Jakich efektów można się spodziewać z zastosowania kolektorów słonecznych? Czy tylko należy zwracać uwagę na oszczędności w czasie, czy też raczej na efektywność pracy? Jakie kompromisy występują w doborze wielkości instalacji solarnej?

1. Jakie oszczędności można uzyskać z instalacji solarnej?
 Optymalny dobór wielkości instalacji solarnej
 Efekty pracy instalacji solarnej na przykładzie rozwiązań wariantowych
 Oszczędność ciepła czy efektywność pracy instalacji solarnej?
Wydanie 1/2012
18.07.2012
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl

2. Instalacja solarna dla budynków nowych
oraz modernizowanych
 Instalacja solarna jest
Niższe koszty? możliwa do zastosowania
Tak. Dzięki zastosowaniu instalacji solarnej!
praktycznie do współpracy
z każdym systemem
grzewczym budynku
 Zarówno w budynku
nowym, jak i w budynku
modernizowanym, jest
uzasadnione stosowanie
kolektorów słonecznych,
w szczególności do
podgrzewania ciepłej wody
użytkowej
2

3. Jaką powierzchnię kolektorów słonecznych
wybrać? Oszczędność, czy sprawność?
 Jedną z podstawowych decyzji, jaką podejmuje
na wstępie przyszły użytkownik instalacji solarnej,
jest dobór odpowiedniej powierzchni kolektorów
słonecznych
 Pytanie „ile kolektorów dobrać” związane jest
z kosztami inwestycji, w powiązaniu ze
spodziewanymi efektami pracy – oszczędnościami
w kosztach zakupu nośników energii: gazu ziemnego,
gazy płynnego, oleju opałowego, węgla, drewna,
czy też energii elektrycznej, itd.
 Jakich efektów można się spodziewać w okresie
roku dzięki zastosowaniu instalacji solarnej?
 Czy tylko oszczędność ciepła jest istotna dla
określenia efektu pracy instalacji solarnej?
3

4. Regulatory instalacji solarnych
ze wskazaniem uzysków ciepła
 Nowoczesne regulatory dla instalacji
solarnych, pozwalają użytkownikowi na
podgląd uzysków ciepła w ujęciu
czasowym, co pozwala śledzić efekty
pracy instalacji solarnej
 Efekty pracy np. w regulatorze typu
auroMATIC 620, wyrażane są w jednostce
ciepła  kWh
 Możliwy jest odczyt miesięcznych
uzysków ciepła i porównywanie ich do
uzysków z miesięcy w poprzednim roku
pracy instalacji solarnej.
4

5. Zapotrzebowanie ciepła dla
podgrzewania ciepłej wody CWU
 Przeciętne dzienne zużycie ciepłej wody użytkowej o temperaturze 45oC,
przez mieszkańca domu jednorodzinnego można szacować na:
50÷60
litrów/dzień
 Podgrzanie takiej ilości ciepłej wody
użytkowej wymaga dostarczenia ilości < 2,45
ciepła (z uwzględnieniem ok. 5% strat kWh/dzień
ciepła, w tym na układzie cyrkulacji CWU):
5

6. Zapotrzebowanie ciepła dla
podgrzewania CWU  3-4 osoby
 Dzienne zapotrzebowanie ciepłej wody użytkowej dla 3-osób nie powinno
przekraczać 180 litrów, a dla 4-ech osób 240 litrów. Oznacza to zapotrzebowanie
roczne ciepła (w tym ok. 5% strat cieplnych):
180 2815*
litrów/dzień kWh/rok
240 3688*
litrów/dzień kWh/rok
* obliczenia w programie symulacyjnym GetSolar
6

7. Instalacja solarna dla podgrzewania CWU
w budynku jednorodzinnym
 Instalację solarną dla podgrzewania
ciepłej wody użytkowej dobiera się np.
wskaźnikowo na podstawie proporcji:
1,0÷1,5 m2/os.
(powierzchni absorbera na osobę)
 Dobór wymaganej powierzchni
absorbera można określić jako:
3 osoby  < 4,5 m2
4 osoby  < 6,0 m2
Jakich efektów w okresie roku
można spodziewać się dzięki
zastosowaniu instalacji solarnej?
7

