Temat doboru liczby kolektorów często jest przez użytkowników bagatelizowany. Koncentrują się oni na marce i cenie urządzeń zapominając, że najprostszym sposobem ograniczenia kosztów jest poprawa efektywności instalacji. Zbyt duża instalacja sprawia, że w okresie letnim mamy nadmiar ciepła, z którym niema, co robić, więc jest to ewidentna strata wpływająca na spadek efektywności całej instalacji. Dodatkowo przy braku odbioru ciepła kolektory przechodzą w stan stagnacji, co na długą metę nie jest korzystne dla tych urządzeń. W literaturze można znaleźć wiele sposobów obliczania powierzchni kolektorów jednak wspólną wadą tych sposobów jest opieranie się na średniorocznym nasłonecznieniu. Przykładowo posiadanie wiedzy, że w danym regionie nasłonecznienie wynosi 1050 kWh/m2 na rok jest mało przydatne z punktu widzenia inwestycyjnego, gdyż w polskich warunkach klimatycznych rozkład promieniowania słonecznego jest bardzo zróżnicowany na przestrzeni poszczególnych miesięcy.
nasłonecznienie na powierzchnię horyzontalną dla Krakowa
Aby instalacja pracowała maksymalnie efektywnie musi produkować w okresie największego nasłonecznienia (lato) nie więcej niż wynosi nasze zapotrzebowanie na energię. Dlatego też liczbę kolektorów powinno dobierać się w oparciu o zasoby energii słonecznej w miesiącu o największym nasłonecznieniu. Przed rozpoczęciem analizy należy ustalić jak ustawione będą kolektory na dachu. Dzięki skierowaniu urządzeń na południe pod odpowiednim kątem można w poszczególnych miesiącach zwiększyć lub zmniejszyć ilość docierającej do nich energii.
W polskich warunkach klimatycznych najbardziej racjonalne wydaje się instalowanie kolektorów pod kątem minimum 45 – 60 stopni. Dzięki takiemu ustawieniu następuje korzystne wypłaszczenie nasłonecznienia w półroczu letnim i znaczący wzrost energii w okresie zimowym.
Jak dokonać obliczeń.
Jak dokonać obliczeń.
Obliczyć ilość energii potrzebnej do ogrzewania zadanej ilości wody jest wyliczana ze wzoru:
Q = Cp × ΔT × M
gdzie:
Q – miesięczne zapotrzebowanie na energię do ogrzewania ciepłej wody [Wh]
Cp – ciepło właściwe wody 1,16 [Wh/kg × °K]
ΔT – różnica temperatur między zimną a ciepłą wodą zazwyczaj 35[°C]
M – miesięczne zużycie wody w litrach [kg]
Obliczyć wymaganą powierzchnię kolektorów
Nas – średnie nasłonecznienie w miesiącach letnich na powierzchnię pochyloną pod zakładanym kątem
Spr – sprawność instalacji. Z uwagi, że instalacja będzie dobierana optymalnie jej sprawność będzie relatywnie wysoka można założyć, że będzie to przedział od 40-50%
Chyba mogę przyjąć, że te same wyliczenia powinny się sprawdzić też dla fotowoltaiki?
OdpowiedzUsuńPWM
Z fotowoltaiką jest trochę inaczej
OdpowiedzUsuńjeżeli mamy instalację podpiętą do sieci to nasze zużycie energii nie jest dla nas ograniczeniem.
Jeżeli projektujemy system wyspowy to trzeba założyć że zużycie energii elektrycznej w lecie jest wyższe zwłaszcza jak korzystamy z klimatyzacji
Panie Bogdanie ja u siebie ten problem rozwiązałem w ten sposób, że nadmiar ciepła wrzucam do glikolowego gruntowego wymiennika ciepła. Posiadam 2 kolektory próżniowe 30 rurowe podłączone do 400l zbiornika i nawet w tej chwili otworzył już się zawór i ciepło przekazywane jest do gruntu. Sam wymyśliłem to rozwiązanie po dłuższej konwersacji z hydraulikiem. To będzie mój pierwszy sezon i zobaczę jaka będzie różnica w temperaturze gruntu w okresie zimowym, bo jak wiemy jest to niewyczerpalny i naturalny akumulator ciepła. Zauważyłem bardzo pozytywne zjawisko a mianowicie takie ,że kolektory praktycznie nigdy nie są przeciążone i pracują zawsze z najlepszą wydajnością.Instalator zalecał aby założyć tylko jeden kolektor 30 rurowy, twierdził, ze 2 to o wiele za dużo, ponieważ jeden kolektor przy 800W/m2 podgrzeje 350l wody od temp 10 st do 60 stopni. Planuje jeszcze powietrzne kolektory ścienne na południowej elewacji domku ale to plany na przyszłość....
OdpowiedzUsuń@ tomek
OdpowiedzUsuńA w jakim celu ogrzewa Pan grunt. Korzysta pan z pompy ciepła ?
