Продуктивність сонячного колектора
Одним із важливих параметрів для розрахунку сонячної геліосистеми та підбору обладнання є продуктивність сонячного колектора. Продуктивність визначається як середня очікувана потужність сонячного колектора у кіловатах, помножена на час у годинах. Це значення відображає кількість енергії, що генерується колектором, та вимірюється в кіловат-годинах (кВт·год). Звичайно, продуктивність відноситься до площі апертури сонячного колектора або загальної площі і має одиницю виміру кіловат-година на квадратний метр (кВт·год/м²). Це значення також залежить від інтенсивності сонячної радіації і має важливе значення для розрахунку обсягу баку-акумулятора та конструювання сонячної геліосистеми.
Оптимальне значення продуктивності сонячного колектора та всієї геліосистеми є головною метою при їх проектуванні. Важливо враховувати, що в експлуатаційних режимах можуть виникати ситуації, коли колектор передає енергію, але бак-акумулятор вже нагрітий. У таких випадках продуктивність сонячного колектора стає рівною нулю.
Також можуть виникати ситуації, коли сонячний колектор не забезпечує повністю потреби у тепловій енергії навіть при сприятливих погодних умовах. Причинами цього можуть бути затінення колектора, неоптимальна орієнтація за сторонами світу, неправильний кут нахилу колектора або неправильний вибір насосного обладнання.
Для більш точної оцінки продуктивності сонячного колектора при проектуванні часто використовується програмне забезпечення. Воно дозволяє отримати усереднені дані та моделювати роботу системи в різних регіонах світу.
За допомогою програми T-Sol моделюємо роботу сонячної геліосистеми за двох різних умов орієнтації сонячних колекторів. Цей розрахунок допоможе побачити різницю в продуктивності при різних умовах орієнтації колекторів в однакових умовах роботи та конструкції системи. У першому варіанті колектори встановлені під кутом 60° та відхилені від півдня на 45°. У другому варіанті кут нахилу дорівнює 45°, а колектори орієнтовані строго на південь. Для прикладу розрахунки проведені для м. Вільнюс.
Умови розрахунку: споживання води 160 літрів на добу; температура нагрівання води 50°C; температура холодної води від 2°C до 10°C. Схема складається з двох сонячних колекторів HEWALEX KS 2000 TP (вибрані проізвольно для прикладу) та баку об’ємом 200 літрів.
З розрахунків видно, що система 2 виробила на 118 кВт·год енергії більше протягом року, ніж перша, завдяки кращій орієнтації колекторів. При перерахунку на 1 м² апертури, у першому варіанті продуктивність становить 381,8 кВт·год/м², у другому – 414,3 кВт·год/м².
Сергій Маринець
Автор - інженер з відновлюваних джерел енергії
No Comment