Расчет солнечного коллектора для отопления дома. Расчет солнечного коллектораРасчет солнечного коллектора для отопления дома и ГВСИспользование гелиоколлекторов для системы теплоснабжения – способ существенно сэкономить на отоплении дома. Солнечное излучение бесплатно и доступно всем, а стоимость гелиосистем постоянно снижается. Правильный расчет солнечного коллектора для отопления дома позволит избежать лишних затрат на оборудование и организовать эффективную систему обогрева здания. Большинство производителей, поставщиков и установщиков делают лишь приблизительный расчет солнечных коллекторов, но мы опишем все детально. В статье мы пошагово расскажем, как выполнить расчет гелиосистем для отопления, чтобы полностью обеспечить дом теплом зимой. Пусть вас не пугает количество формул – для подсчета потребуется обычный калькулятор. Ваши вопросы и мнение вы можете оставить в комментариях. Содержание статьи Расчет реальной мощности солнечного коллектораПроизводители указывают максимальную мощность гелиоколлектора при полном освещении при направлении на юг и ориентации перпендикулярно солнцу в полдень. Но не всегда можно так направить панели, особенно если их устанавливать крыше дома. Ниже приводим формулы, которые универсальны и могут использоваться как для подсчета количества коллекторов, так для подсчета общей площади в квадратных метрах. Подсчет эффективности гелиоколлектора по направлениюРассчитать базовую тепловую производительность солнечного плоского или вакуумного коллектора можно по следующей формуле: Pv = sin A x Pmax x S Значения:
Даже если солнце не скрыто облаками, в течении дня уровень инсоляции меняется, от чего зависит производительность коллектора. Усредненные данные видно на этом графике: Данные на иллюстрации по дневному уровню инсоляции усредненные, но позволяют понять разницу между количеством тепловой энергии, которую можно получить в разное время года. Максимальный уровень инсоляции зимой в среднем в 3-4 раза меньше, чем летом. Количество солнечной энергии, которую может получить гелиоколлектор за сутки зимой в 5-7 раз ниже (в зависимости от широты) чем летом. Расчет производительности гелиоколлектора по углу установкиОптимальный угол установки солнечного коллектора для отопления дома зимой – так, чтобы он был перпендикулярен солнечным лучам в 10 часов утра. Так он может собрать максимум тепловой энергии на протяжении светового дня. Иногда не получается этого сделать (при установке на крыше, монтаже на стандартных опорах). Из-за отклонения от оптимального угла энергоэффективность коллектора может измениться. Рассчитать ее можно по такой формуле: Pm = sin(180 — A — B) x Pv Значения:
Если у вас есть возможность ориентировать солнечный коллектор так, чтобы он был перпендикулярен солнцу, тогда: Pm = Pv На фотографии обозначен угол наклона солнечного коллектора, который нужно использовать при вычислениях. Особенности плоских панелейПлоский гелиоколлектор имеет небольшие теплопотери через заднюю стенку, которые составляют в среднем 5 Вт на квадратный метр. Поэтому от полученного ранее значения реальной мощности P надо отнять 5 Вт на каждый квадратный метр площади. Уровень поглощения солнечного излучения плоского гелиоколлектора ниже 100%. Это нужно учесть при подсчете его тепловой мощности. Если панель поглощает только 95%, то ее реальная мощность: P = Pm x 0.95 х S Значения:
Производительность вакуумного коллектораПроизводители вакуумных коллекторов могут указывать мощность коллектора без учета расстояния между трубками. Чтобы определить, какова реальна площадь поверхности трубок и производительность вакуумного коллектора, воспользуемся формулой: P = Pm x D / L Обозначения:
