Kolektory słoneczne – przegląd energii słonecznej w Polsce

Napromieniowanie całkowite na terenie Polski

Najbardziej napromieniowanymi słonecznie obszarami Polski są województwa: mazowieckie, wielkopolskie, łódzkie, świętokrzyskie i lubelskie. Częściowo są to również województwa podkarpacie i małopolskie. Zróżnicowanie to zamyka się w granicach od 996 kWh/m2 powierzchni płaskiej na obszarach słabszych do 1048 kWh/m2 na obszarach najsilniej napromieniowanych.

Jednak, w praktyce wygląda to nieco inaczej. Pod względem napromieniowania słonecznego, cały nasz kraj przystosowany jest do stosowania takiego ogrzewania. Roczne sumy napromieniowania słonecznego w Polsce sięgają 1000 kWh/m2 z odchyłami +/- 10%

Energia użyteczna z kolektora słonecznego

Zazwyczaj, ilość energii użytkowej, którą można wykorzystać z jednostki powierzchni kolektora słonecznego w określonym czasie, jest w wielu przypadkach zmienna, ale mało zróżnicowana. Wszystko zależy od rodzaju i wykonania samego kolektora, którego jesteśmy właścicielami. Wszystko zależy od jego budowy, jej przeznaczenia oraz samego sposoby używania kolektorów słonecznych.

Wszystkie kolektory słoneczne, które dostępne są na rynku, muszą posiadać certyfikaty, stwierdzające przeprowadzone na nich badania wydajności elektrycznej. Dzięki temu, możliwe mieć pewność, że takie kolektory świetnie sprawdzą się w różnych warunkach atmosferycznych. Powinniśmy dobrać kolektor w zależności od swoich potrzeb. Powinniśmy zwrócić uwagę na takie czynniki jak wielkości instalacji, jej przeznaczenia i położenia geograficznego wybranej miejscowości, w której kolektor ma zostać umieszczony. Takie certyfikaty można znaleźć również na stronie internetowej jednostki badawczej.

Aby obliczyć użyteczność energii z kolektorów słonecznych, konieczne jest obliczenie symulacyjne przy wykorzystaniu programu komputerowego jakim jest Get Solar. Właśnie takie badania pokazują prawidłowość budowy samej instalacji oraz wiarygodność przypisanej jej wielkości energii użytkowej. Dzięki temu, że za pomocą programu wszystko zostanie sprawdzone, można będzie mieć pewność, że producent nie chciał nas oszukać, a zakupiony sprzęt będzie działa jak należy.

Kolektory słoneczne – przegląd energii słonecznej w Polsce

Wartość ciepła uzyskanego z instalacji słonecznej do ogrzewania wody użytkowej

Do odpowiedzi na to zagadnienie, posłuż obliczenia symulacyjne na przykładzie instalacji słonecznej, która będzie miała następujące założenia. Taka instalacja będzie przeznaczona do wspomagania ogrzewania wody użytkowej w konkretnym budynku mieszkalnym. Obliczenia zostały wykonane dla wielkości napromieniowania słonecznego w środkowej Polsce – dla miasta Łodzi ( szerokość geograficzna 51,8o). Cechami charakterystycznymi instalacji są:

• woda jest ogrzewana od 10oC do 50oC,
• instalacja wyposażona jest w podgrzewacz wężownicowy o pojemności tak dobranej, że na 1 m2 kolektora przypada 40l wody w podgrzewaczu,
• do obliczeń przyjęto sprawność i wydajność energetyczną kolektora słonecznego KS2000TP.
• Efektywność instalacji przy dobowym zużyciu ogrzewanej wody wynosi V = 50 – 220 l/m2 baterii kolektorów słonecznych – ujęcie tabelaryczne całoroczne.

Wyniki przedstawiają się następująco:

	krzywa napromieniowania słońca na instalację    kWh/m2 x miesiąc
	krzywa zysku solarnego z instalacji przy     dobowym zużyciu wody 50l/m2 kolektora
	krzywa udziału % energii słonecznej w ogrzewaniu wody do 50oC
	krzywa zysku solarnego z instalacji przy dobowym zużyciu wody 220l/m2 kolektora
	krzywa udziału % energii słonecznej w ogrzewaniu wody do 50oC

test

Analiza uzyskanych wyników

Z powyższych wyników można wywnioskować że:

• Kolektor słoneczny jest w stanie jedynie częściowo wykorzystać napromieniowanie słoneczne w celu zagrzania wody użytkowej w naszym domu. Jednak, udział w skali roku takiego kolektora do ogrzewania wody wynosi aż 50%, co pozwala na zmniejszenie kosztów korzystania z tradycyjnego ogrzewania o połowę.
• Jeśli w domu jednorodzinnym zdecydujemy się na instalacje kilku kolektorów, można mieć zwiększyć podaną wyższej wartość do nawet 60%. Jednak, wtedy zużycie wody nie może przekroczyć 50 l/m2 powierzchni kolektora.
• Decydując się na instalacje z wykorzystaniem dużej ilości kolektorów, należy pamiętać, że odznacza się ona niższym stopniem udziału energii społecznej do ogrzewania wody. Odznacza się natomiast wysoką sprawnością energetyczną, która przekracza 60%. Jest to stosunek uzyskanej energii słonecznej z instalacji do rzeczywistego zużycia ciepła na ogrzanie zużytej wody i ta wielkość liczbowa wyrażona jest procentowo