Jak vybrat solární kolektor?

http://www. //www.solarnispolecnost solarnispolecnost.cz

1/25

Jak vybrat solární kolektor? Tomáš Matuška Československá společnost pro sluneční energii (ČSSE) Fakulta strojní, ČVUT v Praze


2/25

Druhy solárních tepelných kolektorů Nezasklený plochý kolektor bez zasklení plochý absorbér plastový, EPDM (UV odolný) kanálky blízko sebe


3/25

Druhy solárních tepelných kolektorů Plochý kolektor ploché zasklení solární sklo, prizmatické sklo plochý absorbér selektivní, neselektivní celoplošný, dělený (lamely) měděný, hliníkový trubkový registr lyrový, dvojlyra, serpentina skříň rámová (větraná), lisovaná vana (těsná)


4/25

Druhy solárních tepelných kolektorů Trubkový kolektor „evropský“ válcové zasklení (vakuová trubka) solární sklo plochý absorbér měděná lamela, selektivní povrch přenos tepla do kapaliny přímo protékaný: U-trubka koncentrická trubka tepelná trubice:

suché napojení mokré napojení


5/25

Druhy solárních tepelných kolektorů Trubkový kolektor „čínský“ válcové zasklení (vakuová trubka) solární sklo válcový absorbér (skleněná trubka) napařený selektivní povrch přenos tepla do kapaliny teplosměnná lamela: hliník, měď přímo protékaná U-trubka tepelná trubice reflektor plochý, válcový, parabolický


6/25

Účinnost solárního kolektoru Q& k η = & Qs

( tm − te tm − te ) η = η 0 − a1 ⋅ − a2 ⋅ G G

M& ⋅ c ⋅ (t k 2 − t k 1 ) η = G ⋅ Ak

ČSN EN 12975

2


7/25

Plocha solárního kolektoru

Aa = 0,9 AG

Aa = 0,75 AG

Aa = 0,6 AG

Aa = 0,8 AG


8/25

Solární kolektory - aplikace

G = 1000 W/m2


9/25

Jaký vybrat kolektor? druh a typ kolektoru odpovídá aplikaci ... bazén: sezónní celoroční

nezasklené zasklené ploché

příprava teplé vody:

ploché selektivní kolektory trubkové vakuové (?)

podpora vytápění:

ploché selektivní kolektory trubkové vakuové kolektory

Plochý nebo trubkový kolektor? 1000 sluneční ozáření

jasný den

plochý atmosférický

800 reálný trubkový vakuový

600 2

oblačný den

W/m


10/25

400

200

0 0:00

3:00

6:00

9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00

3:00

6:00

9:00 12:00 15:00 18:00 21:00 0:00

Výkonnost solárního kolektoru k ploše apertury Aa 700 600

tm = 40 °C

500 400

2

kWh/m .rok


11/25

300 200 100 0 PK1

PK2

PK3

PK4

TP1

TV1

TV2

TV3

TV4

TR1

TR2

TR3

Výkonnost solárního kolektoru k hrubé ploše AG 700 600

tm = 40 °C

500 400

2

kWh/m .rok


12/25

300 200 100 0 PK1

PK2

PK3

PK4

TP1

TV1

TV2

TV3

TV4

TR1

TR2

TR3

Výkonnost solárního kolektoru k ploše apertury Aa

k hrubé ploše AG

700 600

tm = 80 °C

500 400

2

kWh/m .rok


13/25

300 200 100 0 PK1

PK2

PK3

PK4

TP1

TV1

TV2

TV3

TV4

TR1

TR2

TR3


14/25

Nelze obecně paušalizovat ... Pro zhodnocení vhodnosti solárního kolektoru: nestačí pouze informace o typu kolektoru (plochý atmosférický, vakuový s plochým absorbérem, vakuový Sydney s reflektorem, vakuový Sydney bez reflektoru) nestačí pouze křivka účinnosti, je nutné znát i optickou charakteristiku (zvláště u trubkových kolektorů) je nutné znát provozní a klimatické podmínky v jakých bude solární kolektor nasazen je nutné znát konkrétní účel hodnocení – vztažení zisků na plochu apertury nebo na hrubou plochu?


