Wiadomości OZE Jak dobrać odpowiednią powierzchnię kolektorów? Część II31 lipca 2015 Wiadomości OZE Jak dobrać odpowiednią powierzchnię kolektorów? Część II31 lipca 2015Przeczytaj także Wiadomości OZE PKN Orlen to największy emitent polskiego przemysłu. Kto jeszcze znalazł się w rankingu? Największe zakłady przemysłowe w Polsce generują 46 mln ton CO2 rocznie – wynika z najnowszej analizy Instratu. Think-tank wziął pod uwagę 56 największych zakładów w Polsce. Na czele znalazł się PKN Orlen Wiadomości OZE Ile CO2 usuwamy z atmosfery? Powstał pierwszy raport Carbon Dioxide Removal, czyli usuwanie dwutlenku węgla to praktyka, która coraz częściej pojawia się w rozmowach o ograniczaniu globalnego ocieplenia. Mimo tego pozostawia wiele wątpliwości. Na większość z nich odpowiada najnowszy raport poświęcony metodom usuwania CO2 z atmosfery i prognozom rozwoju CDR. W poprzedniej części zostały przedstawione wyliczenia energii niezbędnej do podgrzania ilości wody wynikającej z dziennego zapotrzebowania, straty ciepła oraz solarny zysk energetyczny. Dziś przedstawimy dalszy tok obliczeń pozwalający na dobranie odpowiedniej powierzchni absorbera w kolektorze słonecznym.Możemy przejść do wyliczenia wielkości pola kolektorowego niezbędnego dla omawianych warunków. Wymaganą całkowitą powierzchnię pola kolektorowego AK wyznacza się na podstawie spodziewanego rocznego słonecznego zysku QSOL, średniorocznego współczynnika sprawności instalacji η oraz ilości promieniowania EK.AK=QSOL/(EK*ηAnl ) [m^2]Aby ją obliczyć musimy uwzględnić:1). NasłonecznienieW sieci dostępne są mapy Polski ukazujące wielkość nasłonecznienia na metr kwadratowy powierzchni. My przyjęliśmy, że wynosi ono 1150 kWh/m2.2). Nachylenie i orientację kolektorówIlość padającej energii słonecznej zależy od kąta nachylenia kolektora β i jego orientacji γ na powierzchni dachu. Ponadto powierzchnia kolektora powinna być zorientowana w kierunku południowym i tak nachylona, by promienie słoneczne padały możliwie pionowo na powierzchnię kolektora. Dla Polski wartości kąta nachylenia wahają się nieznacznie wokół wartości ϕ = 50°.W omawianym przypadku przyjęto β=30 oraz orientację SW/NE.3). Współczynnik korelacji odbioru promieniowania na 1 m2 kolektora EKEK=E*f(β,γ ) [kWh/m^2 ], gdzie:E – roczne promieniowanie na powierzchnię horyzontalnąf(β,γ) – współczynnik korekcji zależny od orientacji i kąta nachylenia kolektora (tabele z wartościami współczynników dostępne są w sieci)EK=1150*1,1=1265 [kWh/m^2 ] 4). Dobór kolektoraNależy się zastanowić, które rozwiązanie wybrać. W tym celu odsyłamy do artykułu o dostępnych rodzajach tych urządzeń. W omawianym przypadku dobrane zostały próżniowe kolektory słoneczne firmy Hewalex.Ich charakterystyka jest następująca:Długość: 2130 mmSzerokość: 856 mmWysokość: 116 mmPowierzchnia brutto kolektora: 1,823 m2Powierzchnia czynna (apertury): 1,014 m2Pojemność cieczowa: 1,8 lWaga: 30 kgSprawność optyczna: 78 %Współczynnik strat A1: 1,27 W/(m2K)Współczynnik strat A2 zależny od temperatury: 0,0012 W/(m2K2)Gwarancja: 10 latJednostkowy strumień przepływu: 60 l/h/m2 5). Współczynnik sprawności kolektora ηWylicza się go ze wzoru:η=η0-k1*(Tm-Tu)/Ek -k2*[(Tm-Tu)^2]/Ek , gdzie:η0; k1; k2 – współczynniki zależne od rodzaju kolektoraTm – temperatura absorbera (60℃)Tu – temperatura otoczenia (20℃)EK – współczynnik korelacji odbioru promieniowaniaη=78-1,27*(60-20)/1265-0,0012*[(60-20)^2]/1265=77,95 6). Miarodajny współczynnik sprawności η0.05Wyliczany ze wzoru:η0.05=η0-0.05*k1-2*k2η0.05=78-0.05*1,27-2*0,0012=77,93 7). Średnioroczny współczynnik sprawności instalacji ηAnlOdczytany z wykresu uwzględniającego miarodajny współczynnik sprawności η0.05 i solarny stopień pokrycia SF: średnioroczny współczynnik sprawności instalacji wynosi 0,52. Wracając do wielkości wymaganego pola kolektorowego, wynosi ona:AK=2200,04/(1265*0,52)= 3,34 [m2]Istotna jest także skorygowana wielkość pola kolektorowego Aerf, która uwzględnia straty ciepła w przewodach rurowych prowadzących z kolektora do zasobnika.Wyznaczając całkowitą powierzchnię absorbera uwzględnić należy straty ciepła w przewodach rurowych pomiędzy kolektorami a zasobnikiem. Orientacyjnie na każde kolejne 10 metrów długości tych przewodów, powierzchnię kolektorów zwiększa się o 8-10 proc.Przypuśćmy, że długość tych przewodów wynosi 20 m, w związku z tym, przyjmując przyrost 10 procentowy, skorygowana wielkość pola kolektorowego wynosi 4 m2. Kolejny krok to ustalenie liczby potrzebnych kolektorów. Robi się to na podstawie wzoru:n=Aerf/A(A ) , gdzie:AA – powierzchnia czynna dobranego kolektora (parametry kolektora)Aerf –skorygowana wielkość pola kolektorowegon=4/1,014=3,95Z obliczeń wynika, że potrzebne będą 4 kolektory.Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.