Login lub e-mail Hasło   

Kolektory słoneczne próżniowe - klasyfikacja

Dane techniczne - różnica w budowieW związku z dochodzącymi do mnie uwagami, że tekst nie jest napisany przystępnie został on w dużej mierze zmieniony na nową wersję.
Wyświetlenia: 1.513 Zamieszczono 27/12/2010

 

 

 

 

 

Kolektory próżniowe obecnie produkowane w swej budowie różnią się dość znacznie, również zastosowana ilość rur w jednym panelu sprawia trudność w prawidłowym doborze instalacji. Powstaje więc pytanie jak porównać do siebie kolektory próżniowe o różnej budowie, zasadzie działania i różnej ilości rur. Tym bardziej, że na swoich stronach internetowych niektórzy  producenci podają, że ich kolektory to szczyt techniki solarnej a materiały z których są wykonane pochodzą wręcz z NASA. Przeciętnemu inwestorowi czasami trudno się połapać w danych technicznych nie zawsze prawdziwych bo tam gdzie parametry u  jednych są pokazywane jako szczytowe osiągnięcie u innych skrzętnie skrywane a w ich miejsce wstawiane inne nie dające się z niczym porównać.

Do porównań przyjęto kolektory próżniowe składające się z tej samej ilości rur (10 szt). Każdy z modeli różni się między sobą budową wewnętrzną oraz sposobem przekazywania ciepła.

 I tak kolektor KSR 10   składa się z rury próżniowej o pojedynczej ściance gdzie wewnątrz umieszczono płaski  listek absorbera z, którego odbierane jest w sposób bezpośredni.

Kolektory: CRD 10, POWER 10 , EDS-10-58-1800 posiadają podwójną rurę szklaną między którymi wytworzono próżnię a warstwa absorpcyjna napylona jest na zewnętrznej warstwie wewnętrznej rury. W kolektorach CRD 10 oraz POWER 10   transport ciepła odbywa się w sposób bezpośredni poprzez „u” rurkę, która jest przymocowana do tubusa metalowego wewnątrz rury próżniowej. Natomiast w kolektorze   EDS-10-58-1800 transport ciepła odbywa się poprzez współosiowo umieszczoną rurkę ciepła (heat pipe) wewnątrz rury próżniowej wykorzystując przemianę fazową cieczy umieszczonej wewnątrz (wrzenie i skraplanie).

We wszystkich przypadkach do porównań przyjęto wyniki badań kolektorów próżniowych z ośrodka SPF w Raperswil publikującego raporty na stronie internetowej.

 

 

1.         kolektor KSR 10  bez lustra

2.         kolektor  CRD 10  z lustrem płaskim

3.         kolektor POWER 10  lustrem parabolicznym

4.         kolektor  EDS-10-58-1800 tak zwany heat pipe bez lustra

kolektor KSR 10   –budowa:

 

kolektor CRD 10   –budowa:

Kolektor  POWER 10  budowa

Kolektor  EDS-10-58-1800 budowa

 

Wstępna analiza porównawcza:

:

Podstawowym kryterium porównywanych kolektorów (jak i innych urządzeń grzewczych) jest ich sprawność.

W przypadku kolektorów słonecznych jest to sprawność optyczna wyznaczona w stosunku do powierzchni apertury, oraz w stosunku do powierzchni absorbera.

Dla lepszego zobrazowania wyników ujęto je w tabelę:

  Analizując powyższą tabelę widać, że sprawność jest iloczynem maksymalnej mocy kolektora w stosunku do jego powierzchni tak dla apertury jak i absorbera. Np. 0, 791:1,014=0,78 dla powierzchni apertury lub: 0,791:0,931=0,85 dla powierzchni absorbera

Producenci jednak rzadko na swoich stronach internetowych podają obydwie sprawności. A raczej praktyką powszechną jest podawanie tej wyższej sprawności. Na ogół podawana jest sprawność bez określania w stosunku do jakiej powierzchni jest liczona. Wynika to z lepszego zaprezentowania swojego produktu.

