Szukaj na tym blogu

wtorek, 3 stycznia 2012

Nasłonecznienie w zimie

Wiele osób interesujących się energetyką słoneczną zapewne zadaje sobie to pytanie. Czy można w zimie efektywnie pozyskiwać energię słoneczną za pomocą baterii słonecznych czy kolektorów? Patrząc na dane meteorologiczne ilość energii słonecznej w zimie jest bardzo mała a natężenie promieniowania słonecznego rzadko przekracza 300 W/m2 i to w słoneczny dzień. Należy jednak zaznaczyć, że pomiary te dotyczą powierzchni horyzontalnej. Ilość energii, jaka dociera do ziemi jest stała jednak w zależności od kąta padania promieni słonecznych ta sama ilość energii pada na większy bądź mniejszy obszar. Największe nasłonecznienie będzie występować, gdy promienie słoneczne będą padać pod kątem prostym do powierzchni ziemi. Im kąt padania będzie większy tym nasłonecznienie w przeliczeniu na powierzchnię horyzontalną będzie mniejsze.
Zależność gęstości promieniowania słonecznego od kąta padania promieni słonecznych

Z uwagi że w polskiej szerokości geograficznej słońce w zimie znajduje się bardzo nisko nad horyzontem. Nawet w słoneczny dzień natężenie promieniowania słonecznego a co za tym idzie nasłonecznienie na powierzchnię horyzontalną jest niskie.
 Pomiar nasłonecznienia w zimie (23 grudnia) na powierzchnię horyzontalną w słoneczny bezchmurny dzień wynik ok 314 W/m2

Zwiększając kąt płaszczyzny na którą padają promienie słoneczne w kierunku południowym znacząco zwiększamy gęstość promieniowania słonecznego i nasłonecznienie.

 Pomiar nasłonecznienia w zimie  (23 grudnia) na powierzchnię pochyloną pod kątem 30-45 stopni wynik ok 579 W/m2

Optymalnym kątem pochylenia płaszczyzny w zimie jest kąt zbliżony do 90 stopni gdyż w takim przypadku promienie słoneczne padają na płaszczyznę pod kątem najbardziej zbliżonym do kąta prostego a dodatkowo do płaszczyzny dociera sporo promieniowania odbitego.

 Pomiar nasłonecznienia w zimie (23 grudnia) na powierzchnię pochyloną pod kątem 90 stopni wynik ok 873 W/m2

Jak pokazały pomiary przy natężeniu promieniowania słonecznego rzędu 300 W/m2 na powierzchnię horyzontalną pochylając czujnik pod kątem prostym gęstość promieniowania wzrosła do 870 W/m2, czyli do wartości typowej dla polskiego lata. Największa uzyskana wartość natężenia promieniowania słonecznego na przełomie grudnia i stycznia przekraczała 950 W/m2

Choć liczba słonecznych dni w zimie nie jest duża a dni są krótkie możliwe jest jednak efektywne pozyskiwanie energii słonecznej warunkiem jest odpowiednie ustawienie kolektorów czy baterii słonecznych.

6 komentarzy:

  1. Wydaje sie, ze celowe byloby zastosowanie prostego mechanizmu zegarowego, ktory regurowalby polozenie kolektora wraz ze zmiana polozenia slonca.
    Mozna by to zrobic kosztem zmniejszenia powierzchni kolektorow.
    a.t

    OdpowiedzUsuń
  2. Systemy nadążne w zimie nie mają sęsu gdyż słońce operuje na południowej części nieba cały dzień

    OdpowiedzUsuń
  3. jestem w trakcie budowy domu,obecnie przygotowuję się do instalacji wodnej,chciałem wykorzystać kolektory do podgrzewania wody latem.kolektory miały być montowane na dachu, ale po przeczytaniu pana postu o kolektorach pionowych mocno się zastanawiam na zamontowaniu paneli na ścianie od strony południowej nie wiem tylko czy istotna jest wysokość od ziemi na jakiej były by zamontowane panele.Czy mogę poznać pana opinię w tej sprawie Jarek

    OdpowiedzUsuń
  4. Ustawienie kolektora(baterii) prostopadle do padania promieni slonecznych zwieksza naslonecznienie do wartosci maksymalnych niezaleznie do pory roku. Tak wiec oplacalnosc zastosowania urzadzen nadaznych za sloncem powinno byc limitowane tylko ich kosztem. Moze wykonasz male obliczenia aby przyblizyc o jakie wartosci tu chodzi.
    a.t

    OdpowiedzUsuń
  5. Układy do "podążania za słońcem" zużywają więcej energii niż różnica w uzysku między "podążającym" a stałym" kolektorem próżniowo rurowym CPC.

    OdpowiedzUsuń
  6. @Jarek
    odległość od ziemi nie jest istotna z punktu wiedzenia energetycznego. Istotna będzie tu kwestia montażu i możliwości prowadzenia przewodów rurowych.

    @a.t
    Systemy nadążne dają tym większe uzyski im wędrówka słońca "dłuższa"

    W polscwe w zimie nie mają sensu gdyż słońce zawsze jest na południu i przemieszcza się w stosunkowo niewielkim zakresie. W lecie sytuacja jest odmienna słońce wstaje i zachodzi na północy więc jego wędrówka jest długa w szerokim zakresie kątów. (zyski z trakingu w zimie będą bardzo małe max kilkanaście procent w lecie spore 40-50%). Może kiedyś to dokładnie przeliczę.

    Systemy trakcyjne stosuje się tylko do fotowoltaiki.

    OdpowiedzUsuń

Komentarze zawsze są mile wdziane pod warunkiem że są w jakiś sposób związane z tematem i nie są reklamą urządzenia lub usługi.

Jeżeli chcesz zamieścić link "klikalny" użyj kodu HTML

<a href="długi_link"> jakaś_nazwa</a>
(z zachowaniem cudzysłowu)


Jeżeli nie posiadasz konta na Blogerze i zamieszczasz anonimowy komentarz podpisz się