Partner Strategiczny  www.solarblog.pl www.viessmann.pl Jak należy ustawić kolektor słoneczny? Jakie są zalecenia dla ustawienia kolektora słonecznego? Czy możliwa i zalecana jest zabudowa kolektorów w pozycji poziomej lub pionowej? Czy należy zmieniać ustawienie kolektora w ciągu roku?

Jakie są zalecenia dla ustawienia kolektora słonecznego?

Czy możliwa i zalecana jest zabudowa kolektorów w pozycji poziomej lub pionowej?

Czy należy zmieniać ustawienie kolektora w ciągu roku?

Możliwości zabudowy kolektorów słonecznych Kolektory słoneczne można zabudowywać na wiele sposobów Należy wziąć jednak pod uwagę m.in. zalecenia związane z pozyskiwaniem jak największej ilości ciepła przez pracujący kolektor słoneczny, a także możliwości techniczne danego kolektora słonecznego i miejsce dla zabudowy w budynku

Kolektory słoneczne można zabudowywać na wiele sposobów

Należy wziąć jednak pod uwagę m.in. zalecenia związane z pozyskiwaniem jak największej ilości ciepła przez pracujący kolektor słoneczny, a także możliwości techniczne danego kolektora słonecznego i miejsce dla zabudowy w budynku

Efektywna praca instalacji solarnej Najwyższe uzyski ciepła kolektor słoneczny będzie uzyskiwał, gdy promieniowanie słoneczne będzie na niego padało prostopadle W praktyce wymagało by to ciągłej zmiany ustawienia kolektora słonecznego w ciągu dnia i roku, czyli stosowania kosztownych i złożonych mechanizmów

Najwyższe uzyski ciepła kolektor słoneczny będzie uzyskiwał, gdy promieniowanie słoneczne będzie na niego padało prostopadle

W praktyce wymagało by to ciągłej zmiany ustawienia kolektora słonecznego w ciągu dnia i roku, czyli stosowania kosztownych i złożonych mechanizmów

Najczęściej spotykana zabudowa kolektorów słonecznych Kolektory słoneczne najczęściej instalowane są na nachylonych połaciach dachów, gdzie nie jest możliwe dokonanie wyboru nachylenia i skierowania na stronę świata kolektora Jaki jest dopuszczalny zakres pracy kolektorów słonecznych?

Kolektory słoneczne najczęściej instalowane są na nachylonych połaciach dachów, gdzie nie jest możliwe dokonanie wyboru nachylenia i skierowania na stronę świata kolektora

Jaki jest dopuszczalny zakres pracy kolektorów słonecznych?

Wpływ kąta nachylenia kolektora słonecznego na uzysk ciepła w poszczególnych miesiącach Komentarz  slajd 6

Wpływ kąta nachylenia kolektora słonecznego na uzysk ciepła w poszczególnych miesiącach Ustawienie kolektora słonecznego pionowo (kąt 90 o ) pozwala uzyskiwać najwięcej ciepła w okresie zimowym, gdy słońce porusza się nisko nad horyzontem, ale jednocześnie najmniej ciepła w okresie letnim, gdy słońce porusza się wysoko nad horyzontem (wtedy kąt padania promieni słonecznych na pionowo ustawiony kolektor jest ostry) Kąt 0 o to z kolei wysokie uzyski ciepła latem, ale najniższe zimą (ostry kąt padania promieni, nisko poruszające się słońce) Optymalnym kątem ustawienia kolektora słonecznego dla całorocznej pracy jest kąt nachylenia 30 o – można przyjąć, że pomiędzy 25 o , a 45 o

Ustawienie kolektora słonecznego pionowo (kąt 90 o ) pozwala uzyskiwać najwięcej ciepła w okresie zimowym, gdy słońce porusza się nisko nad horyzontem, ale jednocześnie najmniej ciepła w okresie letnim, gdy słońce porusza się wysoko nad horyzontem (wtedy kąt padania promieni słonecznych na pionowo ustawiony kolektor jest ostry)

Kąt 0 o to z kolei wysokie uzyski ciepła latem, ale najniższe zimą (ostry kąt padania promieni, nisko poruszające się słońce)

