К сожалению, период поступления тепла от Солнца далеко не всегда совпадает по фазе с периодом появления тепловых нагрузок.
Большая часть энергии, которая имеется в нашем распоряжении в течение летнего периода, теряется из-за отсутствия постоянного спроса на нее.
Из таблицы видно, что поверхность с оптимальным углом наклона получает (в среднем в течение 8 зимних месяцев) примерно в 1,5 раза больше энергии, чем горизонтальная поверхность. Если известны суммы прихода солнечной радиации на горизонтальную поверхность, то для пересчета на наклонную поверхность их можно умножить на произведение этого коэффициента (1,5) и принятого значения эффективности солнечного коллектора, равного 40%, т.е.
На самом деле коллекторная система является до некоторой степени системой саморегулирующейся: когда температура носителя достигает равновесного значения, тепловосприятие прекращается, поскольку тепловые потери от солнечного коллектора становятся равными воспринимаемому теплу. Количество полезного тепла, поглощенного солнечным коллектором, зависит от 7 параметров:
- величины поступающей солнечной энергии;
- оптических потерь в прозрачной изоляции;
- поглощающих свойств тепловоспринимающей поверхности солнечного коллектора;
- эффективности теплоотдачи от теплоприемника (от тепловоспринимающей поверхности солнечного коллектора к жидкости, т.е. от величины эффективности теплоприемника);
- пропускательной способности прозрачной теплоизоляции, которая определяет уровень тепловых потерь;
- температуры тепловоспринимающей поверхности солнечного коллектора, которая в свою очередь зависит от скорости теплоносителя и температуры теплоносителя на входе в солнечный коллектор;
- температуры наружного воздуха.
- средние месячные суммы поступления солнечной радиации, измеренные на горизонтальной поверхности;
- суммы, рассчитанные для вертикальных стен, обращенных на юг;
- суммы для поверхностей с оптимальным углом наклона 34° (для Кью, близ Лондона).
Месяц | Горизонтальная поверхность, кВт*ч/м2 | Вертикальная поверхность южной ориентации, кВт*ч/м2 | Наклонная поверхность (34°) южной ориентации, кВт*ч/м2 |
---|---|---|---|
Январь | 18,3 | 30,3 | 29,4 |
Февраль | 30,9 | 47,3 | 51,6 |
Март | 60,6 | 61,8 | 81,8 |
Апрель | 111 | 75,9 | 137,1 |
Май | 123,2 | 57,2 | 133,2 |
Июнь | 150,4 | 53,8 | 155,7 |
Июль | 140,4 | 53,6 | 142,1 |
Август | 125,7 | 69,1 | 141,1 |
Сентябрь | 85,9 | 75,2 | 111,2 |
Октябрь | 47,6 | 62,8 | 72,8 |
Ноябрь | 23,7 | 41,2 | 40,5 |
Декабрь | 14,4 | 22,6 | 22,2 |
1,5*0,4=0,6При этом получится количество полезной энергии, поглощенной наклонной тепловоспринимающей поверхностью в течение данного периода. Для того, чтобы определить эффективный вклад солнечной энергии в теплоснабжение здания даже путем ручного подсчета, необходимо составить по крайней мере месячные балансы потребностей и полезного тепла, получаемого от Солнца. Для наглядности рассмотрим пример. Если использовать приведенные выше данные и рассмотреть дом, для которого интенсивность тепловых потерь составляет 250 Вт/°C, местоположение характеризуется годовым числом градусо-дней равным 2800 (67200°C*ч). а площадь солнечных коллекторов составляет, например, 40 м2, то получается следующее распределение по месяцам (см. табл. 2).
Месяц | °C*ч/мес | Отопи- тельная нагрузка, кВт*ч | Сумма радиации на горизон- тальной поверх- ности, кВт*ч/м2 | Полезное тепло на единицу площади коллектора (D*0,6), кВт*ч/м2 | Суммарное полезное тепло (E*40 м2), кВт*ч | Солнечный вклад, кВт*ч/м2 |
---|---|---|---|---|---|---|
A | B | C | D | E | F | G |
Январь | 10560 | 2640 | 18,3 | 11 | 440 | 440 |
Февраль | 9600 | 2400 | 30,9 | 18,5 | 740 | 740 |
Март | 9120 | 2280 | 60,6 | 36,4 | 1456 | 1456 |
Апрель | 6840 | 1710 | 111 | 67,2 | 2688 | 1710 |
Май | 4728 | 1182 | 123,2 | 73,9 | 2956 | 1182 |
Июнь | - | - | 150,4 | 90,2 | 3608 | - |
Июль | - | - | 140,4 | 84,2 | 3368 | - |
Август | - | - | 125,7 | 75,4 | 3016 | - |
Сентябрь | 3096 | 774 | 85,9 | 51,6 | 2064 | 774 |
Октябрь | 5352 | 1388 | 47,6 | 28,6 | 1144 | 1144 |
Ноябрь | 8064 | 2016 | 23,7 | 14,2 | 568 | 568 |
Декабрь | 9840 | 2410 | 14,4 | 8,6 | 344 | 344 |
Сумма | 67200 | 16800 | 933 | 559,8 | 22392 | 8358 |
Комментарии