Pytania pomocnicze - ELE.11

Do pomiaru mocy elektrycznej służy watomierz. Wynik pomiaru podawany jest najczęściej w watach (W) lub kilowatach (kW).

Miernik mocy ma oznaczenie jednostki W, kW lub opis związany z mocą. Nie należy mylić go z amperomierzem oznaczonym A ani woltomierzem oznaczonym V.

Watomierz mierzy moc, amperomierz natężenie prądu, a woltomierz napięcie. Każdy z tych mierników wskazuje inną wielkość elektryczną.

Podstawową jednostką mocy elektrycznej jest wat, oznaczany symbolem W. W instalacjach energetycznych często używa się też kilowatów, czyli kW.

Moc oblicza się ze wzoru P = U · I, gdzie P to moc, U to napięcie, a I to natężenie prądu. Wynik otrzymuje się w watach.

Omomierz mierzy rezystancję, czyli opór elektryczny, wyrażany w omach. Nie wskazuje bezpośrednio mocy pobieranej lub oddawanej przez urządzenie.

Najczęściej ma schemat kolektora słonecznego, zasobnika c.w.u., pompy obiegowej oraz wskazania temperatur z czujników. Charakterystyczne są symbole T1 i T2 oraz ikona kolektora.

Sterownik solarny włącza i wyłącza pompę obiegową na podstawie różnicy temperatur między kolektorem a zasobnikiem. Chroni też instalację przed przegrzaniem lub zamarznięciem, zależnie od funkcji urządzenia.

Instalacja solarna z kolektorami słonecznymi wytwarza ciepło do podgrzewania wody. Instalacja fotowoltaiczna z modułami PV wytwarza energię elektryczną.

Czujnik mierzy temperaturę kolektora i przekazuje ją do sterownika. Dzięki temu sterownik wie, kiedy kolektor jest wystarczająco nagrzany, aby uruchomić pompę.

Pompa wymusza przepływ płynu solarnego między kolektorem a wymiennikiem w zasobniku. Bez niej ciepło z kolektora nie byłoby skutecznie transportowane do wody użytkowej.

Sterownik porównuje temperaturę kolektora i zasobnika. Jeśli kolektor jest cieplejszy o ustawioną wartość, uruchamia pompę; gdy różnica spadnie, pompę wyłącza.

Sterowniki pomp ciepła zwykle pokazują obieg chłodniczy, sprężarkę, parametry źródła dolnego lub górnego oraz tryby grzania/chłodzenia. Regulator solarny pokazuje przede wszystkim kolektor, zasobnik i pompę obiegową.

Histereza to zakres różnicy temperatur, który zapobiega zbyt częstemu włączaniu i wyłączaniu grzałki. Dzięki niej termostat nie reaguje na minimalne wahania temperatury.

W tym typie zadania temperaturę włączenia oblicza się jako temperaturę zadaną minus wartość histerezy. Dla 40°C i histerezy 2°C grzałka włączy się przy 38°C.

Temperaturę wyłączenia oblicza się jako temperaturę zadaną plus wartość histerezy. Dla 40°C i histerezy 2°C grzałka wyłączy się przy 42°C.

Gdyby grzałka przełączała się przy jednej temperaturze, mogłaby bardzo często załączać się i wyłączać. Histereza tworzy martwy zakres regulacji, który stabilizuje pracę urządzenia.

Grzałka włączy się, gdy temperatura spadnie do 38°C, a wyłączy się, gdy wzrośnie do 42°C. Poprawna odpowiedź to: wyłączenie 42°C, włączenie 38°C.

Większa histereza oznacza rzadsze załączanie grzałki, ale większe wahania temperatury wody. Mniejsza histereza daje stabilniejszą temperaturę, lecz częstsze cykle pracy urządzenia.

Energię dostarczoną w paliwie oblicza się ze wzoru: masa paliwa × wartość opałowa. Dla 150 kg pelletu o wartości opałowej 18,3 MJ/kg jest to 2745 MJ.

Sprawność oblicza się jako stosunek energii użytecznej do energii dostarczonej w paliwie, pomnożony przez 100%. W tym zadaniu: 2196 MJ / 2745 MJ × 100% = 80%.

Wartość opałowa określa ilość ciepła możliwą do uzyskania ze spalenia jednostki masy paliwa, bez uwzględniania ciepła kondensacji pary wodnej. Najczęściej podaje się ją w MJ/kg.

Część energii jest tracona m.in. ze spalinami, przez obudowę kotła, niedopalone paliwo oraz straty postojowe. Dlatego energia użyteczna jest mniejsza od energii zawartej w paliwie.

Masa paliwa pozwala obliczyć całkowitą energię dostarczoną do procesu. Im większa masa paliwa przy tej samej wartości opałowej, tym większy teoretyczny zasób energii.

Tak. Wyższa wilgotność obniża efektywną ilość ciepła, ponieważ część energii zużywana jest na odparowanie wody zawartej w paliwie.

Rotametr służy do pomiaru natężenia przepływu medium, np. wody lub płynu solarnego. Umożliwia kontrolę i regulację pracy obiegu.

Przepływające medium unosi pływak w przezroczystej rurce pomiarowej. Wysokość położenia pływaka wskazuje wartość przepływu na skali.

Najbardziej charakterystyczna jest pionowa przezroczysta rurka ze skalą oraz widoczny pływak wewnątrz. Często urządzenie ma też gwintowane króćce przyłączeniowe.