Optymalnym kątem ustawienia kolektora słonecznego dla całorocznej pracy jest kąt nachylenia 30 o – można przyjąć, że pomiędzy 25 o , a 45 o

Ruch Słońca względem Ziemi w ciągu roku Komentarz  slajd 8 Dane dla Würzburg (Niemcy)

Ruch Słońca względem Ziemi w ciągu roku Optymalny kąt ustawienia kolektora słonecznego dla całorocznej pracy określany jest w zakresie pomiędzy 25 o , a 45 o , co wynika z ruchu słońca w ciągu roku W tzw. porze ciepłej (IV-IX), gdy dociera do powierzchni Ziemi do 80% całorocznego napromieniowania (kWh/m 2 rok), kąt padania promieni słonecznych wynosi od 30 do 60 o Dla kolektora słonecznego nachylonego wówczas pod kątem 25÷45 o , promieniowanie słoneczne pada w znacznym okresie czasu niemal prostopadle 30 o 40 o 60 o

Optymalny kąt ustawienia kolektora słonecznego dla całorocznej pracy określany jest w zakresie pomiędzy 25 o , a 45 o , co wynika z ruchu słońca w ciągu roku

W tzw. porze ciepłej (IV-IX), gdy dociera do powierzchni Ziemi do 80% całorocznego napromieniowania (kWh/m 2 rok), kąt padania promieni słonecznych wynosi od 30 do 60 o

Dla kolektora słonecznego nachylonego wówczas pod kątem 25÷45 o , promieniowanie słoneczne pada w znacznym okresie czasu niemal prostopadle

Optymalne ustawienie – azymut i nachylenie Komentarz  slajd 10

Optymalne ustawienie – azymut i nachylenie Zakres możliwego ustawienia kolektora słonecznego jest szeroki – dopiero poza granicami kąta nachylenia 25÷45 o i skierowaniu na stronę świata poza granice SE÷SW (płd.-wschód – płd.-zachód, a więc więcej niż ±45 o ) w zasadzie w ciągu roku uzyskuje się jedynie o 5% mniej energii promieniowania słonecznego Jeżeli połać nachylonego pod kątem 30 o , dachu skierowana jest całkowicie na wschód (E) lub zachód (W), to uzysk promieniowania będzie mniejszy o około 20%, co też nie jest jeszcze złym rezultatem

Zakres możliwego ustawienia kolektora słonecznego jest szeroki – dopiero poza granicami kąta nachylenia 25÷45 o i skierowaniu na stronę świata poza granice SE÷SW (płd.-wschód – płd.-zachód, a więc więcej niż ±45 o ) w zasadzie w ciągu roku uzyskuje się jedynie o 5% mniej energii promieniowania słonecznego

Jeżeli połać nachylonego pod kątem 30 o , dachu skierowana jest całkowicie na wschód (E) lub zachód (W), to uzysk promieniowania będzie mniejszy o około 20%, co też nie jest jeszcze złym rezultatem

Optymalne ustawienie kolektora słonecznego na budynku Komentarz  slajd 12

Optymalne ustawienie kolektora słonecznego na budynku Inne spojrzenie na zagadnienie – zmniejszenie/zwiększenie pozyskiwania energii promieniowania słonecznego w zależności od miejsca zabudowy kolektorów na budynku Punktem odniesienia jest poziom (kąt 0 o ) Dach płaski nie jest najbardziej niekorzystnym kątem pracy kolektora słonecznego, jednak inne względy (zwłaszcza zaleganie śniegu) powodują, że w ten sposób ustawia się głównie kolektory pracujące latem na baseny otwarte lub kolektory próżniowe na dachach płaskich w budynkach wysokich Najmniej energii dociera do powierzchni pionowych – elewacje budynku (nawet -40%)

Inne spojrzenie na zagadnienie – zmniejszenie/zwiększenie pozyskiwania energii promieniowania słonecznego w zależności od miejsca zabudowy kolektorów na budynku

Punktem odniesienia jest poziom (kąt 0 o )

