Pytania pomocnicze - ELE.11

Należy pomnożyć masę paliwa przez jego wartość opałową i sprawność kotła: Q = m × Wᵤ × η.

Taki wynik daje energię zawartą w paliwie, czyli 1600 MJ. Trzeba jeszcze uwzględnić sprawność kotła 0,75, więc ciepło użyteczne wynosi 1200 MJ.

Oznacza, że z 1 kg danego paliwa można teoretycznie uzyskać 16 MJ energii cieplnej.

Sprawność 0,75 odpowiada 75%, ponieważ 0,75 × 100% = 75%.

Im większa wilgotność biomasy, tym mniej ciepła użytecznego można uzyskać, ponieważ część energii zużywana jest na odparowanie wody.

Energia zawarta w paliwie to wartość teoretyczna wynikająca z masy i wartości opałowej. Ciepło użyteczne jest mniejsze, bo uwzględnia straty kotła opisane sprawnością.

Należy podzielić MJ przez 3,6. Wynik 1200 MJ to około 333,3 kWh.

Manometr służy do pomiaru ciśnienia medium, np. wody, glikolu lub czynnika roboczego. W instalacjach solarnych pozwala kontrolować, czy ciśnienie robocze mieści się w dopuszczalnym zakresie.

Najczęściej ma okrągłą tarczę ze wskazówką oraz skalę w jednostkach ciśnienia, np. bar, MPa lub kPa. Często posiada króciec przyłączeniowy z gwintem.

Manometr mierzy ciśnienie, a woltomierz napięcie elektryczne. Woltomierz ma skalę w woltach, oznaczaną symbolem V.

Manometr mierzy ciśnienie, natomiast rotametr mierzy natężenie przepływu cieczy lub gazu. Rotametr zwykle ma pionową przezroczystą rurkę z pływakiem.

Manometr wskazuje ciśnienie, a termometr bimetaliczny temperaturę. Termometr ma skalę w stopniach Celsjusza lub Kelwinach, a nie w MPa czy barach.

MPa to megapaskal, czyli jednostka ciśnienia. 1 MPa odpowiada 1 000 000 Pa i w przybliżeniu 10 bar.

Klasa 1.6 oznacza dopuszczalny błąd wskazania równy 1,6% zakresu pomiarowego przyrządu. Im mniejsza klasa, tym dokładniejszy manometr.

Służy do odpylania gazów, czyli zatrzymywania suchych cząstek stałych unoszonych przez strumień gazu. Może być stosowany np. do oczyszczania spalin z kotłów na biomasę.

Tkanina działa jak przegroda mechaniczna: przepuszcza gaz, ale zatrzymuje pył. Cząsteczki gazów są zbyt małe i nie są usuwane w typowym procesie filtracji tkaninowej.

Mokre lub lepkie cząstki mogą oblepiać materiał filtracyjny i powodować jego zatykanie. Skutkuje to wzrostem oporów przepływu i koniecznością czyszczenia lub wymiany elementów filtracyjnych.

Regeneracja polega na usunięciu nagromadzonego pyłu z powierzchni tkaniny. Może odbywać się przez strząsanie, przedmuch sprężonym powietrzem albo przepływ zwrotny.

Odpylacz tkaninowy zatrzymuje głównie suche pyły na materiale filtracyjnym. Mokre układy oczyszczania, np. płuczki, wykorzystują ciecz i mogą usuwać część zanieczyszczeń gazowych lub wilgotnych aerozoli.

Typowe objawy to wzrost spadku ciśnienia na filtrze, pogorszenie przepływu gazu oraz spadek skuteczności pracy instalacji. Może też pojawić się potrzeba częstszej regeneracji filtra.

Taki kolor zwykle oznacza przegrzanie i rozkład glikolu. Płyn traci wtedy swoje właściwości eksploatacyjne, w tym ochronę przed zamarzaniem.

Glikol obniża temperaturę zamarzania cieczy roboczej i umożliwia bezpieczną pracę instalacji zimą. Dodatkowo płyn solarny przenosi ciepło z kolektorów do zasobnika.