Термодинамические солнечные панелиС таким типом коллекторов все гораздо сложнее. Сейчас они не слишком распространены, производители экспериментируют с материалами и селективным покрытием. Разные модели отличаются уровнем поглощения и теплопотерями. В целом, термодинамические солнечные панели имеют право на жизнь. Но мы бы не рекомендовали обустраивать отопление с их помощью. На рынке мало эффективных моделей, а те, которые есть, продают по завышенным ценам. Сколько нужно солнечных коллекторов для отопления дома?Независимо от того, какая система отопления установлена в доме, теплопотери у него будут одинаковыми. Для точного просчета лучше обратиться к специалистам, но для получения примерных данных можно использовать онлайн-сервисы http://teplo-info.com/otoplenie/raschet_teplopoter_online. Разделив полученные данные на значение P, вычисленное по последней формуле, вы узнаете, сколько гелиоколлекторов или квадратных метров коллекторов вам необходимо чтобы обеспечить отопление дома зимой. Отдельно стоит напомнить, что в холодное время года есть нюансы с эксплуатацией гелиоколлекторов. Узнать об этом больше можно в статье «Как работает солнечный коллектор зимой – эффективность, проблемы и их решение». Основная проблема змой — чистить коллекторы от холода. Подключим горячее водоснабжение?В дополнение к отоплению, к коллекторной солнечной системе можно подключить горячее водоснабжение. Для этого подсчитаем, сколько тепловой энергии вам необходимо тратить каждый день. Формула проста: Pw = 1,163 x V x (T – t) / 24 Обозначения:
Чтобы рассчитать необходимое количество дополнительных коллекторов для ГВС – разделите это значение на производительность солнечного коллектора P, полученное по последней формуле. Советы по отоплению дома гелиоколлекторамиПлоские солнечные коллекторы эффективнее в теплое время года, а вакуумные трубки – зимой. В зависимости от модели и производителя разница может достигать 50%. Подробнее об этом вы можете прочитать в статье «Солнечный коллектор – плоский или вакуумный?». На случай непредвиденной ситуации стоит иметь альтернативные источники тепловой энергии – конвекторы, газовый или твердотопливный котел, тепловой насос. Обычно коллекторы поставляются вместе с отдельными баками-накопителями. Выгоднее будет приобрести отдельно плоские или вакуумные панели и один или два больших резервуара с хорошей теплоизоляцией. Чем меньше объем бака, тем быстрее он остывает. Для организации эффективного отопления стоит иметь большой бак накопитель, в котором в светлое время суток коллекторы будут нагревать воду, а ночью она будет расходоваться на обогрев здания. Наличие качественного контролера в системе отопления позволит поддерживать заданную температуру, регулировать циркуляцию, устанавливать температурные режимы, задавать таймер включения. Для автономного отопления дома солнечными коллекторами необходимо купить большое количество оборудования, оплатить его монтаж и подключение. Если вам это не по карману – можно использовать гелиоколлекторы как вспомогательную систему отопления. Хорошей экономии можно достичь если использовать солнечные коллекторы в паре с тепловым насосом. Они будут нагревать воду, а тепловой насос – подогревать ее до необходимой температуры. Если здание плохо утеплено, то использовать солнечные коллекторы эффективнее с водяным теплым полом. Он отдает максимум тепла в помещение, а не стенам, как радиаторы отопления. Как видим, расчет солнечных коллекторов для отопления дома довольно прост. Конечно, специалист должен будет посчитать множество других нюансов, но они не смогут существенно повлиять на конечный результат. В некоторых случаях обогрев здания коллекторами нецелесообразен, но в качестве дополнительного источника бесплатного тепла, гелиоколлекторы незаменимы. Не забудьте поделиться публикацией в соцсетях! Похожие записиvteple.xyz Экономим электричество: расчеты производительности солнечного коллектора
