Solarni sistemi Moz 1 Sodobni solarni kolektorji za večje sisteme mag. Slavko Može, univ. dipl. inž. Viessmann d. o. o. Maribor
Jan 17, 2016
Solarni sistemi
Moz1
Sodobni solarni kolektorji za večje sisteme
mag. Slavko Može, univ. dipl. inž.
Viessmann d. o. o.
Maribor
Solarni sistemi
Moz2
Vsebina
Definicija velikega solarnega sistema
Možnosti uporabe in ciljne skupine
Tehnika velikih solarnih sistemov
Dimenzioniranje
Primeri iz prakse
Zaključki
Solarni sistemi
Moz3
Kaj so “veliki solarni sistemi”?
- solarni sistemi za ogrevanje sanitarne vode in/ali podporo k ogrevanju
- so izvedeni za specifično situacijo, kjer so različne komponente združene v celovit sistem
Veliki solarni sistemi so vedno zgrajeni za specifičen primer stranke, pri čemer površina kolektorjev presega 30 m2
oz. prostornina hranilnikov 3.000 litrov. Zasnovani so s strani projektantov ali dobaviteljev opreme.
Solarni sistemi
Moz4
Koristi velikih solarnih sistemov
Varčevanje z energijo- Sonce ne pošilja računov- s solarnim sistemom pridobljena toplota je neodvisna od višanja cen fosilnih goriv
Gospodarnost- veliki solarni sistemi zagotavljajo večje specifične dobitke
- neodvisnost od ostalih virov energij
Ugled- proizvod z ugledom med prebivalstvom- v prihodnost usmerjena rešitev
Solarni sistemi
Moz5
Možnosti uporabe
Ciljna skupina velikih solarnih sistemov so tisti uporabniki, ki potrebujejo toploto v obdobju intenzivnega sončnega sevanja – v poletnem času.
S solarnimi sistemi pridobljena toplota se uporablja večinoma za ogrevanje sanitarne vode.
Procesna toplota, solarna klimatizacija in daljinsko ogrevanje so možnosti uporabe, ki bodo v prihodnosti vse bolj aktualne.
Solarni sistemi
Moz6
Možnosti uporabe
Ogrevanje sanitarne vode
večstanovanjske stavbe
hoteli
bolnišnice
domovi upokojencev
kasarne
kopališča
Solarni sistemi
Moz7
Tehnika majhnih solarnih sistemov je znana
200 litrov/dan50oC
Smer: jugNagib: 45o
Solarni sistemi
Moz8
Tehnika velikih sol. sistemov je drugačna
Solarni sistemi
Moz9
Opis sistema
Sanitarna voda Solarni sistem
Vmesni hranilnik toplote
Polnilni krogPrenosnik toplotet=5K
Odjemni krogPrenosnik toplotet=5K
Kotel
Sončnikolektorji
Ogrevalniksanitarne
vode
Predgrevalniksanitarne
vode
HV
TV
Solarni sistemi
Moz10
Dimenzioniranje
Določitev izhodiščnih ciljev
čim višja stopnja solarne pokritosti?
čim višji doprinos na kvadratni meter sončnih kolektorjev?
čim manjši stroški s solarnim sistemom proizvedene kWh toplote?
Solarni sistemi
Moz11
Dimenzioniranje
visoka solarna pokritost
ali
visok doprinos na kv. meter kolektorjev?
