Производительность солнечного коллектора

Для расчета гелиосистемы и подбора оборудования очень важным параметром является ожидаемая производительность солнечного коллектора.

Производительность равна произведению средней ожидаемой мощности солнечного коллектора [кВт] на единицу времени [ч]. Полученное значение соответствует определенному количеству энергии и измеряется в [ кВт·ч]. Как правило, это значение относят к квадратному метру апертурной площади солнечного коллектора или общей площади, т.е. является удельным значением с единицей измерения [кВт·ч/м²].  Данное значения, так же зависит от мощности солнечного излучения и очень важно при конструировании гелиосистемы и для расчета объема бака аккумулятора, для этого удельное значение относят к определенному количеству дней.

Основной задачей при проектировании солнечной системы является достижения оптимального значения производительности солнечного коллектора и всей установки в целом, ведь при эксплуатации гелиосистемы могут возникнуть режимы, при которых коллектор может передавать энергию, но бак аккумулятор уже нагрет. В таком случае производительность солнечного коллектора равна нулю.

Может быть и наоборот, что солнечный коллектор не обеспечивает в полной мере потребности в тепловой энергии при хороших погодных условиях. Эти проблемы могут возникнуть из-за различных причин: затенение коллектора, неоптимальное ориентирование по сторонам света и недостаточный (чрезмерный) угол наклона солнечного коллектора, неправильно подобрано насосное оборудование и т.д.

Чтобы наиболее точно оценить ожидаемую производительность солнечного коллектора при проектировании часто используют программное обеспечение. Это позволяет получить усредненные данные и смоделировать работу системы в различных регионах Земли.

С помощью программы T-Sol смоделируем работу солнечной гелиосистемы при двух разных условиях ориентирования солнечных коллекторов. Данный расчет поможет увидеть разницу в производительности при разных условиях ориентации коллекторов в одинаковых условиях работы и конструкции системы. В первом варианте коллекторы установлены под углом 60° и отклоненs от южного направления на 45°. Во втором, угол наклона равен 45° и коллекторы ориентированы строго на юг.  В качестве образца все расчеты приведены для г. Вильнюс (широта 55.75°).

• потребление воды 160л/сутки;
• температура нагрева воды 50°С;
• температура холодной воды от 2°С до 10°С.

Из расчетов видно, что система 2 выработала на 118 кВт·ч  энергии больше в год,  чем первая, за счет более удачного ориентирования коллекторов. При пересчете на 1 м² апертурной площади, в первом варианте производительность равна 381,8 кВт·ч/м², во втором 414,3 кВт·ч/м².