Rotametr mierzy przepływ medium, a manometr mierzy ciśnienie. Rotametr zwykle ma skalę przepływu, np. l/min, natomiast manometr skalę ciśnienia, np. bar.

Rotametr służy do pomiaru przepływu. Zawór bezpieczeństwa otwiera się przy nadmiernym ciśnieniu i chroni instalację przed uszkodzeniem.

Odpowiedni przepływ zapewnia skuteczne odbieranie ciepła z kolektorów. Zbyt mały przepływ może prowadzić do przegrzewania instalacji, a zbyt duży do nieefektywnej pracy pompy.

Anoda magnezowa chroni stalowy zbiornik przed korozją elektrochemiczną. Ulega stopniowemu zużyciu zamiast ścianek zasobnika.

Stan anody należy kontrolować podczas okresowych przeglądów zasobnika, zwykle co najmniej raz w roku. Maksymalny typowy okres użytkowania anody to 2 lata.

Magnez jest metalem bardziej aktywnym elektrochemicznie niż stal, dlatego koroduje jako pierwszy. Dzięki temu chroni zbiornik przed uszkodzeniem korozyjnym.

Po zużyciu anody ochrona antykorozyjna zbiornika słabnie lub zanika. Może to doprowadzić do korozji, przecieków i skrócenia żywotności zasobnika.

Tempo zużycia zależy m.in. od jakości wody, temperatury pracy, intensywności użytkowania zasobnika oraz konstrukcji zbiornika. Twarda lub agresywna chemicznie woda może przyspieszać zużycie anody.

Anoda magnezowa jest anodą ofiarną i zużywa się w czasie pracy. Anoda tytanowa jest anodą aktywną, współpracuje z zasilaczem i zwykle nie wymaga okresowej wymiany w taki sam sposób.

Występują na niej jednocześnie parametry wejścia DC z modułów fotowoltaicznych oraz wyjścia AC do sieci. Typowe oznaczenia to VDC, zakres MPP, IDC, VAC, PAC, IAC oraz częstotliwość 50/60 Hz.

Jest to zakres napięcia DC, w którym układ MPPT może śledzić punkt mocy maksymalnej modułów PV. Napięcie łańcucha paneli powinno mieścić się w tym zakresie podczas pracy.

Strona DC jest połączona z modułami fotowoltaicznymi i pracuje na prądzie stałym. Strona AC jest połączona z instalacją elektryczną lub siecią i oddaje prąd przemienny.

Falownik PV przekształca energię z modułów fotowoltaicznych z DC na AC i synchronizuje się z siecią. Zasilacz najczęściej dostarcza określone napięcie do odbiornika, często przekształcając AC na DC.

Moduł PV ma zwykle parametry takie jak Pmax, Voc, Isc, Vmpp i Impp. Falownik ma dodatkowo parametry wyjścia AC, np. VAC, PAC, IAC oraz częstotliwość sieci.

Oznacza trójfazowy układ prądu przemiennego z przewodem neutralnym. Taki zapis jest typowy dla urządzeń podłączanych do sieci trójfazowej.

IP65 oznacza pyłoszczelność oraz ochronę przed strugą wody z dowolnego kierunku. Taki falownik może być stosowany w trudniejszych warunkach środowiskowych, zgodnie z zaleceniami producenta.

Najczęściej jest to kondensat, czyli woda powstała ze skroplenia pary wodnej zawartej w powietrzu. Skrapla się ona na zimnym parowaczu podczas pracy urządzenia.

Wyciek wody zwykle jest bezbarwny i wynika z kondensacji. Wyciek czynnika chłodniczego może pozostawiać ślady oleju, powodować spadek wydajności i wymaga diagnostyki układu chłodniczego.

W trybie ogrzewania parowacz znajduje się po stronie powietrza zewnętrznego i ma niską temperaturę, więc może powodować wykraplanie wilgoci. Skraplacz oddaje ciepło do instalacji grzewczej i jest elementem cieplejszym.

Problem występuje wtedy, gdy odpływ kondensatu jest niedrożny, woda zalewa elementy urządzenia, zamarza przy jednostce zewnętrznej lub pojawia się w nietypowych miejscach.

Im większa wilgotność powietrza, tym więcej pary wodnej może się skroplić na zimnym parowaczu. Dlatego ilość wody może zmieniać się okresowo w zależności od pogody.

Parowacz odbiera ciepło z dolnego źródła, np. powietrza zewnętrznego. W tym wymienniku czynnik chłodniczy odparowuje, pobierając energię cieplną.

Odstęp ogranicza wzajemne zacienianie modułów. Dzięki temu instalacja pracuje z większą sprawnością i mniejszymi stratami energii.

Należy podzielić wartość w milimetrach przez 1000. Dlatego 1200 mm = 1,2 m.

Najpierw oblicza się wartość w nawiasie: sinα/tgβ + cosα, a następnie mnoży przez h. W tym zadaniu daje to około 2,94 m.

Im większy kąt nachylenia modułu, tym wyższy cień może rzucać rząd paneli. Zwykle wymaga to większego odstępu między rzędami.

Kąt β opisuje wysokość Słońca nad horyzontem. Im mniejszy ten kąt, tym dłuższy cień i tym większy wymagany odstęp między rzędami.

Najczęstszy błąd to brak zamiany milimetrów na metry. Prowadzi to do wyniku tysiąc razy za dużego.