350 400 450 500 550
20%
30%
40%
50%
60%
Doprinos na kv. meter kolektorjev v kWh/m2.a
So
larn
a p
okr
ito
st v
%
Solarni sistemi
Moz12
Dimenzioniranje
350 400 450 500 550
20%
30%
40%
50%
60%
Doprinos na kv. meter kolektorjev v kWh/m2.a
So
larn
a p
okr
ito
st v
%
Višja kot je solarna pokritost
• višja je srednja temperatura kolektorjev
• manjši je izkoristek kolektorjev
• krajši je čas obratovanja kolektorjev
• daljši je čas stagnacije
Solarni sistemi
Moz13
Izkoristek sončnih kolektorjev Vitosol
Razlika med srednjo temperaturo kolektorja in temp. okolice (K)
Izk
ori
stek
ko
lekt
orj
a
Solarni sistemi
Moz14
Izkušnje
Stopnja pokritosti velikih solarnih sistemov za ogrevanje sanitarne vode, ki so optimirani glede na doprinos na kv. meter površine kolektorja je med 30 in 40%
350 400 450 500 550
20%
30%
40%
50%
60%
Doprinos na kv. meter kolektorjev v kWh/m2.a
So
larn
a p
okr
ito
st v
%
Večstanovanjske hiše
Enodružinske hiše
Solarni sistemi
Moz15
Določitev porabe tople sanitarne vode
J F M A M J J A S O N D
meseci
A – poraba za dimenzioniranje površine kolektorjev
po
vpre
čna
mes
ečn
a p
ora
ba
• za dimenzioniranje solarnega sistema je ključnega pomena najnižja poraba v obdobju najintenzivnejšega sončnega sevanja
• maksimalna poraba je pomembna le za dimenzioniranje ogrevalnikov sanitarne vode in dogrevanje s kotlom
Solarni sistemi
Moz16
Določitev površine kolektorjev
Poraba tople sanitarne vode (l/d) Površina kolektorjev (m2)
Količina energije (kWh)
A – ravni kolektorji B – cevni vakuumski kolektorji
Solarni sistemi
Moz17
Dimenzioniranje kolektorskega polja
pretok skozi kolektorsko polje bistveno vpliva na obnašanje solarne naprave, zato mora imeti vsak kolektor v kolektorskem polju enak specifični pretok (litrov/h.m2)
obvezno je upoštevanje specifičnih parametrov izbranih kolektorjev
Solarni sistemi
Moz18
Dimenzioniranje hranilnika toplote
hranilnik toplote izravnava časovno razliko med ponudbo energije iz sončnih kolektorjev in porabo tople sanitarne vode
dimenzionirajo se tako, da njihova temperatura ne preseže 70 °C, saj se pri višjih temperaturah zniža izkoristek kolektorjev
A – akumulirano v hranilniku toplote
B – tipičen profil dnevne porabe tople sanitarne vode
čas
volu
msk
i p
reto
k v
l/m
in
Solarni sistemi
Moz19
Dimenzioniranje komponent polnilnega kroga
A – sončni kolektorjiB – polnilni prenosnik toploteC – hranilnik toplote
Solarni sistemi
Moz20
Dimenzioniranje komponent odjemnega kroga
C – hranilnik toploteD – odjemni prenosnik toploteE – hranilnik predgrete sanitarne vode
HV
TV
Solarni sistemi
Moz21
Primeri iz prakse
Solarni sistemi
Moz22
Primeri iz prakse
Solarni sistemi
Moz23
Primeri iz prakseDom starejših občanov Maribor
Solarni sistem s 100 m2 ravnih kolektorjev za ogrevanje sanitarne vode. Kolektorji so nameščeni na ravnostreho v obliki dveh polj s po 50 m2 ravnih kolektorjev.
Solarni sistemi
Moz24
Primeri iz prakseDom starejših občanov Maribor
Kolektorski polji neodvisno ogrevata 4 hranilnike toplote.Skupna prostornina hranilnikov toplote je 3.600 litrov.
Solarni sistemi
Moz25
Primeri iz prakseDom starejših občanov Maribor
Predgreta sanitarna voda se shranjuje v hranilniku prostornine 1.000 l in dogreva v 1.000 l ogrevalniku. Dogrevanje poteka z nizkotemperaturnim plinskim kotlom.
Solarni sistemi
Moz26
Zaključki
Gradnja velikih solarnih sistemov poteka pri nas, v primerjavi z majhnimi odločno prepočasi,
Pravilno zasnovani veliki solarni sistemi so rentabilnejši od manjših ob minimalnih obratovalnih stroških
Ključnega pomena so pravilna ocena porabe energije, zasnova solarnega sistema, dimenzioniranje komponent ter pravilno obratovanje sistema
Izkoristiti velja finančne spodbude in možnosti financiranja
Naraščanje cen goriv, zmanjševanje emisij toplogrednih plinov ter varčevanje z viri energij bodo odločilno vplivali na gradnjo velikih solarnih sistemov