Liczba kolektorów, które planujemy zainstalować, powinna być wypadkową kilku kluczowych czynników, spośród których te, na które zazwyczaj w pierwszej kolejności zwracamy uwagę (marka i cena urządzeń) mają tak naprawdę drugorzędne znaczenie.
Instalacja powinna być przede wszystkim efektywna. Nie możemy więc oceniać jej jako teoretycznego modelu – bez odniesienia do konkretnych i wpływających na nią bezpośrednio czynników – takich jak nasłonecznienie.
Nasłonecznienie w Polsce – główna i problematyczna zmienna
Aż prosi się, żeby powiedzieć – „nasłonecznienie ma znaczenie”! I to niebagatelne. Co prawda różne statystyki wskazują na takie wartości jak średnia nasłonecznienia w Polsce (wynosi ona ok. 1000 kWh/m2 ). Wyprowadzenie z takich danych wzoru na optymalną liczbę kolektorów nie jest jednak takie proste.
Wystarczy przejrzeć kilka grafik przedstawiających stan nasłonecznienia w poszczególnych miesiącach, żeby przekonać się o tym z jaką zmiennością mamy do czynienia w naszym kraju. Do tego nie możemy się skupiać jedynie na bezpośrednich czynnikach atmosferycznych. Siła nasłonecznienia jest różna w zależności od charakterystyki terenu – np. na realne szanse dotarcia promieni słonecznych do kolektorów wpływ mogą mieć zanieczyszczenia przemysłowe (dym, smog).
Zwracając uwagę na te wszystkie parametry, możemy jednak stwierdzić, że w Polsce na największe nasłonecznienie możemy liczyć w miesiącach wiosennych i letnich (na nie przypada ok. 80 proc. nasłonecznienia rocznego).
To istotne – ponieważ, jeśli zależy nam na zainstalowaniu optymalnej liczby kolektorów – powinniśmy zwracać uwagę również na okres największego nasłonecznienia, a nie tylko na nasłonecznienie średnioroczne. W innym przypadku zupełnie niepotrzebnie zwiększymy liczbę kolektorów, które (w miesiącach największego nasłonecznienia) będą produkowały bardzo dużo ciepła, którego nie będziemy mieli jak efektywnie wykorzystać.
Usytuowanie instalacji a efektywność kolektorów
Czy przy tak zmiennym (jak w Polsce) nasłonecznieniu można w jakiś sposób zracjonalizować pracę kolektorów, do których docierają promienie słoneczne o wyjątkowo różnym nasileniu?
Oczywiście! Najlepszym sposobem jest efektywne skierowanie kolektorów na południe – należy je ustawić pod takim kątem, aby w miarę zmieniających się warunków „słonecznych” odpowiednio – zwiększać ilość działającej na nie energii świetlnej.
Konkretne wyliczenia zawsze będą się opierały na warunkach atmosferycznych charakteryzujących lokalizację domu. Średnio można przyjąć, że na terenie naszego kraju racjonalne jest takie ustawienie kolektorów, które spowoduje jak największy wzrost energii w okresach najmniejszego nasłonecznienia i jednocześnie jak najmniejsze zmniejszenie maksymalnych wartości nasłonecznienia w miesiącach wiosenno-letnich. Będzie to ok. 50 stopni (+/- 10 stopni w jedną lub drugą stronę).
Ile kolektorów zainstalować? Użyteczne wzory
Zanim obliczymy ile kolektorów powinno się znaleźć w naszej instalacji, musimy oszacować ilość energii koniecznej do ogrzania określonej ilości wody.
Wzór jest prosty i wygląda następująco: Q = Cp × ΔT × M
Gdzie: Q – to zapotrzebowanie na energię konieczną do ogrzania określonej ilości wody w ujęciu miesięcznym [Wh]; Cp – ciepło właściwe wody [Wh/kg × °K]; ΔT – różnica temperatur między wodą zimną a ciepłą [°C] i M – to miesięczne zużycie wody w litrach [kg].