Nie nie korzystam z pompy ciepła, korzystam z glikolowego GWC. Zdublowana powierzchnia kolektorów ma zapewnić ciepłą wodę w miesiącach chłodniejszych tj.mniejszego nasłonecznienia a w okresie nadmiaru słoneczka postanowiłem magazynować to w gruncie. W ostatnią zimę przy największych po długich mrozach temp. gruntu spadła do +5, będę chciał teraz porównać co będzie się działo podczas następnej zimy. Nie uważam tutaj, że są to jakieś duze usyski, jednak najbardziej chodzi o nieobciążanie kolektorów wysoką temp. podczas bardzo słonecznych dni. Mam nadzieję, że Pana zapytanie o ogrzewanie gruntu jest tylko przenośnią, ponieważ aby zmienić temperaturę gruntu chociażby o 1 st, potrzeba ogromnej ilości energii, jednak jak wspomniałem jest to akumulator, który utrzymuje stałą temperaturę tak jak akumulator samochodowy stałe napięcie i to co tam wepchniemy prędzej czy później odzyskamy. P.S. Jeśli chodzi o pompę ciepła to przymierzałem się do niej na etapie budowy, jednak zdecydowałem się na automatyczny piec kominkowy z płaczczem wodnym na pelety podłączony pod podłogówkę w całym domu. Pompa ciepła za droga a ceny prądu także prą do przodu w kosmicznym tempie. Pozdrawiam.
OdpowiedzUsuńJeżeli złoże nie jest izolowane to efekt ogrzewania raczej będzie nie zauważalny. Przy regeneracji gruntu ciepłem z kolektorów zachodzi także ryzyko przesuszenia gruntu przez co spadnie jego pojemność cieplna w efekcie osiągniemy efekt odwrotny od założonego.
OdpowiedzUsuń200m wymiennika umieszczone zostało w bardzo mokrej glinie a poza tym grunt zawsze ma stałą temperaturę zmieniającą sie właśnie z porami roku i to właśnie słońce sprawia że zmienia się temperatura gruntu a my jeszcze to dodatkowo wspomagamy że głębiej umieszczamy wymiennik i to słoneczko przekazujemy tam gdzie właśnie powinno dosięgać. Poza tym instalacje kolektorów wpiąłem w GGWC aby zwiększyć wykorzystanie energii z kolektorów, która w innym wypadku zostanie po prostu zmarnowana. A to przesuszenie gruntu to pewnie ma Pan na myśli rurę ciepłowniczą przebiegającą pod ziemią, która owszem zmieni temp. otaczającego gruntu ale wtedy sa to ogromne ilości energii.
OdpowiedzUsuńOczywiście nie skorzystałem z programu dopłat do kolektorów słonecznych, ponieważ to jeden wielki przekręt podobnie jak program rodzina na swoim (bankier i deweloper na swoim). O wiele wcześniej zakupiłem zbiornik nierdzewny z dwiema wężownicami i ogrzewałem wodę piecykiem. Staram sie jak najwięcej używać ciepłej wody aby zminimalizować zużycie energii od dostawcy PGE, założyłem zawór 3 drogowy i korzystam z ciepłej wody do prania, zdecydowałem się na zbiornik nierdzewny, ponieważ nie rozwijają się w nim bakterie i osady w których to właśnie one się rozmnażają, woda nie ma charakterystycznego posmaku i używamy jej w kuchni do gotowania, co pozwala na duże oszczędności przy kuchence indukcyjnej. Od razu na etapie budowy przyjałem rezygnację z miejskiego przyłącza gazowego, ponieważ przy energooszczędnym domu to 5 koło do wozu a niezależnie ile z tego korzystamy to placimy duże opłaty stałe, powiedziałem dzięki wystarczy mi licznik energii elektrycznej, mam taryfę G12W, to taka weekendowa z większą ilością godzin w nocnej taryfie. To czy kolektory sie oplacają to powiem, że przy dzisiejszych cenach i konkretnej pomocy państwa to na pewno nie, jednak dla ludzi którym zależy na odnawialnych źródłach energii to rzecz bezcenna.
