Solární tepelné soustavy. Ing. Stanislav Bock 3.května 2011

Transkript

1

2 Solární tepelné soustavy Ing. Stanislav Bock 3.května 2011

3 Princip sluneční kolektory solární akumulační zásobník kotel pro dohřev čerpadlo

4 Možnosti využití nízkoteplotní aplikace do 90 C ohřev bazénové vody příprava teplé vody příprava teplé vody a vytápění vysokoteplotní aplikace do 250 C technologický ohřev solární chlazení

5 Solární kolektory rozdělení Teplonosná látka (kapalinové, vzduchové) Absorber (plastový, kovový (neselektivní x selektivní), akumulační) Konstrukce (ploché, trubicové, koncentrační) Zasklení (bez zasklení, jednoduché, vícevrstvé, struktura) Tlak výplně (atmosférický, subatmosférický ( vakuový )

6 Vzduchový solární kolektor použití: zemědělství sušení, obytné budovy ohřev větracího vzduchu

7 Nezasklený plochý kolektor plastový, EPDM (UV odolný) kanálky blízko sebe

8 Plochý kolektor (neselektivní x selektivní x vakuový) ploché zasklení - solární sklo, prizmatické sklo plochý absorbér - selektivní, neselektivní celoplošný, dělený (lamely) měděný, hliníkový trubkový registr - lyrový, dvojlyra, serpentina skříň - rámová (větraná), lisovaná vana (těsná) Zdroj: Thermosolar

9 Solární kolektory princip Zdroj: Solární společnost

10 Trubkový kolektor evropský (typ Dornier) válcové zasklení (vakuová trubka) - solární sklo plochý absorbér - měděná lamela, selektivní povrch přenos tepla do kapaliny přímo protékaný: U-trubka, koncentrická trubka tepelná trubice: suché napojení, mokré napojení Zdroj: Viessmann

11 Trubkový kolektor čínský (typ Sydney) válcové zasklení (vakuová trubka) - solární sklo válcový absorbér (skleněná trubka) - napařený selektivní povrch přenos tepla do kapaliny (teplosměnná lamela - hliník, měď) přímo protékaná U-trubka tepelná trubice reflektor - plochý, válcový, parabolický

12 Evropský kolektor x Čínský kolektor Zdroj: Solární společnost

13 Trubkové solární kolektory s reflektorem Zdroj: Solární společnost

14 Parametry solárních kolektorů Křivka tepelného výkonu, účinnosti, modifikátoru úhlu dopadu Vztažná plocha plocha absorbéru A A - plocha, na které dochází k přeměně slunečního záření v teplo; plocha apertury A a - plocha průmětu otvoru, kterým vstupuje do kolektoru nesoustředěné sluneční záření, zpravidla plocha průmětu zasklení nebo reflektoru; celková obrysová (hrubá) plocha A G - plocha průmětu celkového obrysu kolektoru. PK TP TV TR Zdroj: Solární společnost

15 Zdroj: Solární společnost

16 Účinnost solárního kolektoru η 0 - optická účinnost [-] a 1 - součinitel tepelné ztráty (lineární) [W/(m 2.K)] a 2 - součinitel tepelné ztráty (kvadratický) [W/(m 2.K 2 )] Tyto hodnoty udává výrobce, dodavatel kolektoru, případně zkušebna t e - venkovní teplota t m - střední teplota teplonosné kapaliny G - sluneční ozáření η =η 0 a 1 t m t G e a 2 ( tm t G e ) 2

17 Typické křivky účinnosti solárních kolektorů Zdroj: Solární společnost

18 Jak vybrat vhodný solární kolektor Nestačí pouze informace o typu kolektoru (plochý, vakuový ) Nestačí pouze křivka účinnosti, je nutné znát i optickou charakteristiku (zvláště u trubkových kolektorů) Nutné znát provozní a klimatické podmínky v jakých bude solární kolektor nasazen Nutné znát konkrétní účel hodnocení vztažení zisků na plochu apertury nebo na hrubou plochu? Protokol o zkouškách v souladu s ČSN EN žádné jiné certifikáty k prokázání vlastností nejsou potřeba!

19 Orientační průměrné ceny solárních kolektorů ploché atmosférické kolektory Kč/m 2 bez DPH trubkové vakuové s plochým absorbérem Kč/m 2 bez DPH trubkové vakuové Sydney bez reflektoru Kč/m 2 bez DPH trubkové vakuové Sydney s reflektorem Kč/m 2 bez DPH

20 Možnosti umístění sklon a orientace Zdroj: Solární společnost

21 Možnosti umístění sklon a orientace Zdroj: Solární společnost

22 Zkoušení dle ČSN EN křivka výkonu a účinnosti vnitřní přetlak odolnost proti vysokým teplotám vystavení vnějším vlivům vnější tepelný ráz vnitřní tepelný ráz průnik deště (zasklené) mechanické zatížení odolnost proti nárazu

23 Značka CE a solární termické kolektory Kolektor o běžné velikosti do 3 m 2 nesmí být označen CE Norma EN (požadavky na kolektory) není harmonizovaná Směrnice o tlakových zařízeních 27/93/EC (PED), NV 26/2003 Sb. pravidla vydaná ke směrnici nepokládají SK za tlakové zařízení vzhledem k malému součinu tlak x objem < 50 bar*l může se vztahovat na velkoplošné kolektory (větší objem) Neoprávněné označení CE může být postiženo sankcí ze strany České obchodní inspekce dle zákona č. 22/1997 Sb.

24 Solar Keymark vyráběné solární kolektory, solární soustavy dobrovolná certifikace třetí stranou, komplexní shoda s danou EN nejde o CE značku zdokumentovaná inspekce výroby (ISO 9000) inspektor vybírá jakýkoli kolektor ze skladu kontinuální shoda (stálý dohled - revize výrobku v časových intervalech) celkem 28 laboratoří zmocněných pro udělování značky informace: kolektor prošel VŠEMI zkouškami podle EN neříká, zda kolektor JE nebo NENÍ účinný,

25 Chlad ze slunce Hotel DUO Praha absorpční chladící jednotka

26 Hybridní solární panely Kombinace fotovoltaiky a solárních termický kolektorů Pod tvrzenou antireflexní čirou vnější ochrannou vrstvou se nacházejí fotovoltaickéčlánky, pod nimi se nachází vrstva termoelektrického materiálu, pak vrstva s plastovými trubicemi, která plní dvě funkce. Primárně je schopna odvádět ohřívanou vodu a zároveň plní funkci ochlazování vrstev s fotovoltaikou, a nakonec se zde nachází vrstva tvrzeného plastu. Fotovoltaické články konvertují sluneční elektromagnetické záření na elektřinu a současně se předává solární energie na proudící teplou vodu, kterou lze používat v budovách, kde jsou hybridní panely nainstalovány.

27 Děkuji Vám za pozornost! Ing. Stanislav Bock