15/25

Životnost solárního kolektoru ? závisí na kvalitě provedení ... odolnost proti extrémním stavům vysoké teploty a tlaky nárazy zatížení větrem a sněhem teplotní šoky ČSN EN 12975 kvalitní kolektor má životnost nad 20 let


16/25

Jaký vybrat kolektor? protokol o zkouškách v souladu s ČSN EN 12975 křivka výkonu a účinnosti vnitřní přetlak odolnost proti vysokým teplotám vystavení vnějším vlivům vnější tepelný ráz vnitřní tepelný ráz průnik deště (zasklené) mechanické zatížení odolnost proti nárazu žádné jiné certifikáty k prokázání vlastností nejsou potřeba !


17/25

Nestačí CE značka? kolektor o běžné velikosti do 3 m2 nesmí (!) být označen CE

norma EN 12975-1 (požadavky na kolektory) není harmonizovaná směrnice o tlakových zařízeních 27/93/EC (PED), NV 26/2003 Sb. pravidla vydaná ke směrnici nepokládají SK za tlakové zařízení vzhledem k malému součinu tlak x objem < 50 bar*l může se vztahovat na velkoplošné kolektory (větší objem) Neoprávněné označení CE může být postiženo sankcí ze strany České obchodní inspekce dle zákona č. 22/1997 Sb.


18/25

Účinnost kolektoru 80 - 90 % ?

70 až 80 %

reálná účinnost okolo 40 až 60 % zaměňuje se s: optickou účinností (70 až 80 %) pohltivostí absorbéru (90-95 %)

uvádět pro jaké podmínky (!)


19/25

Dodavatel uvádí zisky kolektoru 525 kWh/m2.rok hodnota je požadavkem pro splnění podmínek Modrý anděl jedná se o zisk stanovený počítačovou simulací (!) přesně definované solární soustavy pro přípravu teplé vody v lokalitě Wurzburg zásobník: objem, tloušťka izolace, tepelná vodivost izolace potrubí: délka, průměr, tloušťka izolace, tepelná vodivost izolace spotřeba teplé vody: množství, denní profil, ... plocha kolektorů se volí pro solární pokrytí 40 % 99,99 % soustav pracuje v odlišných podmínkách !


20/25

Má smysl ...? prizmatické sklo na kolektoru? zvýšení zisků pro větší úhly dopadu, celoročně o 1 % emisivita 5 % nebo 10 % ? rozdíl v ziscích solárního ohřevu vody cca 1 až 3 % tepelná izolace 30 nebo 50 mm ? rozdíl v ziscích solárního ohřevu vody cca 2 až 5 %

high-tech kolektory pro nízkoteplotní aplikace ? ekonomická návratnost ...

Cena kolektorů? 25000 2

21 700 Kč/m

Kč/m bez DPH

2

17 300 Kč/m

2

2

15 600 Kč/m

20000

ploché atmosférické kolektory trubkové vakuové s plochým absorbérem trubkové vakuové Sydney bez reflektoru trubkové vakuové Sydney s reflektorem

15000

10000

7 000 Kč/m

2

5000

62

60

58

56

54

52

50

49

47

45

43

41

39

36

34

32

31

29

27

25

23

21

19

17

15

13

11

9

7

5

3

0 1


21/25


22/25

Návratnost? 20

ploché

18

trubkové

16 14 12 10 8 6 4 2 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28


23/25

Energetická návratnost? doba, za kterou kolektor (soustava) vyprodukuje stejné množství energie jako bylo vloženo do jeho výroby závisí na materiálu absorbéru (měď, hliník) materiálu skříně recyklaci komponent

solární kolektory recyklované materiály

do 1 roku do 2 měsíců

solární soustavy

do 1,5 roku


24/25

Děkuji za pozornost http://www.solarnispolecnost.cz

http://www.solar-info.cz


25/25

Československá společnost pro sluneční energii (ČSSE) Novotného lávka 5, 116 68 Praha 1 Česká republika [email protected]

Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí, Fakulta strojní, ČVUT v Praze Technická 4, Praha 6 [email protected]

Jak vybrat solární kolektor?

Recommend Documents