I tak jeżeli naszym kryterium wyboru kolektora będzie sprawność w stosunku do powierzchni apertury to kolektor  KSR 10  będzie na pierwszym miejscu, dalej kolektor POWER 10  następnie CRD 10   i jako najgorszy EDS-10-58-1800.

Jeżeli zaś przyjmiemy kryterium w stosunku do powierzchni absorbera to najlepszym okaże się kolektor KSR 10 dalej  EDS-10-58-1800 (który w poprzednim kryterium był najgorszym) dalej kolektor POWER 10  i najgorszy CRD 10. Proszę jednak zwrócić uwagę, że kolektory:   CRD 10  i POWER 10  powierzchnię absorbera mają większą niż powierzchnie całkowitą co mogło by się wydawać pewną sprzecznością. Wynika to z faktu dodania lustra pod kolektorem a którego powierzchnia również jest brana pod uwagę i im jest większa powierzchnia lustra tym gorszy jest wynik sprawności. Po analizie również innych kolektorów , które posiadają lustra płaskie czy paraboliczne dochodzimy do wniosku, że właśnie te mają najgorsze sprawności co by one nie znaczyły. Z tak przedstawionych wyników można stwierdzić że istnieje tu swoista kwadratura koła.  A przecież producent dodając lustro podnosi ilość energii uzyskiwaną z kolektora próżniowego wykorzystując przerwy między rurami w stosunku do kolektora bez lustra. W tym miejscu należy się zastanowić czy patrząc na sprawność  faktycznie kolektor CRD 10  i POWER 10  są  faktycznie tak kiepskiej jakości.  Otóż nie, wręcz  przeciwnie.

    Jeżeli zaś naszym kryterium doboru będzie maksymalna moc kolektora a nie sprawność interpretowana w sposób dowolny to sytuacja będzie już bardziej klarowna., gdzie dla potencjalnego nabywcy powierzchnia nie ma większego znaczenia. Porównując maksymalną moc w naszym zestawieniu okazuje się, że kolektory z lustrami są jednak kolektorami najlepszymi i tak nasze porównanie będzie wyglądało następująco: najlepszym będzie CRD 10, który poprzednio był jednym z najgorszych, dalej POWER 10, następnie KSR 10 i na końcu  EDS-10-58-1800.

Czy aby na pewno ten sposób wyboru kolektora będzie odpowiedni, spyta uważny czytelnik. Przecież taki sposób nie uwzględnia strat cieplnych a które się też wyznacza. Otóż one już zależą od samego wykonania kolektora i stopnia wykonania izolacji. A wielkość tych strat wyznacza wykres maksymalnej mocy. Im bardziej linia pochyla się do osi x tym większe są straty cieplne (wykresy po lewej stronie). Np. kolektor EDS-10-58-1800  przy promieniowaniu 1000W/m2  i przy różnicy temperatur 100oC będzie już pracował z mocą wynoszącą tylko ok. 270W

      Prócz prezentowanych wyżej parametrów kolektora, podczas badań wyznacza się jeszcze: stałą czasową kolektora, pojemność cieplną , opory przepływu przez kolektor, straty cieplne oraz modyfikator kąta padania. Jednak chcąc porównać według tych kryteriów trzeba by na początek mocno zagłębić się w normy opisujące te zagadnienia, które jednak dla przeciętnego inwestora są w dużej części niezrozumiałe

   Z tak przedstawionych wyników można by sądzić, że wyniki badań kolektorów słonecznych, wykonanych wg normy PN-EN 12975, nie są wyłącznymi wyznacznikami ich wartości, tym bardziej, że nie istnieją jakiekolwiek wytyczne, które by je klasyfikowały ( PN-EN 12975-1). Ale jednak trzeba przyjąć jakieś kryteria doboru i wyboru kolektorów słonecznych, szczególnie kolektorów próżniowych.