Расчет мощности солнечного коллектораВ качестве примера будут приведены расчеты коллектора для Московской области. Данные для расчетов:
 карта инсоляции россии Рассчитываем площадь поглощения для одной трубки:15 трубок = 2,35 м. кв.; 1 трубка = 2,35 / 15 = 0,15 м. кв. Теперь, когда известна площадь, которую поглощает одна трубка, определим количество трубок, составляющий 1 м. кв. поверхности коллектора: 1 / 0,15 = 6, 66. Иными словами, на один метр поверхности поглощения требуется 7 трубок коллектора. Далее производим расчет тепловой мощности одной трубки коллектора. Это даст возможность рассчитать число трубок, необходимых для получения достаточной тепловой энергии на периоды в один день и один год: Получаемая мощность в расчете на один день рассчитывается следующим образом: 0,15 (S поглощения 1 трубки) x 1173,7 (величина инсоляции в Московской области) x 0,67 (КПД солнечного коллектора) = 117,95 кВт*час/м. кв. Для расчета годовой эффективности одной трубки в выбранном регионе в формуле для расчета дневной мощности следует использовать годовые инсоляционные данные. Иначе говоря, на место 1173, 7 необходимо поставить региональное значения инсоляции. Мощность, вырабатываемая при помощи одной трубки в Москве, составляет от 117,95 (при использовании КПД в размере 67%) до 140кВт*час/м.кв. (при использовании КПД в размере 80%). В среднем за сутки одна вакуумная трубка теплового коллектора вырабатывает 0,325кВт*час. В наиболее солнечные месяцы (июнь, июль) одна трубка будет производить 0,545кВт*час. Работа солнечного коллектора без света невозможна, по этой причине указанные показатели нужно использовать при расчете светового дня. Сколько можно сэкономить электроэнергии в Москве при использовании одного м. кв. коллектора (как мы выяснили, это 7 вакуумных трубок)? Годовая экономия энергии составит:117,95 кВт*час/м2 * 7 = 825,6 кВт*час/м.кв. Наибольшую мощность солнечный коллектор, соответственно, будет вырабатывать в летние месяцы. К примеру, в июне при использовании 1 м.кв. коллектора выработка электроэнергии составит около 115–117 кВт*час/м.кв. Иначе говоря, энергетическая польза при использовании солнечного коллектора с 15-ю вакуумными трубками, где S=2,35 м.кв. за период с марта по август при суммарном значении инсоляции за весь указанный период в 874,2 кВт*час/м.кв. составит: 874,2 * 2,35 * 0,67 = 1376 кВт, то есть, практически 1,4 МегаВт. энергии, что в день составляет примерно 8 кВт. Вспомним статистическую информацию, приведенную в первой части статьи – в домохозяйстве используется от 2 до 4 кВт энергии при потреблении горячей воды одним человеком ежедневно. Данные показатели подразумевают использование коллектора для нагрева горячей воды и, в частности, таких нужд как принятие душа, мытье посуды и т.п. Расчеты солнечного коллектора, состоящего из 15 вакуумных трубок, позволяют сделать вывод о том, что в огородный сезон данного устройства будет достаточно для того чтобы обеспечить горячей водой семью, состоящую из трех человек. В результате, при учете всех неблагоприятных обстоятельств, таких как пасмурная или дождливая погода, на электроэнергии, используемой для подогрева воды, можно очень неплохо сэкономить. Если же говорить об оптимальных условиях (солнечная погода и отсутствие дождей), то в данном случае выработка тепловой энергии солнечным коллектором позволит вообще избежать необходимости платить за электроэнергию. ПримечанияЕсли в таблице с расчетами солнечной энергии в различных регионах РФ нет точной информации о регионе, в котором Вы проживаете, то можно воспользоваться информацией, которая указана на инсоляционной карте России. Это позволит узнать приблизительное значение получаемой тепловой энергии в расчете на один квадратный метр. Эмпирическим путем определено: чтобы рассчитать инсоляцию для наиболее оптимального угла наклона солнечного коллектора, следует данные, указанные для выбранной площади, умножить на коэффициент 1,2.  