Měření účinnosti slunečních kolektorů


obrazek315pomocny
Účinnost slunečních kolektorů je měřena v akreditovaných zkušebnách, přičemž hlavním výstupem je křivka účinnosti, která popisuje účinnost slunečního kolektoru v závislosti na rozdílu mezi teplotou pracovní kapaliny a teplotou okolního vzduchu.

Tento teplotní rozdíl je často udáván jako parametr x, ve kterém je vydělen intenzitou toku slunečního záření při měření (obvykle 800 W.m-2 .K-1).

Obr. 9 Křivky účinnosti slunečních kolektorů


Obecný průběh křivky účinnosti je na obr. 9 ( Obecný tvar křivky účinnosti slunečních kolektorů. Modrá část označuje naměřené optické ztráty, červená část tepelné ztráty a zelená část energetický zisk ).
 
Místo, kde křivka účinnosti protíná osu y, označuje naměřenou optickou účinnost slunečního kolektoru. Naměřená optická účinnost je nižší než skutečná, protože každý reálný sluneční kolektor má nenulový tepelný odpor. Proto, produkuje-li kolektor pracovní kapalinu o teplotě okolí (což odpovídá hodnotě 0 na ose x), je teplota absorbéru vyšší než teplota okolí a odpovídající tepelné ztráty výslednou hodnotu snižují. Toto dobře odpovídá výsledkům, kdy naměřená optická účinnost pro kvalitní ploché i sluneční vakuové kolektory je podobná a pohybuje se většinou těsně pod hranicí hodnoty 0,80. I když skutečná optická účinnost vakuových kolektorů je menší, není naměřená tolik snižována vlivem nižších tepelných ztrát.
 
Pokud má sluneční kolektor naměřenou optickou účinnost hlouběji pod hodnotou 0,80, jsou možné 2 hlavní důvody:
  1. Skutečná optická účinnost je nižší, což bývá většinou u slunečních kolektorů s horší hodnotou sluneční absorptivity nebo u slunečních kolektorů s odraznými prvky, neboť žádný reflektor nepracuje se stoprocentní účinností. Následkem je menší množství slunečního záření, které může být slunečním kolektorem využito k získání tepelné energie.
  2. Tepelný odpor slunečního kolektoru je vyšší než u srovnatelných typů. Takový sluneční kolektor pracuje soustavně s vyšší než obvyklou teplotou absorbéru a energetický zisk je snižován většími tepelnými ztrátami.
Možná je samozřejmě i kombinace uvedených faktorů.
Naměřenou optickou účinnost lze považovat z hlediska dostupnosti slunečního záření za maximální, protože měření se uskutečňuje při kolmém dopadu přímého záření a při malém podílu záření rozptýleného (okolo 20%). To do určité míry znehodnocuje využití naměřených dat u kolektorů s odraznými plochami ke kvalifikovanému odhadu celoročního energetického zisku, neboť nelze dost dobře učit, o kolik se snižuje jejich optická účinnost, je-li podíl rozptýleného záření vyšší.
 
Pro přímé záření je naopak měřena změna optické účinnosti při jeho šikmém dopadu (50°), který je v protokolech označován jako boční faktor. U slunečních vakuových kolektorů jsou měřeny boční faktory ve dvou směrech, a to jak pro azimut slunce, tak pro jeho výšku nad obzorem, přičemž druhá z obou složek je vždy v kolmém směru na orientaci kolektoru. Tyto hodnoty jsou málokdy uváděny v propagačních materiálech, ačkoliv jejich význam je značný.
 
Se vzrůstajícím rozdílem teplot na ose x křivka účinnosti klesá, její průběh lze popsat kvadratickou rovnicí, jejíž parametry jsou součástí protokolu. Podle strmosti poklesu účinnosti pak můžeme posoudit sluneční kolektory dle jejich tepelných ztrát. Na obrázku 9 jsou typické průběhy křivek účinnosti pro sluneční vakuový kolektor s deskovým absorbérem a pro běžný plochý kolektor pro měření při 800 W.m-2.

obrazek316pomocny Rozdíly účinnosti v daném místě osy x se na první pohled mohou zdát při porovnávání slunečních kolektorů nepříliš významné. Zde je třeba si uvědomit, že tepelné ztráty, vyjádřené ve W.m-2 můžeme pro daný parametr x (tedy teplotní rozdíl pracovní kapalina – teplota okolí) považovat za stejné pro jakoukoliv intenzitu dopadajícího slunečního záření. Při menších ozářeních tedy nabývá poměr výkonů porovnávaných kolektorů větších hodnot než poměr jejich naměřené účinnosti.

návrat zpět do zajímavostí >>


Chci více informací

Kontaktujte nás

  +420 602 551 902
  info@vacusol.cz
  kontaktní formulář
               
VacuSol, spol. s r.o. | Dolní Rožínka 149 | 592 51 Dolní Rožínka | telefon: +420 566 567 531 | e-mail: info@vacusol.cz
Facebook    Youtubue    Google Plus

edited by n.e.s.p.i.