|
|
ekoEnergia: ogrzewanie, wentylacja pomieszczeń, mądre budowanie, energia solarna, ekologia
|
|
|
|
|
|
|
|
Kolektory słoneczne - mity i rzeczywistość |
|
|
24.03.2007. |
Czy kolektory służą do ogrzewania słonecznego?Jakimś dziwnym zbiegiem okoliczności najwięcej słońca posiadamy w okresie kiedy go najmniej potrzebujemy.
W okresie zimowym 15.X – 15.IV zużywamy 100 % ciepła na ogrzewanie i 75 % energii na podgrzanie ciepłej wody użytkowej. Jednocześnie, w tym czasie mamy zaledwie 25% energii słonecznej.
Jedno z drugiego wynika.
Jeżeli, wziąć pod uwagę, że w okresie zimowym sprawność kolektorów radykalnie spada. W listopadzie, grudniu, styczniu i lutym - łącznie możemy wykorzystać jedynie 4% promieniowania rocznego. Wykorzystanie energii słonecznej do produkcji ciepła w kolektorach słonecznych ma pewną specyfikę.
Z przytoczony powyżej dany wynika, że użytkowanie kolektorów bez specjalnych systemów sezonowej akumulacji jest uzasadnione wyłącznie w okresie dostatecznego nasłonecznienia, czyli w okresie letnim, częściowo też w okresach przejściowych wiosna, jesień.
Całkowicie nieuzasadnionym wydaje się wprowadzenie na rynek w ostatnich latach próżniowych kolektorów słonecznych.Ich podstawowe zadanie, pozyskanie ciepła, przecież efektywne wyłącznie w okresie letnim i jednoczesne izolowane od temperatury powietrza zewnętrznego to dwie sprzeczności.
Pozyskanie, energii w sezonie zimowym, gdy na przykład w grudniu temperatura spada zdecydowanie poniżej zera i izolacja spełnia swoją funkcję, miałoby jakiś sens, gdyby nie brak słońca, wtedy miesięczne nasłonecznienie nie przekracza 1,6% rocznego.
Zdecydowana różnica w kosztach zakupu, skomplikowana i droga instalacja dwuobwodowa, ze względu na roboczy czynnik niezamarzający, powinna zachęcać tylko fanatyków. Kolektory te mogą osiągać temperaturę powyżej 100C.
Zdecydowanie korzystniejszy stosunek ceny do wydajności wykazują płaskie kolektory słoneczne. Jednak ich sposób użytkowania pozostaje taki sam jak kolektorów próżniowych. Różnica polega na uzyskiwaniu niższych sprawności w okresie zimowym, co jest związane z małą izolacyjnością w porównaniu do próżniowych.
Najtańszym rozwiązaniem jest system powietrznych kolektorów słonecznych.
Niedocenianych, stosowany najczęściej w rolnictwie.
System ten ma jedną zasadniczą wadę. Uzyskiwane temperatury wyjściowe są znacznie mniejsze niż pozostałych kolektorów. Uzyskiwanie wyższych temperatur wiąże się z wyższymi stratami ciepła, dlatego nie stosuje się najczęściej więcej niż 50C.
Powyższa wada przy stosowaniu kolektorów powietrznych łącznie z systemami sezonowej akumulacji ciepła nie stanowi problemu. Zauważyć należy, że ogólna sprawność kolektora powietrznego w stosunku do pozostałych kolektorów znacznie się zwiększa, poprzez uwzględnianie ciepła zawartego w powietrzu dostarczanym do ogrzania.
Od 15.IV, gdy temperatury przewyższają 15C sprawność kolektora oceniana jest na 70% (w zależności od prędkości przepływu powietrza). Dodatkową zaletą systemów z sezonową akumulacją ciepła jest to, że w okresie letnim uzyskujemy ochłodzone powietrze (5- 20C w zależności od napełnienia akumulatora), które możemy wykorzystać do chłodzenia pomieszczeń.
Podsumowanie:
Kolektory słoneczne próżniowe.Posiadają wysoką izolację od otoczenia spełnią nasze oczekiwania wyłącznie w okresie letnim. W okresie zimowy, ze względu na bardzo małe nasłonecznienie praktycznie pozostają bezużyteczne. Można uzyskiwać wysokie temperatury czynnika roboczego, przewyższające 100C. Cena zakupu i eksploatacji wysoka.
Kolektory płaskie.W stosunku do próżniowych, mniejsza sprawność. Stosowane wyłącznie w okresie letnim, ze względu na brak izolacji termicznej i niskie nasłonecznienie w okresie zimowym. Cena zakupu i eksploatacji znacznie niższa niż próżniowych.
Kolektory powietrzne.Sprawność porównywalna do kolektorów próżniowych. Niższa temperatura czynnika roboczego wymaga uzupełniania przez system nagrzewania elektrycznego. Czynnik roboczy – powietrze. Bardzo niskie ceny zakupu i eksploatacji. Możliwość samodzielnego wykonania.
W układach z wentylacją mechaniczną możliwość stosowania cały rok.
Nasze doświadczenie wskazuje na konieczność stosowania kolektorów słonecznych w układach z akumulacją ciepła sezonową i dobową .Kolektory w układach dobrze zaprojektowanych, mogą zaspokoić prawie wszystkie potrzeby energetyczne na ogrzewanie budynków. Prawie, oprócz kilku dni w roku, gdzie temperatura spada poniżej -15C.
Z zastrzeżeniem, że budynki są izolowane przynajmniej do normy 100 kWh/m2/rok.
Uwaga!
W budynkach dobrze izolowanych, o normie zużycia poniżej 40 kWh/m2/rok , stosowanie jakichkolwiek Źródeł ciepła, oprócz energii elektrycznej staje się nieuzasadnione ekonomicznie, ze względu na bardzo niskie zużycie energii i długi okres zwrotu nakładów na inwestycje związane z zakupem urządzeń. (parę wyjątków, tanich instalacji słonecznych w dziale "magazynowanie ciepła).
W przypadku budynków modernizowanych, kiedy spełnienie norm 40 kWh/m2/rok jest niemożliwe ze względów technicznych lub nieopłacalne ze względu na kosztowne przebudowy konstrukcji budynku, stosowanie tanich, mało skomplikowanych urządzeń słonecznych jest sposobem na znaczne obniżenie kosztów eksploatacji.
 |
|
|
|