Определение угла наклона солнечных коллекторов К примеру, в таблице указано, что для Москвы значение энергии, которое доступно на протяжении светового дня, составляет 2,63 кВт*ч/м.кв. Иначе говоря, доступная годовая энергия составляет 2,63 * 365 = 960 кВт*ч/м.кв. Таким образом, при оптимальном наклоне площадки в Москве коллектор будет вырабатывать приблизительно 1174 кВт*ч/м.кв. Конечно, данный метод расчета не является высоконаучным, однако, с другой стороны, полученные данные вполне можно использовать для определения необходимого количества вакуумных трубок на бытовом уровне. ИтогиСолнечные коллекторы из года в год обретают все большую популярность среди владельцев дачных участков. Очевидно, что это говорит о том, что данное устройство позволяет существенно сэкономить электроэнергию при нагреве воды, что подробно описано и доказано в вышеизложенных расчетных примерах. Данный агрегат является актуальным практически для любого региона России. Но прежде чем купить солнечный коллектор, лучше посчитать рентабельности и сроки окупаемости этого оборудования, что позволит убедиться в актуальности представленного инновационного оборудования для применения в Вашем регионе. Дата публикации: 30 мая 2014 Оставить комментарий Вы должны быть Войти, чтобы оставлять комментарии. energorus.com Расчет солнечных коллекторовЦель работы: рассчитать требуемую площадь солнечных коллекторов, предназначенную для нагрева горячей воды. Основные теоретические сведения. Среднесуточная плотность потока солнечной радиации I, Вт/м2, рассчитывается по формуле: I = = E∙0,386, (8.1) где Е – суммарная солнечная радиация, МДж/м2, приходящаяся на горизонтальную поверхность [4]. Перепад температур между средней температурой теплоносителя в коллекторе и температурой окружающей среды ∆Т, °C, определяется по формуле: ∆Т=0,5∙(tхв+tгв)-tср, (8.2) где tгв, tхв – см. исходные данные; tср – среднемесячные температуры наружного воздуха, °C. КПД солнечного коллектора (зависит от диаметров, от температуры окружающей среды, величины солнечного потока) ориентировочно может быть рассчитан по формуле: η=ηо-k1∙(∆Т/1)-k2∙(∆Т2/1), (8.3) где ηо – КПД коллектора при ∆Т=0 (измеряется производителем, зависит от пропускной способности стекла и поглощательной способности абсорбента). В расчете принимаем ηо=0,78, k1=3,56, k2=0,0146 – для плоских коллекторов, ηо=0,7, k1=1,33, k2=0,007 – для вакуумных коллекторов. Расход теплоты на горячее водоснабжение за месяц Qкв, МДж/мес., рассчитывается по формуле: Qкв=m∙qгв∙с∙(tгв-tхв) ∙10-3∙30, (8.4) где c – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг∙°C). Требуемая площадь солнечных коллекторов Ai, м2, рассчитывается для положительных значений n по формуле: Ai=Qгв/(E∙η), (8.5) где E, η, Qгв – см. формулы (11.1), (11.3), (11.4) соответственно. Расчетная площадь коллекторов Ар, м2, определяется по формуле: Ар=a∙(/N), (8.6) где – сумма требуемых площадей солнечных коллекторов для каждого месяца, м2; N – количество месяцев эффективной работы солнечных коллекторов; а – рекомендуемая доля солнечной энергии в подготовки водя для горячего водоснабжения (а=0,5). Порядок выполнения работы. Из пособия [5, табл. 3] выписать данные по суммарной солнечной радиации. В случае установки коллекторов под углом производится пересчет в зависимости от ориентации и угла наклона. Для рассматриваемого города выписать среднемесячные температуры наружного воздуха, tср, °C [2, табл. 5]. Произвести вычисления по формулам (8.1) – (8.5), вычисленные результаты занести в таблицу 8.1. На основе полученных вычислений определить расчетную площадь для двух типов коллекторов по формуле (8.6). Таблица 8.1 – Определение требуемой площади солнечных коллекторов
