Kolektory grzeją wodę nawet zimą. Sprawdzamy, ile naprawdę dają w słoneczny dzień przy -10°C
Ujemne, zimowe temperatury nie muszą oznaczać, że kolektory słoneczne przestają pracować. W rzeczywistości instalacja może ogrzewać CWU nawet przy -10°C. Warunkiem jest odpowiednie nasłonecznienie kolektora. Sprawdzamy, ile energii może dostarczyć typowa instalacja w pogodny, zimowy dzień.
- Działanie kolektorów w mroźny dzień – słońce ma znaczenie
- Ile energii daje instalacja, gdy zimą świeci słońce, a termometr pokazuje 10°C?
- Letnie dni nie gwarantują wydajnego podgrzewania CWU
Działanie kolektorów w mroźny dzień – słońce ma znaczenie
Wiele osób zakłada, że kolektory słoneczne działają tylko w porze wiosenno letniej. Gdy temperatura powietrza jest wysoka, a słońce świeci przez większość dnia, faktycznie zwiększa się wydajność systemu. Najwyższa wydajność w sezonie letnim nie oznacza, że ogrzewanie wody w sezonie zimowym jest niemożliwe. Co ciekawe, kolektory mogą podgrzewać wodę nawet, gdy na zewnątrz panuje mróz.
Warto zauważyć, że kolektory pobierają ciepło z promieni słonecznych, a nie z powietrza. Absorber zamienia promieniowanie słoneczne na energię cieplną, która następnie przekazuje je do czynnika krążącego w instalacji. Czynnik przepływa przez wymiennik ciepła i przekazuje energię do ciepłej wody użytkowej.
Kolektor musi pobierać energię ze słońca, a jednocześnie ograniczać ucieczkę energii przez ujemne temperatury. Im niższa temperatura otoczenia, tym większe straty energii grzewczej. Dlatego solary pracujące w okresie zimowym nie uzyskują tak dobrych efektów jak w sprzyjających, letnich dniach.
Ile energii daje instalacja, gdy zimą świeci słońce, a termometr pokazuje 10°C?
Na nasze potrzeby posłużymy się przykładem instalacji z czterema metrami czynnej powierzchni kolektorów zorientowanych na południe. To przeciętny rozmiar instalacji dla domu jednorodzinnego.
Zakładamy też, że w pogodny, zimowy dzień, przy pełnym nasłonecznieniu do kolektorów może dotrzeć około 2,5 kW energii słonecznej na każdy 1 metr kwadratowy. W sumie daje to 10 kWh na całą instalacje. Przez straty urządzenia i wychłodzenie związane z warunkami zewnętrznymi, realny uzysk energii może wynieść około 3 kWh w ciągu całego dnia. Jest to energia, którą można podgrzać CWU o około 13 stopni Celsjusza (zakładając posiadanie zasobnika o pojemności do 200 litrów).
Powyższe wyniki są tylko przykładem, a realny uzysk energii może być różny. Dużo zależy od rodzaju kolektora, temperatury czynnika grzewczego, początkowej temperatury wody oraz rzeczywistego czasu nasłonecznienie kolektorów.
Letnie dni nie gwarantują wydajnego podgrzewania CWU
Jak już wspomnieliśmy wcześniej, kolektory słoneczne podgrzewają ciepłą wodę z energii słonecznej, a nie temperatury otoczenia. Dlatego nie ma gwarancji, że instalacja będzie działała z pełną wydajnością przez cały sezon letni.
Dla przykładu weźmy pod uwagę lipcowy dzień z temperaturą około 25°C. Temperatura jest wysoka, ale tego dnia panuje duże zachmurzenie, a promienie słoneczne docierają do kolektorów tylko co pewien czas. W takiej sytuacji do instalacji może dotrzeć około 8 kWh (wartość przykładowa). Przy sprawności na poziomie 50% uzyskamy realnie 4 kWh energii dziennie.
W grudniowym scenariuszu uzyskaliśmy przez cały dzień 3 kWh energii. Wynik z pochmurnego dnia lipcowego jest nieznacznie lepszy. Przy sprzyjających warunkach pogodowych, letnia efektywność działania kolektorów słonecznych byłaby już znacznie wyższa. Jednak nie oznacza to, że w każdy letni dzień instalacja będzie pracować z pełną wydajnością, a w okresie zimowym stanie się całkowicie nieprzydatna.