Najczęstsze przyczyny to stagnacja kolektorów, brak odbioru ciepła, awaria pompy obiegowej, zapowietrzenie układu lub nieprawidłowe ciśnienie robocze.

Do kontroli temperatury krzepnięcia używa się najczęściej refraktometru. Wynik porównuje się z wymaganiami producenta i warunkami klimatycznymi.

Zwykle należy wymienić płyn solarny, przepłukać instalację i sprawdzić przyczynę przegrzewania. Warto też skontrolować pH, ciśnienie i pracę pompy obiegowej.

Nie jest to typowy objaw działania niskiej temperatury. Brązowienie płynu wskazuje przede wszystkim na przegrzanie i degradację termiczną.

Po degradacji pogarsza się działanie inhibitorów korozji, a płyn może stać się bardziej kwaśny. To zwiększa ryzyko uszkodzeń elementów metalowych.

Moc promieniowania oblicza się ze wzoru P = G · A, gdzie G to natężenie promieniowania w W/m², a A to powierzchnia kolektorów w m².

0,24 MJ to 240 000 J. Po podzieleniu przez 60 sekund otrzymuje się 4000 J/s, czyli 4000 W.

Sprawność jest ilorazem dwóch mocy, dlatego obie wartości muszą być wyrażone w tej samej jednostce, np. w watach. W przeciwnym razie wynik byłby błędny.

Oznacza to, że instalacja zamienia na użyteczne ciepło połowę energii promieniowania słonecznego padającego na kolektory.

Potrzebna jest moc użyteczna uzyskana z instalacji oraz moc promieniowania padającego na kolektor. Moc promieniowania wyznacza się z natężenia promieniowania i powierzchni kolektorów.

Nie. Większa powierzchnia może zwiększyć ilość uzyskanego ciepła, ale sprawność zależy od stosunku energii użytecznej do energii dostarczonej przez promieniowanie.

Kawitacja polega na powstawaniu pęcherzyków pary w cieczy przy lokalnym spadku ciśnienia, a następnie ich gwałtownym zapadaniu się. Implozje pęcherzyków powodują mikrouderzenia niszczące powierzchnie elementów pompy.

Uszkodzenia kawitacyjne mają zwykle postać wżerów, ubytków materiału, chropowatości i miejscowego „wykruszania” powierzchni. Często występują w strefach dużych prędkości przepływu i obniżonego ciśnienia.

Powoduje przyspieszone zużycie łopatek, płyt bocznych i korpusu, zwiększa hałas oraz drgania. Może także obniżyć wydajność pompy i doprowadzić do jej awarii.

Typowe objawy to głośna praca przypominająca przesypywanie żwiru, drgania, spadek wydajności, niestabilne ciśnienie oraz przegrzewanie się pompy.

Należy zapewnić odpowiednie ciśnienie na ssaniu, unikać zbyt dużych oporów przepływu, stosować właściwą średnicę przewodów i nie przekraczać dopuszczalnej prędkości obrotowej pompy. Ważne jest też odpowietrzenie instalacji i czystość filtrów.

Kawitacja jest zjawiskiem hydrodynamicznym związanym z pęcherzykami pary i ich implozją w cieczy. Adhezja oznacza przyleganie powierzchni lub cząsteczek do siebie i nie powoduje charakterystycznych wżerów kawitacyjnych.

Dyfuzja to samorzutne przemieszczanie się cząsteczek, a grawitacja to oddziaływanie ciężkości. Żadne z tych zjawisk nie powoduje typowych punktowych ubytków materiału widocznych przy zużyciu kawitacyjnym.

Mniejsze rozładowanie oznacza mniejsze obciążenie chemiczne płyt akumulatora. Dzięki temu spowalnia się proces starzenia i akumulator może wykonać więcej cykli pracy.

Zbyt wysoka temperatura przyspiesza reakcje chemiczne i degradację akumulatora. Temperatura około 20°C jest zwykle korzystniejsza dla trwałości niż 30°C.