Рекомендуемая литература 1 СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий. – М.: Госстрой России, 2004. – 28 с. 2 СП 131.13330.2012 Строительная климатология (актуализированная версия СНиП 23-01-99*). – М.: Минрегион России, 2012. – 180 стр. 3 СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий – М.: Госстрой России, 2004. – 110 с. 4 СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование. – М.: Стройиздат, 1987. – 64 с. 5 Научно-прикладной справочник по климату СССР. Серия 3. Многолетние данные. Часть 1-6, вып. 1-34. – СПб: Гидрометеоиздат, 1989-1998. – 112 с. 6 Пособие к МГСН 2.01-99 «Энергосбережение в зданиях». Вып. 1. Проектирование теплозащиты жилых и общественных зданий. – М.: Москомархитектура, 2000. 7 Гагарин В.Г. Об окупаемости затрат на повышение теплозащиты ограждающих конструкций зданий // Новости теплоснабжения, 2002. – № 1, с. 3–12. 8 Гагарин В.Г. Экономические аспекты повышения теплозащиты ограждающих конструкций зданий в условиях рыночной экономики // Светопрозрачные конструкции, 2002. – № 3, с. 2-5; № 4, с. 50-58. 9 Богуславский Л.Д. Снижение расхода энергии при работе систем отопления и вентиляции. – М.: Стройиздат, 1985. 10 Фихтенгольц Г.М. Основы математического анализа. – СПб., 1999. 11 Овсянникова Т.Ю. Экономика строительного комплекса. Экономическое обоснование и реализация инвестиционных проектов. – Томск: изд. ТГАСУ, 2004. 12 Крушвиц Л. Инвестиционные расчеты. – СПб., 2001. 13 Кудинов Ю., Кузовкин А. Соотношение российских и мировых цен на энергоносители // Экономист, 1997. – № 6. – с. 35-40. 14 Волконский В., Кузовкин А. Цены на энергоресурсы в России и зарубежных странах // Экономист, 2000. – № 11, с. 11–40. 15 Дмитриев А.Н., Табунщиков Ю.А., Ковалев И.Н., Шилкин Н.В. Руководство по оценке экономической эффективности инвестиций в энергосберегающие мероприятия. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2005. 16 Богословский В.Н. Строительная теплофизика. – М.: Высшая школа, 1982. – 415 с. 17 Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. – М.: Стройиздат, 1991. – 480 с. 18 Внутренние санитарно-технические устройства, Ч.1.: Отопление. Справочник проектировщика / Под ред. Староверова И.Г. – М.: Стройиздат, 1990. – 430 с. Приложение А studfiles.net Мощность солнечного коллектора | Блог SolarSoulЦелью гелиосистемы, как известно, является производство теплой энергии. Основной элемент системы — солнечный коллектор. Об эффективности солнечного коллектора мы уже имеем представление и теперь можем поговорить о том, сколько тепловой энергии сможет дать нам солнечный коллектор. Мощность солнечного коллектораМаксимальная мощность коллектора определяется произведением максимального значения солнечного излучения на единицу площади поверхности (1000 Вт/м²) и оптического коэффициента полезного действия коллектора: Q= η₀E. Напомню, что это при условии, что температура наружного воздуха такая же, как в самом коллекторе. Обычно, для плоского коллектора значение оптического КПД около 80%. Из этого следует, что максимальная мощность одного метра квадратного солнечного коллектора 800 Вт. Это значение достигается крайне редко, и как только температура воздуха и снижается относительно температуры в солнечном коллекторе, возникают тепловые потери, которые снижают это значение. Все это легко увидеть исходя из формулы КПД солнечного коллектора:  Для примера рассчитаем мощность солнечного коллектора при разнице температур 45 °С между температурой воздуха и температурой в солнечном коллекторе и максимальной солнечной мощности: КПД будет равно:
η= 0,79-3,66*45/1000-0,0099*2025/1000= 0,6;
От сюда следует, что значение мощности для одного квадратного метра площади коллектора (для примера были взяты паспортные данные солнечного коллектора Biotech Energietechnik GmbH BSK240 производства Германии) будет равно произведению КПД на мощность солнечного излучения: Q= ηE и равно 600 Вт.