Dach płaski nie jest najbardziej niekorzystnym kątem pracy kolektora słonecznego, jednak inne względy (zwłaszcza zaleganie śniegu) powodują, że w ten sposób ustawia się głównie kolektory pracujące latem na baseny otwarte lub kolektory próżniowe na dachach płaskich w budynkach wysokich

Najmniej energii dociera do powierzchni pionowych – elewacje budynku (nawet -40%)

Kiedy jest korzystne ustawienie kolektora w pozycji poziomej? Zabudowa pozioma możliwa dla niektórych kolektorów słonecznych jest korzystna w przypadkach: kolektory bez przykrycia szybowego (maty) podgrzewają bezpośrednio wodę basenową (baseny otwarte) w okresie letnim kolektory próżniowe stosowane są w budynkach wysokich, gdzie występują znaczne siły oddziaływania wiatru współpraca z układem klimatyzacji absorbcyjnej Źródło : Udo Leuschner

Zabudowa pozioma możliwa dla niektórych kolektorów słonecznych jest korzystna w przypadkach:

kolektory bez przykrycia szybowego (maty) podgrzewają bezpośrednio wodę basenową (baseny otwarte) w okresie letnim

kolektory próżniowe stosowane są w budynkach wysokich, gdzie występują znaczne siły oddziaływania wiatru

współpraca z układem klimatyzacji absorbcyjnej

Kiedy jest korzystne ustawienie kolektora w pozycji pionowej? Zabudowa pionowa możliwa dla niektórych kolektorów słonecznych jest korzystna w przypadkach: brak miejsca na dachu lub dach o lekkiej konstrukcji wspomaganie ogrzewania (korzystniejszy kąt na okres zimowy i zarazem mniej energii latem dla ograniczenia przegrzewów instalacji solarnej) strefy z dużymi opadami śniegu budynki wysokie

Zabudowa pionowa możliwa dla niektórych kolektorów słonecznych jest korzystna w przypadkach:

brak miejsca na dachu lub dach o lekkiej konstrukcji

wspomaganie ogrzewania (korzystniejszy kąt na okres zimowy i zarazem mniej energii latem dla ograniczenia przegrzewów instalacji solarnej)

strefy z dużymi opadami śniegu

budynki wysokie

Czy zmienne ustawienie kolektora słonecznego jest stosowane w praktyce? Zmienne ustawienie kolektora słonecznego jest rzadko stosowane, z uwagi m.in. na : kosztowne układy mechaniczne i automatyczne i stosunkowo niewielki dodatkowy uzysk promieniowania słonecznego konieczność zabudowy stelaża – ustawienie przy budynku, lub na dachu (działanie wiatru!) absorbujący charakter pracy kolektorów płaskich oraz próżniowych (pochłanianie promieniowania padającego z różnych kierunków), w przeciwieństwie do kolektorów skupiających (zwierciadeł) nie wymaga dokładnego ustawienia względem promieniowania słonecznego Źródło : Akfa-Solarex

Zmienne ustawienie kolektora słonecznego jest rzadko stosowane, z uwagi m.in. na :

kosztowne układy mechaniczne i automatyczne i stosunkowo niewielki dodatkowy uzysk promieniowania słonecznego

konieczność zabudowy stelaża – ustawienie przy budynku, lub na dachu (działanie wiatru!)

absorbujący charakter pracy kolektorów płaskich oraz próżniowych (pochłanianie promieniowania padającego z różnych kierunków), w przeciwieństwie do kolektorów skupiających (zwierciadeł) nie wymaga dokładnego ustawienia względem promieniowania słonecznego

Jak można niwelować skutki niekorzystnego ustawienia kolektora słonecznego? Dla dachów płaskich, można stosować korzystniejszy dla całorocznej pracy kąt pracy kolektora słonecznego (25÷45 o ) stosując stelaże wolnostojące z obciążeniem balastowym lub mocowane do konstrukcji dachu Należy uwzględnić zwiększone oddziaływanie sił wiatru oraz zalegającego śniegu na konstrukcję dachu (szczegółowe wytyczne producenta)

