Розрахунок потужності сонячного колектора
Як приклад будуть приведені розрахунки колектора для Московської області.
Дані для розрахунків:
- Місце застосування - Московська область Площа поглинання - 2,35м2 (на основі таблиці про середню кількість надходження сонячної енергії для регіонів РФ)
- Величина інсоляція в Московській області - 1173,7кВт * год / м2
- ККД - від 67% до 80% (будуть використані мінімальні показники, актуальні для застарілих колекторів, тому результати будуть злегка занижені).
- Кут нахилу колектора - в розрахунках будуть використані оптимальні дані кута нахилу.
карта інсоляції росії
Розраховуємо площу поглинання для однієї трубки:
15 трубок = 2,35 м. Кв .; 1 трубка = 2,35 / 15 = 0,15 м. Кв.
Тепер, коли відома площа, яку поглинає одна трубка, визначимо кількість трубок, що становить 1 м. Кв. поверхні колектора: 1 / 0,15 = 6, 66. Іншими словами, на один метр поверхні поглинання потрібно 7 трубок колектора.
Далі виробляємо розрахунок теплової потужності однієї трубки колектора. Це дасть можливість розрахувати число трубок, необхідних для отримання достатньої теплової енергії на періоди в один день і один рік:
Отримана потужність в розрахунку на один день розраховується наступним чином: 0,15 (S поглинання 1 трубки) x 1173,7 (величина інсоляції в Московській області) x 0,67 (ККД сонячного колектора) = 117,95 кВт * год / м. кв.
Для розрахунку річної ефективності однієї трубки в обраному регіоні у формулі для розрахунку денний потужності слід використовувати річні Інсоляціонний дані. Інакше кажучи, на місце 1173, 7 необхідно поставити регіональне значення інсоляції.
Потужність, що виробляється за допомогою однієї трубки в Москві, становить від 117,95 (при використанні ККД в розмірі 67%) до 140кВт * год / м.кв. (При використанні ККД в розмірі 80%).
В середньому за добу одна вакуумна трубка теплового колектора виробляє 0,325кВт * год.
Робота сонячного колектора без світла неможлива, з цієї причини зазначені показники потрібно використовувати при розрахунку світлового дня.
Скільки можна заощадити електроенергії в Москві при використанні одного м. Кв. колектора (як ми з'ясували, це 7 вакуумних трубок)?
Річна економія енергії складе:
117,95 кВт * год / м2 * 7 = 825,6 кВт * год / м.кв.
Згадаймо статистичну інформацію, наведену в першій частині статті - в домогосподарстві використовується від 2 до 4 кВт енергії при споживанні гарячої води однією людиною щодня. Дані показники мають на увазі використання колектора для нагріву гарячої води і, зокрема, таких потреб як прийняття душу, миття посуду і т.п.
Розрахунки сонячного колектора, що складається з 15 вакуумних трубок, дозволяють зробити висновок про те, що в городній сезон даного пристрою буде достатньо для того щоб забезпечити гарячою водою сім'ю, що складається з трьох осіб. В результаті, при обліку всіх несприятливих обставин, таких як похмура або дощова погода, на електроенергії, яка використовується для підігріву води, можна дуже непогано заощадити.
Якщо ж говорити про оптимальні умови (сонячна погода і відсутність дощів), то в даному випадку вироблення теплової енергії сонячним колектором дозволить взагалі уникнути необхідності платити за електроенергію.
Примітки
Якщо в таблиці з розрахунками сонячної енергії в різних регіонах РФ немає точної інформації про регіон, в якому Ви проживаєте, то можна скористатися інформацією, яка вказана на Інсоляціонний карті Росії. Це дозволить дізнатися приблизне значення одержуваної теплової енергії в розрахунку на один квадратний метр.
Емпіричним шляхом визначено: щоб розрахувати інсоляцію для найбільш оптимального кута нахилу сонячного колектора, слід дані, зазначені для обраної площі, помножити на коефіцієнт 1,2.
Визначення кута нахилу сонячних колекторів
Наприклад, в таблиці вказано, що для Москви значення енергії, яке доступне протягом світлового дня, становить 2,63 кВт * год / м.кв. Інакше кажучи, доступна річна енергія становить 2,63 * 365 = 960 кВт * год / м.кв.
Таким чином, при оптимальному нахилі майданчика в Москві колектор буде виробляти приблизно 1 174 кВт * год / м.кв.
Звичайно, даний метод розрахунку не є високонауковим, однак, з іншого боку, отримані дані цілком можна використовувати для визначення необхідної кількості вакуумних трубок на побутовому рівні.
Сонячні колектори з року в рік знаходять все більшу популярність серед власників дачних ділянок. Очевидно, що це говорить про те, що даний пристрій дозволяє істотно заощадити електроенергію при нагріванні води, що докладно описано і доведено в вищевикладених розрахункових прикладах.
Даний агрегат є актуальним практично для будь-якого регіону Росії. Але перш ніж купити сонячний колектор, краще порахувати рентабельності і терміни окупності цього обладнання, що дозволить переконатися в актуальності представленого інноваційного обладнання для застосування у Вашому регіоні.