Ile energii słonecznej mogą dostarczyć 2 kolektory zamontowane na dachu ?

W tym artykule przedstawimy uproszczoną symulację bilansu energii uzyskanej z dwóch płaskich kolektorów słonecznych.
Dla obliczeń przyjmiemy, że na dachu domku jednorodzinnego zamontowane będą dwa płaskie kolektory słoneczne, każdy o powierzchni apertury 1,93 m2 (powierzchnia brutto 2,02 m2). Tak więc łączna powierzchnia brutto wyniesie 4,04 m2, a łączna powierzchnia apertury wyniesie 3,86 m2.
Powierzchnia apertury kolektora to powierzchnia przeszklenia słonecznego.

Zapamiętaj! Fundamentalna zasada uzysku mocy z kolektorów słonecznych mówi, że kolektory nie mogą przetworzyć mocy większej od tej, padającej na powierzchnię aperturową. Dlatego powierzchnia apertury jest najważniejsza z punktu widzenia uzysków cieplnych kolektora słonecznego.

Dla pojedynczego kolektora płaskiego o powierzchni apertury wynoszącej 1,93 m2, średni dzienny uzysk energetyczny wynosi 3,4 kWh/m2. Z dwóch płaskich kolektorów słonecznych będziemy mieli średni dzienny uzysk energetyczny wynoszący 13,1 kWh. W ciągu roku dają one średnio 3586 kWh energii cieplnej, uwzględniając 275 dni słonecznych w ciągu roku.

Obliczenie zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową
Zakładamy, że w domu mieszkają 4 osoby. Przyjmujemy, że każda z nich potrzebuje dziennie ok. 60 litrów ciepłej wody o temperaturze 50 st. C. Zakładamy także, że w sieci wodociągowej płynie woda o temperaturze 10 st. C. Dzienne zapotrzebowanie na c.w.u. w domu mieszkalnym wynosi więc 240 l.
Obliczmy ilość energii (elektrycznej) potrzebną do zagrzania 240 l wody od temperatury 10 st. C do 50 st. C.

Q=m*cw*dT=11,2 kWh

Trzeba pamiętać, że potrzebna ilość energii jest potrzebna dziennie. W ciągu całego roku, energii na podgrzanie wody potrzeba 365*11,2 kWh = 4088 kWh

Tak więc pokrycie zapotrzebowania na ciepłą wodę przez instalację dwóch płaskich kolektorów słonecznych wynosi średnio 87%. Oczywiście w miesiącach letnich instalacja kolektorów jest w stanie zapewnić nawet 95% zapotrzebowania na c.w.u., z kolei wczesną wiosną i późną jesienią pokrycie energetyczne takiej instalacji nie przekracza 30%. Dlatego m.in. w miesiącach zimowych, wczesną wiosną i późną jesienią należy dodatkowo dogrzewać wodę, np. dodatkowych kotłem węglowym lub gazowym.

Uwaga: kolejną ważną zasadą przy projektowaniu instalacji solarnych jest ta, że w lato zbiornik wody musi przejąć całe ciepło uzyskane z instalacji kolektorów, nie może być nadwyżki tego ciepła. W przypadku ewentualnej nadwyżki ciepła sprawność całego układu spada, a po osiągnięciu temperatury stagnacji może dojść do zniszczenia instalacji kolektorów.

Zbiornik na ciepłą wodę zwykle na pojemność 100, 200, 300, 500 l. W naszym przykładzie założyliśmy, że domownicy będą potrzebować dziennie ok. 240 l ciepłej wody, a więc powinien mieć pojemność dokładnie taką lub większą. W przypadku niemożności znalezienia zbiornika o pojemności 250 l, należy wybrać zbiornik 300 l. Zbiorniki do kolektorów słonecznych mają dwie wężownice, czyli przystosowane są do podgrzewania wody z dwóch źródeł ciepła, typowo z instalacji kolektorów słonecznych oraz z kotła.
Kup zestaw 2 kolektorów słonecznych ze zbiornikiem 200 litrów w naszym sklepie