ANALIZA ENERGETYCZNO-EKONOMICZNA WYKORZYSTANIA ENERGII SŁONECZNEJ

Celem analizy energetyczno-ekonomicznej jest ocena efektywności wykorzystania energii słonecznej do ogrzewania ciepłej wody w instalacji z kolektorami cieczowymi. Polega ona, między innymi, na wyznaczaniu energii promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni kolektora o określonej lokalizacji i pochyleniu oraz zapotrzebowania na ciepło. W dłuższych okresach czasu (miesiąc, rok) potrzeby cieplne do ogrzewania ciepłej wody użytkowej są stałe, w odróżnieniu od zmiennego promieniowania słonecznego. Powoduje to pewną trudność w oszacowaniu efektów działania instalacji słonecznej, z uwagi na szereg parametrów określających pozycją Słońca pozwalających na wyznaczenie składowych promieniowania słonecznego. W artykule wykonano ocenę energetyczną działania instalacji ciepłej wody w budynku mieszkalnym z wykorzystaniem metody f-chart. Metoda ta pozwala na ocenę efektów działania instalacji na podstawie ogólnej charakterystyki kolektorów słonecznych i uśrednionych danych meteorologicznych. Wykonano analizę porównawczą dwóch instalacji, z kolektorami cieczowymi płaskimi i  próżniowymi. Wyznaczono dla okresów miesięcznych, na podstawie oszacowanego udziału energii słonecznej w pokryciu potrzeb cieplnych podgrzania wody, średnią sprawności instalacji. W tym celu wykorzystano korelacje pomiędzy dwoma bezwymiarowymi zmiennymi X i Y. Analiza ekonomiczna instalacji słonecznej, po uwzględnieniu kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych, daje pełny obraz oszczędności z tytułu wykorzystania promieniowania słonecznego. Wnioski z analizy wskazują czynniki, które mogą być brane pod uwagę przy wyborze rodzaju kolektorów słonecznych oraz w praktycznych rozwiązaniach instalacji słonecznych charakteryzujących się wysoką sprawnością cieplną.

Pełny tekst (pdf)

[1]           E. Rybak-Wilusz, V. Pisarev, P. Sawicka "Urządzenia zintegrowanych systemów zaopatrzenia w energie budynku zamieszkania zbiorowego". Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury – Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture JCEEA, t. XXXI, z. 61 (3/II/14), lipiec-wrzesień 2014, s. 459-468, DOI:10.7862/rb.2014.112.

[2]           I. F. Okafor and G. Akubue "F-Chart Method for Designing Solar Thermal Water Heating Systems", International Journal of Scientific & Engineering Research, Vol. 3, Issue 9, September - 2012.

[3]           Wolańczyk F. „Jak wykorzystać darowaną energię” KaBe, Krosno 2011.

[4]           K. Sujith "Design Of Active Solar Water Heating System Using F-Chart Method", International Journal of Engineering Research & Technology, Vol. 2 Issue 7, July - 2013.

[5]           Pluta Z. „Słoneczne instalacje energetyczne” Oficyna Wydawnicza    Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007.

[6]           „Sprawozdanie z przeprowadzonych badań i wykonania charakterystyk cieplnych kolektora promieniowania słonecznego HELIOSTAR 202 firmy THERMO - SOLAR POLSKA”, Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk, Warszawa 2011.

[7]           Solar water heating project analysis - RETscreen International Clean Energy Project Analysis Course, Minister of Natural Sources Canada 2001-2014.

[8]           Dąbrowski J. „Kolektory słoneczne do podgrzewania wody użytkowej. Efektywność i opłacalność instalacji” Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Wrocław 2009.

[9]           www.nfosigw.gov.pl - strona internetowa Narodowego Funduszu Ochrony Środowi-ska i Gospodarki Wodnej, (dostęp 4.04.2016).

[10]        J. Górzyński "Audyting energetyczny obiektów przemysłowych" Fundacja Posza-nowania Energii, Warszawa 1995.

[11]        www.uokik.gov.pl - strona internetowa Urzędu Ochrony Konsumentów i Konku-rencji, (dostęp 28.04.2016).

[12]        http://mib.gov.pl/2 Wskazniki_emisji_wartosci_opalowe_paliwa.html - dane meteorologiczne do obliczeń energetycznych budynków Ministerstwa Infra-struktury i Budownictwa, (dostęp 4.03.2016).

[13]        www.pogodynka.pl/polska/daneklimatyczne/ - serwis pogodowy IMGW - średnie temperatury powietrza dla poszczególnych miesięcy w Polsce, (dostęp 3.01.2016).