Wzór: powierzchnia =
Instalacja powinna być przede wszystkim efektywna. Nie możemy więc oceniać jej jako teoretycznego modelu – bez odniesienia do konkretnych i wpływających na nią bezpośrednio czynników – takich jak nasłonecznienie.
Nasłonecznienie w Polsce – główna i problematyczna zmienna
Aż prosi się, żeby powiedzieć – „nasłonecznienie ma znaczenie”! I to niebagatelne. Co prawda różne statystyki wskazują na takie wartości jak średnia nasłonecznienia w Polsce (wynosi ona ok. 1000 kWh/m2 ). Wyprowadzenie z takich danych wzoru na optymalną liczbę kolektorów nie jest jednak takie proste.
Wystarczy przejrzeć kilka grafik przedstawiających stan nasłonecznienia w poszczególnych miesiącach, żeby przekonać się o tym z jaką zmiennością mamy do czynienia w naszym kraju. Do tego nie możemy się skupiać jedynie na bezpośrednich czynnikach atmosferycznych. Siła nasłonecznienia jest różna w zależności od charakterystyki terenu – np. na realne szanse dotarcia promieni słonecznych do kolektorów wpływ mogą mieć zanieczyszczenia przemysłowe (dym, smog).
Zwracając uwagę na te wszystkie parametry, możemy jednak stwierdzić, że w Polsce na największe nasłonecznienie możemy liczyć w miesiącach wiosennych i letnich (na nie przypada ok. 80 proc. nasłonecznienia rocznego).
To istotne – ponieważ, jeśli zależy nam na zainstalowaniu optymalnej liczby kolektorów – powinniśmy zwracać uwagę również na okres największego nasłonecznienia, a nie tylko na nasłonecznienie średnioroczne. W innym przypadku zupełnie niepotrzebnie zwiększymy liczbę kolektorów, które (w miesiącach największego nasłonecznienia) będą produkowały bardzo dużo ciepła, którego nie będziemy mieli jak efektywnie wykorzystać.
Usytuowanie instalacji a efektywność kolektorów
Czy przy tak zmiennym (jak w Polsce) nasłonecznieniu można w jakiś sposób zracjonalizować pracę kolektorów, do których docierają promienie słoneczne o wyjątkowo różnym nasileniu?
Oczywiście! Najlepszym sposobem jest efektywne skierowanie kolektorów na południe – należy je ustawić pod takim kątem, aby w miarę zmieniających się warunków „słonecznych” odpowiednio – zwiększać ilość działającej na nie energii świetlnej.
Konkretne wyliczenia zawsze będą się opierały na warunkach atmosferycznych charakteryzujących lokalizację domu. Średnio można przyjąć, że na terenie naszego kraju racjonalne jest takie ustawienie kolektorów, które spowoduje jak największy wzrost energii w okresach najmniejszego nasłonecznienia i jednocześnie jak najmniejsze zmniejszenie maksymalnych wartości nasłonecznienia w miesiącach wiosenno-letnich. Będzie to ok. 50 stopni (+/- 10 stopni w jedną lub drugą stronę).
Ile kolektorów zainstalować? Użyteczne wzory
Zanim obliczymy ile kolektorów powinno się znaleźć w naszej instalacji, musimy oszacować ilość energii koniecznej do ogrzania określonej ilości wody.
Wzór jest prosty i wygląda następująco: Q = Cp × ΔT × M
Gdzie: Q – to zapotrzebowanie na energię konieczną do ogrzania określonej ilości wody w ujęciu miesięcznym [Wh]; Cp – ciepło właściwe wody [Wh/kg × °K]; ΔT – różnica temperatur między wodą zimną a ciepłą [°C] i M – to miesięczne zużycie wody w litrach [kg].
Wzór: powierzchnia =
pozwala natomiast obliczyć właściwą powierzchnię kolektorów.
Gdzie:
Nas – to średnie nasłonecznienie na powierzchnię pochyloną pod określonym kątem (latem);
Spr – sprawność instalacji.
Gdzie:
Nas – to średnie nasłonecznienie na powierzchnię pochyloną pod określonym kątem (latem);
Spr – sprawność instalacji.