Значение постоянно меняется в течение всего дня и зависит от количества солнечной энергии попадающей на плоскость коллектора и разницы температуры между окружающим воздухом и коллектором, это значение называют удельной мощностью солнечного коллектора оно измеряется в Вт/м². Обычно для расчетов применяют значение удельной мощности в пределах от 500 до 600 Вт/м². Поделиться "Мощность солнечного коллектора" Рекомендуемые статьиsolarsoul.net Расчет плоского солнечного коллектора - Статьи об энергетикеСолнечные коллекторы позволят использовать энергию Солнца для подогрева воды лишь при правильном расчете требуемой мощности всей системы и выборе соответствующих компонентов. Производительность солнечного коллектора, как устройства для преобразования солнечного света, определяется площадью и количеством элементов, которые непосредственно участвуют в нагреве воды. Основные типы солнечных коллекторовСолнечный коллектор: устройство, конструкция, монтаж  Расчет мощности плоского солнечного коллектора Современные плоские солнечные коллекторы с одного квадратного метра площади установки позволяют получать около 900 Вт полезной мощности, которая расходуется на нагрев воды. Данное допущение можно применять лишь при благоприятных погодных условиях, которые изменяются в зависимости от времени суток и наличия облачности. Пример расчета мощности солнечного коллектора плоского типа будет проводиться для модели площадью 1 кв. м. (коллектор утеплен 10 см пенополистирола и имеет близким к 100% показателем по поглощению тепловой энергии). Для начала определим тепловые потери, которые зависят от типа и толщины утеплителя на обратной (теневой) стороне солнечного коллектора. Предположим, что разница температур на противоположных сторонах пенополистирола составляет 50 градусов. Тогда, зная его коэффициент теплоизоляции (0,05 Вт/м*град.) определяем потери:
0,05/0,1 × 50 = 25 Вт Данное значение можно умножить вдвое с учетом потерь в торцах солнечного коллектора и трубах. Солнечный коллектор своими рукамиСолнечные батареи и коллекторы для бытового назначения Для повышения температуры воды, которая используется в плоских солнечных коллекторах в качестве теплоносителя, на один градус необходимо затратить 1,16 Вт энергии. Используя солнечный коллектор с показателем производства в 800 Вт (с учетом изменения интенсивности солнечного света) получаем, что с нашей модели солнечного коллектора за один час можно нагреть на один градус около 700 кг воды (при температурах теплоносителя до 60 градусов). В нашем случае, модель плоского солнечного коллектора теоретически способна будет нагреть 10 л воды на 70 градусов всего за один час. Для получения максимальной эффективности от солнечного коллектора необходимо, чтобы панели коллектора были расположены под углом, соответствующем широте местности. Исходя из полученных данных, для подогрева 50 л воды до температуры в 70 градусов мощность солнечного коллектора должна составлять: W=Q × V × Tp = 1,16 × 50× (70-10) = 3,48 кВт Зная номинальную мощность 1 кв. м. солнечного коллектора, можно определить площадь радиаторов, которые необходимы для подогрева заданного объема воды до необходимой температуры.
Всего комментариев: 0  ukrelektrik.com Расчет солнечного коллектораРасчет солнечного коллектора
Сколько коллекторов нужно для семьи из четырех человек. Берем за основу наших вычислений тот факт, что человеку требуется 50 - 75 литров горячей воды ежедневно. Производительность солнечного коллектора 125 или больше литров воды. Ответ прост – понадобится мощность двух коллекторов.
