Kwalifikacja: ELE.10 - Montaż i uruchamianie urządzeń i systemów energetyki odnawialnej
Jeśli kolektor słoneczny o powierzchni 2 m2 przy nasłonecznieniu wynoszącym 1 000 W/m2 oddał do systemu 1 400 W energii cieplnej, to jaka jest sprawność urządzenia?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Aby obliczyć sprawność kolektora fototermicznego, należy zastosować wzór: sprawność = (przekazane ciepło / moc napromieniowania) x 100%. W tym przypadku moc napromieniowania wynosi 1 000 W/m2, a powierzchnia kolektora to 2 m2, co daje łączną moc napromieniowania równą 2 000 W (1 000 W/m2 * 2 m2). Kolektor przekazał do instalacji 1 400 W ciepła, więc sprawność wynosi: (1 400 W / 2 000 W) x 100% = 70%. Taka efektywność jest istotna w kontekście projektowania systemów solarnych, ponieważ wyższa sprawność oznacza lepsze wykorzystanie energii słonecznej i niższe koszty eksploatacji. W praktyce, projektanci instalacji solarnych dążą do osiągnięcia jak najwyższej sprawności, aby zminimalizować powierzchnię potrzebną do uzyskania wymaganej ilości energii. Przykładem może być zastosowanie różnych rodzajów powłok absorbujących oraz systemów optymalizacji kątów nachylenia kolektorów, co pozwala na lepsze zbieranie promieniowania słonecznego.
Obliczając sprawność kolektora fototermicznego, kluczowym błędem jest pominięcie właściwych jednostek i ich interpretacji. Na przykład, jeśli ktoś uzna, że przekazane ciepło wynoszące 1 400 W powinno być porównywane z inną wartością, może dojść do błędnych wniosków, jakoby sprawność wynosiła 60% lub mniej. Często zdarza się, że mylone są wartości mocy nominalnej z rzeczywistymi wartościami wyjściowymi kolektora, co wprowadza w błąd w ocenie efektywności. Sprawność nie jest proporcjonalna tylko do mocy wydobywanego ciepła, ale również do całkowitej mocy, jaką kolektor jest w stanie zaabsorbować na podstawie jego powierzchni i intensywności promieniowania. Zrozumienie tego związku jest niezbędne, aby móc właściwie ocenić wydajność instalacji słonecznych. Ponadto, przy obliczeniach trzeba uwzględnić czynniki takie jak temperatura otoczenia, kąt padania promieni słonecznych oraz ewentualne straty ciepła, które mogą wpływać na ostateczną sprawność systemu. Dlatego wyniki obliczeń zawsze powinny być analizowane w kontekście rzeczywistych warunków eksploatacyjnych oraz zastosowanych technologii. W praktyce, aby poprawić sprawność, inżynierowie często testują różne konfiguracje, co może prowadzić do dalszych optymalizacji systemów solarnych.