Oznacza to, że zużyto 30% dostępnej pojemności akumulatora. Na przykład z akumulatora 100 Ah pobrano około 30 Ah.

Łączy dwa najkorzystniejsze warunki: umiarkowaną temperaturę i płytkie rozładowanie. Oba czynniki wydłużają żywotność akumulatora żelowego.

Tak, regularna praca z większym DoD zwykle zmniejsza liczbę cykli, które akumulator może wykonać. Szczególnie dotyczy to akumulatorów kwasowo-ołowiowych, w tym żelowych.

Najczęstsze błędy to głębokie rozładowywanie, praca w zbyt wysokiej temperaturze, nieprawidłowe ładowanie oraz pozostawianie akumulatora w stanie rozładowanym.

1 dm³ to dokładnie 1 litr. Dlatego 50–60 dm³ oznacza 50–60 litrów.

Przyjmuje się około 50–60 dm³, czyli 50–60 litrów na każdy metr kwadratowy kolektora płaskiego.

Należy pomnożyć powierzchnię kolektorów przez 50–60 dm³/m². Dla 3 m² będzie to około 150–180 dm³.

Woda szybko osiąga wysoką temperaturę, a nadmiar ciepła może prowadzić do przegrzewania instalacji solarnej.

Instalacja może mieć problem z podgrzaniem całej objętości wody do wymaganej temperatury, zwłaszcza przy słabym nasłonecznieniu.

Głównie od powierzchni kolektorów, liczby użytkowników, zużycia ciepłej wody oraz warunków pracy instalacji.

Służy do płukania, napełniania cieczą solarną oraz usuwania powietrza z obiegu kolektorów słonecznych. Umożliwia także uzyskanie właściwego ciśnienia roboczego.

Najczęściej składa się ze zbiornika na płyn solarny, pompy, przewodów elastycznych, zaworów oraz wózka transportowego. Może być wyposażone również w manometr.

Powietrze w instalacji utrudnia przepływ cieczy solarnej, obniża sprawność wymiany ciepła i może powodować hałas lub przerwy w pracy pompy. Dokładne odpowietrzenie jest konieczne przy uruchamianiu układu.

Urządzenie do napełniania jest przenośnym sprzętem serwisowym używanym okresowo. Grupa pompowa jest stałym elementem instalacji solarnej i odpowiada za obieg cieczy podczas normalnej pracy.

Naczynie wzbiorcze kompensuje zmiany objętości cieczy solarnej wynikające ze zmian temperatury. Urządzenie do napełniania służy do serwisu instalacji, czyli do wtłoczenia płynu i usunięcia powietrza.

Najczęściej stosuje się ciecz solarną na bazie glikolu, odporną na zamarzanie i wysoką temperaturę. Jej parametry powinny być zgodne z wymaganiami producenta instalacji.

Używa się go podczas pierwszego uruchomienia instalacji, po naprawach, po wymianie cieczy solarnej oraz przy niektórych czynnościach serwisowych. Jest pomocne także przy płukaniu układu.

kWp oznacza kilowat mocy szczytowej modułów PV. Jest to moc określona w standardowych warunkach badania STC, a nie gwarantowana moc chwilowa w każdych warunkach pracy.

W warunkach STC przyjmuje się natężenie promieniowania słonecznego równe 1000 W/m². Ta wartość jest podstawą do obliczeń mocy znamionowej modułów PV.

Stosuje się wzór A = P / (G × η), gdzie P to moc w watach, G to promieniowanie w W/m², a η to sprawność zapisana jako ułamek.

Procent należy zamienić na ułamek dziesiętny, dzieląc przez 100. Dlatego 12,5% = 12,5 / 100 = 0,125.

Im większa sprawność, tym większa część energii promieniowania słonecznego jest zamieniana na energię elektryczną. Dla tej samej mocy potrzeba wtedy mniejszej powierzchni modułów.

1 kWp odpowiada 1000 Wp, więc 2 kWp = 2000 Wp. W obliczeniach mocy używa się wartości 2000 W.