8. Roczny stopień pokrycia potrzeb ciepła
– oszczędności ciepła
 Dla zapotrzebowania ciepłej wody użytkowej dla 3-osób = 180 litrów/dzień,
zastosowanie 2-óch kolektorów płaskich jak auroTHERM VFK 145 o powierzchni
absorbera 2,33 m2 każdy. Pozwala to na na uzyskanie oszczędności ciepła 52%*
300 l
 Średnio w porze ciepłej IV-IX, stopień pokrycia potrzeb wyniesie 77%
* obliczenia w programie symulacyjnym GetSolar, lokalizacja Warszawa,
skierowanie kolektorów na południe, nachylenie do poziomu 35o
8

9. Efekty pracy instalacji solarnej
w zależności od wariantu
 Dla większego zapotrzebowania CWU (np. 4 osoby) = 240 litrów/dzień, ten
sam wariant (2 kolektory płaskie i podgrzewacz 300 litrów), zapewni niższe
oszczędności roczne, na poziomie 46%:
300 l
WARIANT 1
CWU = 240 l/dzień
2x auroTHERM VFK 145 46%
auroSTOR VIH S 300
 Dodatkowy kolektor zapewni wzrost oszczędności do 55% rocznie:
300 l
WARIANT 2
CWU = 240 l/dzień
3x auroTHERM VFK 145 55%
auroSTOR VIH S 300
9

10. Oszczędności roczne, a sprawność
instalacji solarnej
 Optymalny dobór instalacji solarnej
powinien zakładać pokrycie potrzeb ciepła
dla podgrzewania wody użytkowej, na
poziomie nie większym niż 55÷60% rocznie
 Należy mieć na uwadze, że oszczędność
ciepła nie jest jedynym wyznacznikiem
efektywności pracy instalacji solarnej
 Im wyższa oszczędność ciepła, tym niższa
będzie uzyskiwana sprawność pracy
kolektora słonecznego. Wynika to ze
zwiększenia temperatury roboczej pracy
kolektora, a tym samym zwiększenia strat
ciepła do otoczenia.
 Należy więc dobierać wielkość instalacji
solarnej w sposób zoptymalizowany
10

11. Oszczędności, czy sprawność?
Jak dobierać instalację solarną?
 Jeżeli przyszły użytkownik będzie
zainteresowany przede wszystkim
oszczędnościami bezwzględnymi, to
kosztem niższej sprawności instalacji,
można dobrać 3 kolektory płaskie
(dla przykładu zużycia przez 4 osoby:
240 l/dzień)
 WARIANT 2 (na wykresie )
 Jeśli użytkownika instalacji solarnej
interesuje jak najszybszy zwrot
kosztów inwestycji, to należy z kolei
zapewnić jak najwyższą sprawność
jej pracy i dobrać (dla powyższego
przykładu zużycia 240 l/dzień)
Liczba kolektorów
2 kolektory płaskie
 WARIANT 1 (na wykresie )
* Dane na wykresie odniesione do całego roku dla określonej wariantowo ilości
kolektorów słonecznych auroTHERM o powierzchni absorbera 2,35 m2 (GetSolar)
11

12. Oszczędności, czy sprawność?
Kompromis wyboru…
 Stosowanie coraz większej
powierzchni kolektorów słonecznych
dla tych samych potrzeb cieplnych,
nie przynosi wprost proporcjonalnie
większych oszczędności rocznych,
ponieważ spada sprawność kolektorów
i całej instalacji solarnej.
 Wzrost oszczędności = spadek
sprawności i jednostkowej wydajności
cieplnej kolektora słonecznego
kWh/m2rok
 Im większa instalacja solarna, tym
niższe zakłada się pokrycie potrzeb
rocznych. Dla budynków 1-rodzinnych, Liczba kolektorów
zakłada się maksymalnie 60%
oszczędności, dla wielorodzinnych
zazwyczaj do 30÷40%
12

13. Podsumowanie…
 W specyfice środkowoeuropejskich warunków
pogodowych, optymalny dobór wielkości
instalacji solarnej pozwala na uzyskiwanie
do 60% oszczędności ciepła niezbędnego
do podgrzewania ciepłej wody użytkowej
w ciągu roku
 Większy stopień pokrycia potrzeb i większe
oszczędności w skali roku, mogą przynosić
„skutki uboczne” takie jak niższą sprawność
instalacji solarnej, a także przestoje w pracy,
wynikające z nadwyżek wytwarzanego ciepła,
jakiego nie jest w stanie odebrać woda
użytkowa. Może to doprowadzać do
częstszego przegrzewania kolektorów
słonecznych (tzw. stany stagnacji)
13

14. Ogrzewanie
Kotły gazowe
Chłodzenie Kotły olejowe
Pompy ciepła
Energia odnawialna
Kolektory słoneczne
Systemy wentylacji
www.eko-blog.pl www.vaillant.pl