Na podstawie fragmentu charakterystyki pokrycia zapotrzebowania na c.w.u. oraz danych do obliczeń określ wymaganą powierzchnię czynną (apertury) kolektorów, które pokryją 60% zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową.
A. 2 m²
B. 8 m²
C. 1 m²
D. 6 m²
Pytanie z egzaminu CKE, czerwiec 2015 (arkusz B.21-X-15.05).
Wymagana powierzchnia czynna apertury wynosi 6 m², bo z charakterystyki pokrycia zapotrzebowania na c.w.u. należy odczytać taką powierzchnię kolektorów, przy której udział energii słonecznej w przygotowaniu ciepłej wody osiąga 60%. Chodzi tu o powierzchnię czynną, czyli tę część kolektora, która rzeczywiście przyjmuje promieniowanie słoneczne i przekazuje energię do czynnika solarnego. To nie zawsze jest to samo co powierzchnia całkowita obudowy kolektora, i moim zdaniem właśnie tu łatwo się pomylić. W praktyce przy doborze instalacji solarnej sprawdza się zapotrzebowanie na c.w.u., profil zużycia, pojemność zasobnika, sprawność kolektorów, ustawienie względem południa oraz kąt nachylenia. Dobre praktyki branżowe zakładają, że instalacja solarna do c.w.u. nie powinna być bezmyślnie przewymiarowana, bo latem może dochodzić do przegrzewów, stagnacji glikolu i szybszego starzenia elementów. Powierzchnia 6 m² daje tu wymagane 60% pokrycia, czyli rozsądny kompromis między uzyskiem energii a stabilną eksploatacją instalacji.
W tym zadaniu kluczowe jest poprawne odczytanie zależności między powierzchnią apertury kolektorów a procentowym pokryciem zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową. Zbyt mała powierzchnia, na przykład 1 m² albo 2 m², nie jest w stanie dostarczyć wymaganej ilości energii dla 60% udziału solarnego, chyba że zapotrzebowanie na c.w.u. byłoby bardzo małe, a warunki nasłonecznienia idealne. W typowej instalacji domowej taka powierzchnia raczej pokrywa tylko niewielką część potrzeb, szczególnie poza okresem letnim. Częsty błąd polega na tym, że ktoś patrzy tylko na liczbę kolektorów albo przyjmuje orientacyjnie 1-2 m² na osobę, bez sprawdzenia charakterystyki z zadania. To może dać wynik przypadkowy, ale nie jest poprawnym doborem technicznym. Z kolei 8 m² oznaczałoby już większą powierzchnię niż potrzebna do osiągnięcia 60% pokrycia według podanych danych. Taki dobór może wyglądać bezpiecznie, ale w instalacjach solarnych większe nie zawsze znaczy lepsze. Przewymiarowanie zwiększa koszt inwestycji, wymaga większego zasobnika, a latem może powodować przegrzewanie czynnika solarnego i częste wejście instalacji w stagnację. Poprawne podejście to odczytanie z wykresu lub tabeli punktu odpowiadającego 60% pokrycia i przyjęcie powierzchni apertury, a nie powierzchni brutto kolektora czy wartości zaokrąglonej na oko. Dlatego właściwy wynik to 6 m².