Dla dachów płaskich, można stosować korzystniejszy dla całorocznej pracy kąt pracy kolektora słonecznego (25÷45 o ) stosując stelaże wolnostojące z obciążeniem balastowym lub mocowane do konstrukcji dachu

Należy uwzględnić zwiększone oddziaływanie sił wiatru oraz zalegającego śniegu na konstrukcję dachu (szczegółowe wytyczne producenta)

Jak można niwelować skutki niekorzystnego ustawienia kolektora słonecznego? Dla elewacji budynku, aby uzyskać korzystniejsze warunki całorocznej pracy można stosować dla kolektorów płaskich dodatkowy stelaż Niektóre rodzaje próżniowych kolektorów słonecznych, jak np. Viessmann VITOSOL 200-T można instalować w pozycji poziomej lub pionowej, a dodatkowo obracać rury kolektora dla skorygowania kąta ustawienia absorberów

Dla elewacji budynku, aby uzyskać korzystniejsze warunki całorocznej pracy można stosować dla kolektorów płaskich dodatkowy stelaż

Niektóre rodzaje próżniowych kolektorów słonecznych, jak np. Viessmann VITOSOL 200-T można instalować w pozycji poziomej lub pionowej, a dodatkowo obracać rury kolektora dla skorygowania kąta ustawienia absorberów

Techniczne ograniczenia montażu kolektorów słonecznych? Przy planowaniu zabudowy kolektorów słonecznych należy brać pod uwagę możliwości techniczne ich pracy Kolektory słoneczne są dopuszczane do pracy zazwyczaj w granicach kąta nachylenia min. 25 o , maks. 70 o Wybrane konstrukcje kolektorów są dostosowane do pracy w dowolnej pozycji, umożliwiając dodatkowo korektę ustawienia absorberów (np. Viessmann VITOSOL 200-T) poprzez obrót rur próżniowych Viessmann VITOSOL 200-F Viessmann VITOSOL 200-T

Przy planowaniu zabudowy kolektorów słonecznych należy brać pod uwagę możliwości techniczne ich pracy

Kolektory słoneczne są dopuszczane do pracy zazwyczaj w granicach kąta nachylenia min. 25 o , maks. 70 o

Wybrane konstrukcje kolektorów są dostosowane do pracy w dowolnej pozycji, umożliwiając dodatkowo korektę ustawienia absorberów (np. Viessmann VITOSOL 200-T) poprzez obrót rur próżniowych

Wnioski końcowe Dla większości budynków jest możliwe zastosowanie kolektorów słonecznych – zabudowanych standardowo lub z dodatkowymi elementami mocującymi Jeżeli występują trudności w zabudowie kolektorów słonecznych na budynku, możliwa jest ich zabudowa poza budynkiem – na terenie posesji W przypadku niekorzystnych warunków zabudowy (elewacja, połać dachu skierowana więcej niż 45 o od kierunku południowego, itd.), zaleca się stosować kolektory próżniowe dobrej klasy (pojedynczo przeszklone - zapewniające wyższą sprawność niż kolektory płaskie), absorbujące w większym stopniu od płaskich promieniowanie rozproszone oraz umożliwiające obrót rur dla skorygowania ustawienia absorberów.

Dla większości budynków jest możliwe zastosowanie kolektorów słonecznych – zabudowanych standardowo lub z dodatkowymi elementami mocującymi

Jeżeli występują trudności w zabudowie kolektorów słonecznych na budynku, możliwa jest ich zabudowa poza budynkiem – na terenie posesji

W przypadku niekorzystnych warunków zabudowy (elewacja, połać dachu skierowana więcej niż 45 o od kierunku południowego, itd.), zaleca się stosować kolektory próżniowe dobrej klasy (pojedynczo przeszklone - zapewniające wyższą sprawność niż kolektory płaskie), absorbujące w większym stopniu od płaskich promieniowanie rozproszone oraz umożliwiające obrót rur dla skorygowania ustawienia absorberów.

1975 2009 Viessmann – ponad 30-letnie doświadczenie w Odnawialnych Źródłach Energii

Partner Strategiczny  www.solarblog.pl www.viessmann.pl