OdpowiedzUsuńDołączając się do dyskusji , chciałbym poddać taki pomysł , który zamierzam w niedługim czasie zastosować u siebie . Ponieważ koszty kolektorów są bądź co bądź spore , postanowiłem zrobić domowym sposobem , według opisów jakie są na forach . Niedługo zacznę coś skecać, jak tylko wygospodaruję trochę czasu . Pomysł mój polega na tym , by zakopać w ziemi zbiornik na szambo ekologiczne ,( jest jeszcze opcja z blachą kainerową , do przemyslenia ) nastepnie po napełnieniu go przez deszczówkę , podłączyć go do paneli słonecznych . Plan jest taki , by tych paneli było przynajmniej z 5 szt. Wziąwszy pod uwagę , że będą robione domowym sposobem , to zapewne ich sprawność będzie niższa niż fabrycznych . Podgrzewając tę wodę miałbym dodatkowo akumulator cieplny , który mógłbym wykorzystać na dogrzewanie domu w miesiącach wiosennych i jesiennych . Oczywiście zbiornik trzeba będzie wyizolować , by ciepło nie uciekało tak szybko. Wogóle , to , ponieważ niedługo będę dobudowywał do domu kolejne pomieszczenie to aż mnie kusi by ten zbiornik ( zwłaszcza kainerowy )umieścić pod domem ;) Aha , oczywiście kolektory w pierwszej kolejności grzałyby wodę użytkową a nadwyżką ogrzewałbym ten większy zbiornik . Jak się na to zapatrujecie . Zdaję sobie sprawę , że to rozłozy mi się w czasie ze względu na koszta , ale mam nadzieję , że w skali roku udałoby się sporo zaoszczędzić na ogrzewaniu . Dodam , że teraz przy kapitalnym remoncie chcę dać wszędzie ogrzewanie podłogowe
OdpowiedzUsuńGrzesiek
@ grzesiek
OdpowiedzUsuńPomysł wydaje się ciekawy. Aby zbiornik spełniał swoje zadanie musi być bardzo dobrze izolowany to problem techniczny. Pytanie czy nie lepiej zainstalować go gdzieś w domu ? Co do wspomagania CO byłbym jednak sceptyczny ilość energii w okresie jesienno wiosennym jest stosunkowo mała może nie starczyć na samo CWU. Dodatkowo proszę zauważyć że domowe kolektory mają dość słabą izolację cieplną co przekłada się na niską sprawność zwłaszcza w półroczu zimowym. Oznacza to że takie kolektory mogą nie być w stanie skutecznie nagrzewać wody w do wyższych temperatur jaka jest niezbędna do wspomagania CO
Miło słyszeć , że nie jest to utopia ;) , co do treści to ...Dlatego właśnie napisałem , ze po pierwsze przynajmniej 5 paneli , po drugie , bedzie ogrzewanie podłogowe . Myślę , że woda o temp. 30-35*C wystarczy do dogrzania pomieszczenia . Dodatkowo dom też nie wychładza się niewiadomo jak szybko . Obecnie przykładowo przepalane w domu było dwa razy w ciągu ostatnich 3 tygodni i jest ciepło . tak więc gdybym miał w tygodniu przynjamniej 3 dni na tyle ciepłe , żeby zagrzać 2 kubiki wody do temp. 30-40 *C to coś z tego powinno być . Oczywiście muszę to jeszcze wszystko policzyć , tak więc dzięki za wzory , na pewno się przydadzą . O opcji pod domem pisałem , jedynie boje się tego , ze nie będzie tam żadnego wglądu , a przynajmniej byłby utrudniony , dlatego musiałbym go jeszcze przemysleć . Zwłaszcza jeśli chodzi o wyczyszczenie zbiornika tudziez grzałek . Zakładam , że z deszczówki , nie byłoby tego kamienia niewiadomo ile , prędzej byłaby to kwestia pyłów z powietrza , czy też brudnego dachu , rynny .
OdpowiedzUsuńGrzesiek
Także uważam że ze zbiornikiem to dość dobry pomysł, sam to kiedyś rozważałem jednak plan nie wszedł w życie. Jeśli chodzi o zbiornik to najlepiej ocieplić go natryskową pianą poliuretanową najlepiej zamkniętokomórkową, o ile wiem na dzień dzisiejszy to materiał o najmniejszej przepuszczalności cieplnej ( lambda 0,020). Najlepiej taki zbiornik umieścić pod podłogą garażu i koniecznie zrezygnować z ocieplenia podłogi w garażu, ewentualne straty będą ogrzewać garaż i mało tego, nie ogrzewając garażu zawsze będziemy mieli grubo powyżej zera w duze mrozy, nie tylko dlatego że jest tam zbiornik ale dlatego że korzystamy z ciepła gruntu, który przez cały rok ma stałą temperaturę.
OdpowiedzUsuńCHCIAŁBYM SIĘ ZAPYTAĆ O ŻRÓDŁO DANYCH DOTYCZĄCYCH NASŁONECZNIENIA W KRAKOWIE.
OdpowiedzUsuńMATEUSZ
Ponawiam pytanie kolegi Mateusza, jeśli chodzi o źródło danych dotyczących nasłonecznienia.
OdpowiedzUsuńJarek
http://www.transport.gov.pl/2-48203f1e24e2f-1787735-p_1.htm
OdpowiedzUsuńBardzo ciekawie to zosatło opisane.
OdpowiedzUsuńprzydatny wpis!
OdpowiedzUsuńmiło się czyta te wpisy!
OdpowiedzUsuń