Można by się zastanawiać czy pod uwagę brać maksymalną moc kolektora wyznaczoną przy promieniowaniu 1000W/m2, bo ta jest jednak wyznaczana w warunkach laboratoryjnych i rzadko osiągalna w konkretnej instalacji. Czy nie trzeba było by stosować porównań przy niższym promieniowaniu np.  600W/m2 i 400W/m2. Dało by to pełniejszy obraz osiągów kolektora przy gorszych warunkach nasłonecznienia, bardziej zbliżonych do rzeczywistości.

  A jednak z całej tej gamy wykresów, tabel i zestawień wystarczy wziąć jeden jedyny, i chyba najważniejszy parametr dla potencjalnego użytkownika a jest to maksymalna moc kolektora [W]. Wykonując proste działanie, cena kolektora: maksymalna moc kolektora  otrzymamy cenę jednostkową  1W mocy.

 Dokładnie tak jak to się dzieje przy bateriach słonecznych a przecież tam nikt nie wyznacza skomplikowanych zestawień technicznych przeciętnemu inwestorowi nic nie mówiących a podlegają one jednak tej samej procedurze badań.

Na nasze cele porównawcze stwórzmy jeszcze jeden parametr nazywając go współczynnikiem strat mocy kolektora, który w pewnej mierze będzie odzwierciedlał współczynniki strat cieplnych a będzie to iloczyn największej mocy kolektora (przy różnicy temp. 0oC) do mocy przy różnicy temp. 70oC. I tak dla kolektora idealnego (bez strat) współczynnik będzie wynosił 1. Dla kolektora EDS-10-58-1800  współczynnik ten będzie wynosił: 521:300=1,72 a więc dość niekorzystnie.

Na koniec w tabeli poniżej w ostatniej kolumnie przedstawiono współczynnik bezwymiarowy.  Otóż przy wyborze kolektora może okazać się, że jeden kolektor ma korzystny współczynnik ceny do mocy kolektora ale za to gorszy współczynnik strat mocy i odwrotnie. Wystarczy przemnożyć wyniki w obydwu kolumnach aby uzyskać jednolity obraz które kolektory mają najkorzystniejsze parametry (im mniejszy wynik w ostatniej kolumnie tym lepiej).

 

Do porównań dużej części kolektorów próżniowych wzięto dane z prezentowanych raportów badań oraz materiały ze stron internetowych producentów zestawiając wyniki w tabele:

W przedstawionym opracowaniu   starałem się przybliżyć jak czasami złudne jest  patrzenie na kolektor próżniowy tylko pod kątem jego sprawności optycznej a w szczególności  dotyczy to kolektorów z lustrem.  Celowo nie zagłębiałem się w opisywanie poszczególnych parametrów bardziej złożonych lub ich zależności bo dla przeciętnego czytelnika było by to nie zrozumiałe. Z doświadczenia wiem, że nawet osoby zajmujące się montażem instalacji solarnych mają duże kłopoty w interpretacji wyników z raportów badań kolektorów.

 Źródło: www.bachus.com.pl

Podobne artykuły


11
komentarze: 172 | wyświetlenia: 580
10
komentarze: 2 | wyświetlenia: 1225
8
komentarze: 0 | wyświetlenia: 480
7
komentarze: 81 | wyświetlenia: 513
6
komentarze: 48 | wyświetlenia: 760
5
komentarze: 62 | wyświetlenia: 1123
124
komentarze: 52 | wyświetlenia: 141878
118
komentarze: 23 | wyświetlenia: 240429
91
komentarze: 20 | wyświetlenia: 111455
90
komentarze: 29 | wyświetlenia: 122272
 
Autor
Artykuł

Powiązane tematy






Brak wiadomości


Dodaj swoją opinię
W trosce o jakość komentarzy wymagamy od użytkowników, aby zalogowali się przed dodaniem komentarza. Jeżeli nie posiadasz jeszcze swojego konta, zarejestruj się. To tylko chwila, a uzyskasz dostęp do dodatkowych możliwości!
 

© 2005-2018 grupa EIOBA. Wrocław, Polska