Energia solarna | Konfiguracja instalacji | Przykłady obliczeń
Solarne warunki ramowe

Ciepła woda ze Słońca
Mniej więcej jedna trzecia całego zużycia energii w Polsce przypada na ogrzewanie budynków. Energooszczędne technologie budowlane,a przede wszystkim oszczędne systemy grzewcze mogą zużycie to znacznie zredukować, wnosząc tym samym przyczynek do poszanowania zasobów naturalnych i ochrony atmosfery ziemskiej.Znaczny potencjał oszczędności tkwi również w podgrzewaniu c.w.u. Tak więc kolektory słoneczne w połączeniu z centralnym pojemnościowym podgrzewaczem c.w.u. stanowią w naszych szerokościach geograficznych zwłaszcza w miesiącach letnich najbardziej interesującą alternatywę wobec kotła grzewczego: zapotrzebowanie energii na podgrzewanie c.w.u. jest prawie niezmienne i niezależne od pory roku. A właśnie w miesiącach letnich występuje zgodność w czasie między zapotrzebowaniem energii grzewczej a podażą energii słonecznej.Prawidłowo zaprojektowane instalacje kolektorów słonecznych z wzajemnie dostosowanymi składnikami systemu mogą zaoszczędzić ok. 50 do 60% rocznego zużycia energii na podgrzewanie c.w.u. w domach jedno- i dwurodzinnych. Poza miesiącami letnimi system solarnego podgrzewu c.w.u. wspomaga się drugim źródłem ciepła - z reguły olejowym lub gazowym kotłem niskotemperaturowym, lub jeszcze lepiej - kotłem kondensacyjnym.

Z 8760 godzin w roku do dyspozycji mamy ok. 1400 do 1900 godzin słonecznych. Jak wygląda przykładowa miesięczna podaż energii słonecznej w skali roku i jak wysokie są odpowiednie ilości energii i napromieniowanie globalne, można odczytać z poniższych wykresów.

Promieniowanie słoneczne - promieniowanie globalne

Promieniowanie słoneczne jest strumieniem energii, jaki Słońce emituje równomiernie we wszystkich kierunkach. Do zewnętrznych warstw atmosfery ziemskiej dociera z tego strumień o mocy 1,36 kW/m2 (tzw. stała słoneczna).

Przy przechodzeniu przez atmosferę promieniowanie słoneczne ulega osłabieniu wskutek odbicia, rozproszenia i pochłonięcia przez pyły i cząsteczki gazów. Promieniowanie słoneczne dzieli się wskutek tego na dwie składowe:
- promieniowanie bezpośrednie część promieniowania, jakiej udaje się przedrzeć przez atmosferę,
- promieniowanie rozproszone część promieniowania słonecznego, która uległa odbiciu wzgl. pochłonięciu przez pyły i cząsteczki gazów i dociera do powierzchni ziemi bezkierunkowo.


Bilans mocy promieniowania słonecznego
Suma promieniowania bezpośredniego i rozproszonego, tzw. promieniowanie globalne, wynosi w optymalnych warunkach (bezchmurne, czyste niebo, w południe) aksymalnie 1,0 kW/m2; przeciętna roczna wynosi dla Polski ok. 1000 kWh/m2, co odpowiada zawartości energii w ok. 100 l oleju opałowego lub w 100 m3 gazu ziemnego. Zależnie od typu kolektorów można przemienić w ciepło do ok. 75% promieniowania globalnego.


Nachylenie kolektorów względem powierzchni ziemi i odchylenie od kierunku południowego




Kąt nachylenia kolektorów względem powierzchni ziemi jest ważny z punktu widzenia maksymalizacji pochłaniania energii. Optymalny kąt nachylenia zależy od pory użytkowania kolektorów, ponieważ wysokość słońca nad horyzontem zmienia się na przestrzeni roku. Dla Polski kąty nachylenia w zakresie od 30° do 45° stanowią idealny kompromis pomiędzy letnią (kąt nachylenia 30°)
a zimową (kąt nachylenia 60°) wysokością słońca.
Z uwagi na położenie słońca w ciągu dnia należy kolektory ustawić możliwie w kierunku południowym, aby uzyskać optymalne wykorzystanie energii promieniowania. Odchylenia od kierunku południowego do 20° nie mają w miesiącach letnich praktycznie żadnego wpływu na napromieniowanie; w skali roku wynikają stąd różnice zaledwie ok. 2%.


Wpływ nachylenia kolektora na wykorzystanie promieniowania słonecznego.
Projekt i wykoananie 2005: Kambit - Strony internetowe