Всегда нужно иметь альтернативу солнечной системе, особенно в зимние месяцы, когда солнце редко и не поднимается достаточно высоко. Автономное водоснабжение от солнечного тепла горячей водой может варьироваться, но в целом оно может достигать 70% в год. Определите суточною потребность в водеВ месяцах с марта по сентябрь с правильно подобранной системой обеспечивается 100% покрытие. При выборе солнечной установки для нагрева воды определите количество людей пользующихся системой, суточною потребность в воде нагретой на одного человека и степень общей солнечной тепловой нагрузки для этих целей. При определении размера емкости с горячей водой должны быть приняты во внимание: характер объекта (дом, гостевой дом или гостиница) и требования пользователей к водопотреблению (крупные, средние, малые). Расчет установки на дом для семьиПри выборе количества элементов и размеров солнечного горячего водоснабжения должна быть учтена норма среднесуточного расхода - 50 литров горячей воды на человека и размер коллекторного бака около 125 литров.Количество человек Количество коллекторов Размер бак 1-2 1 125 л 2-3 2 200 л 4-5 3 300 л 5-6 4 400 л Расход воды для гостиниц и гостевых домов
Выбор размера солнечных установок на основе данных от владельцев относительно потребления горячей воды в летнее время или в течение нескольких месяцев с самым высоким потреблением горячей воды. После расчета объема потребления воды в данных зданиях значение средне суточной нормы на человека принято считать равной 125 литрам (см. таблицу). domgorod.com Расчет мощности солнечного коллектораКраткое описание: 1. Способ определения мощности коллектора в конкретном регионе 2. Какие данные нужны для расчета? 3. Что делать, если значения инсоляции для моего региона нет в таблице? 4. Поглощающая площадь 5. Методика расчета
Способ определения мощности коллектора в конкретном регионеСамым простым и от этого не менее эффективным способом расчета ориентировочного количества энергии, получаемой от солнечного коллектора в определенно взятом регионе, является метод, основанный на использовании данных об среднегодовой солнечной активности в этой местности и площади поглощения устройства. Для оценки полноты обеспечения тепловой энергией солнечным коллектором воспользуемся статистическими данными. Так, в среднем одно домохозяйство требует 2-4 кВт энергии для нагрева горячей воды в день на человека.
Какие данные нужны для расчета?Объемы вырабатываемой энергии солнечным коллектором напрямую зависят от нескольких параметров, среди них:
Величину солнечной инсоляции для поверхности площадью 1 м² для разных регионов Украины можно найти в интернете (http://utem.org.ua/). Площадь коллектора можно узнать из документации. Величину КПД берем из диапазона 67…85% (для старых моделей – 67%, для современных – до 85%). Принимаем оптимальный угол наклона энергопоглощающей поверхности относительно солнца для своей местности.
Что делать, если значения инсоляции для моего региона нет в таблице?В случае если найти точную информацию о солнечной активности в вашем районе не удается, можно воспользоваться данными средней инсоляции по регионам Украины (рисунок ниже). Здесь цветом показаны ориентировочные значения энергии, которую можно получить с 1 м² на горизонтальной площадке.
Определить уровень солнечной активности для оптимального угла наклона поверхности коллектора можно по соответствующей карте солнечной радиации (рисунок ниже).
Еще один вариант – это воспользоваться эмпирической формулой: количество энергии на горизонтальной площадке умножить на 1,2.
Поглощающая площадьВозьмем стандартные солнечные коллекторы с вакуумными трубками, имеющие параметры: Хорошими поглощающими свойствами обладают вакуумной трубки с трехслойным покрытием (способ нанесения: реактивное DS напыление, материал: композит – нержавеющая сталь, медь, алюминий).
В первую очередь проверим соответствие паспортных и реальных значений площади поглощения коллектора. К примеру, в документации на модель, состоящую из 15 вакуумных трубок, указывается величина поглощающей площади – 2,35 м². Так как трубка имеет форму цилиндра, то площадь ее боковой поверхности определим по известной формуле: S = π х H х D, где H – высота трубки, м; D – диаметр трубки, м; π = 3,14. S = 3,14 х 1,8 х 0,056 = 0,3165 м². После округления получаем площадь одной трубки равна 0,32 м², соответственно всех 15 трубок составит – 0,32 х 15 = 4,8 м².
