pompy solarnej. Algorytm pracy regulatora jest tak zaprojektowany, że po załączeniu pompy solarnej rejestrowany jest poziom spadku temperatury na kolektorach słonecznych i w przypadku, gdy następuje zmniejszenie temperatury na kolektorach słonecznych poniżej zaprogramowanego poziomu, pompa solarna zmniejsza obroty celem uzyskania mniejszego przepływu na kolektorach. Dzięki temu następuje większy przyrost temperatury na kolektorach słonecznych w przypadku zmniejszenia się poziomu natężenia promieniowania słonecznego. Pompa wyłączy się dopiero, gdy układ nie będzie w stanie uzyskać wzrostu temperatury na kolektorach słonecznych, który zapewniłby różnicę temperatur wyłączania pompy solarnej. Efektem jest znaczne wydłużenie efektywnego czasu pracy pompy solarnej, a co za tym idzie – wyższa wydajność instalacji solarnej. Właściwe nastawy oraz prawidłowy algorytm działania regulatora są więc niezbędne. Wydłużenie efektywnego czasu pracy pompy solarnej uzyskuje się w przypadku, gdy prawidłowo dobrane są różnice temperatur załączania i wyłączania pompy solarnej.

Prawie wszyscy oferenci zestawów solarnych proponują skorzystanie z programów symulacyjnych, które pozwalają na prognozowanie uzysku solarnego zastosowanych kolektorów słonecznych. Niektóre z tych programów są autorstwa producentów kolektorów i wówczas zalecam ostrożność przy ich wykorzystywaniu. Programy te mogą „preferować” własne produkty. Po prostu proponuję zweryfikowanie danych w oparciu o inny niezależny program. Nie ma problemu z pozyskaniem danych odnośnie warunków nasłonecznienia na terenie całej Europy. Problem może natomiast występować z wprowadzeniem tych danych do programu symulacyjnego.

dr inż. Jerzy Chodura

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