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