Sprawność kolektora słonecznego określa, jaka część energii promieniowania słonecznego padającego na kolektor zostaje zamieniona na użyteczne ciepło przekazane do instalacji solarnej.
W zadaniach egzaminacyjnych najczęściej stosuje się zależność:
Wzór
η = P_u / (G · A) · 100%
gdzie:
- η – sprawność kolektora [%],
- P_u – użyteczna moc cieplna oddana do instalacji [W],
- G – nasłonecznienie, czyli natężenie promieniowania słonecznego [W/m²],
- A – powierzchnia kolektora [m²].
Przykład obliczenia
Kolektor ma powierzchnię 2 m², a nasłonecznienie wynosi 1000 W/m².
Moc promieniowania padająca na kolektor:
P_we = G · A = 1000 W/m² · 2 m² = 2000 W
Kolektor oddał do systemu 1400 W ciepła, więc:
η = 1400 W / 2000 W · 100% = 70%
Sprawność kolektora wynosi 70%.
Ważne uwagi egzaminacyjne
- Jednostka W/m² oznacza moc promieniowania przypadającą na 1 m² powierzchni.
- Powierzchnię kolektora należy pomnożyć przez nasłonecznienie, aby uzyskać moc dostarczoną przez promieniowanie słoneczne.
- Wynik sprawności zwykle podaje się w procentach.
- Sprawność nie może być większa niż 100% w takim prostym bilansie energetycznym.
Co wpływa na sprawność?
Na rzeczywistą sprawność kolektora wpływają m.in. temperatura absorbera, temperatura otoczenia, straty ciepła, jakość izolacji, zabrudzenie szyby, kąt ustawienia i natężenie promieniowania słonecznego.