Дело в том, что стеклянные трубки коллектора способны преобразовывать солнечную энергию в тепло всей своей поверхностью, но эффективнее всего данное преобразование происходит на освещенной стороне коллектора. Поэтому для определения площади поглощения необходимо разделить общую площадь стеклянных трубок на 2. Итого: 4,8 / 2 = 2,4 м². Паспортная величина площади поглощения, как уже отмечалось, составляет 2,35 м². Это объясняется тем, что производитель указывает данную величину с учетом факторов, снижающих светопоглощающую способность изделия (часть трубки закрывается фиксатором – крепежом к раме, а еще определенная часть вставляется в бак коллектора).
Методика расчета1. В технической документации к солнечным коллекторам производители указывают значение именно поглощающей площади. 2. Исходя из паспортных данных поглощающей площади, указываемой для всего коллектора (состоящего из 15 трубок) можно определить поглощающую площадь одной стеклянной трубки: 2,4 / 15 = 0,16 м². 3. Теперь можно найти необходимое количество трубок, образующих 1 м² площади коллектора. Определение данного значения необходим по той причине, что повсюду величина солнечной энергии приводится именно из расчета на 1 м². Получаем: 1м² / 0,16 м² = 6,25. Другими словами 1 м² = 7 вакуумных трубок коллектора.
4. Чтобы определить, сколько трубок должен содержать солнечный коллектор для выработки необходимого количества тепловой мощности, необходимо знать величину тепловой мощности 1 трубки. Ее находим по формуле: Мощность 1 трубки (годовая) = Площадь поглощения 1 трубки х инсоляцию 1 м² для данного региона (годовую) х КПД коллектора. Из таблицы берем значения среднесуточной инсоляции, например для Киева:
Найдем месячную солнечную активность для данной территории (берем 30 дней в месяце):
Тогда годовая инсоляция 1 м² для Киева составит: 1115,4 кВт*час/м².
Итого: Годовая мощность 1 трубки = 0,16 х 1115,4 х 0,8 = 142 кВт. 5. Тепловая энергия, вырабатываемая 1м² солнечного коллектора в год, составит: 142 х 7 = 994 кВт. 6. Рассматриваемый коллектор поглощающей площадью 2,35 м² вырабатывает: 994 х 2,35 = 2335,9 кВт = 2,336 МВт. Теперь вернемся к началу статьи, где говорилось о том, что в домохозяйстве на 1 человека тратится 2-4 кВт энергии для нагрева воды. Таким образом, при круглогодичном использовании в Киеве солнечного коллектора, состоящего из 15 стеклянных трубок площадью 2,35 м² и КПД = 0,8, в среднем в день можно получить: 2336 кВт / 365 = 6,4 кВт. Этой энергии достаточно для нужд семьи из 2-3 человек. Опять же все это приблизительные расчеты, полученные на основе усредненных данных. На практике вырабатываемой энергии может быть меньше, например, в пасмурный день, поэтому площадь коллекторов необходимо выбирать с запасом. По материалам: http://220volt.com.ua/ К сожалению нет комментариев к данной статье. Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии к статьям! www.stroitel.lg.ua | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
В статье будет рассмотрен наиболее простой метод расчета количества энергии, которую можно получить путем применения солнечного коллектора. Статистика гласит, что в среднем в домашнем хозяйстве для использования горячей воды требуется от 2 до 4 кВт. Тепловой энергии в день на 1 человека.
.jpg)
При определении размера солнечного коллектора план выбора подходящего образца должен опираться и включать следующие критерии: Солнечная энергия не может быть единственным источником тепла для нагрева воды.
Если потребление воды выше, чем принятое среднее значение в 50 литров используйте эту таблицу, чтобы выбрать подходящий размер бака и число коллекторов.
.jpg)
