Promieniowanie słoneczne

Dokonano porównania sumarycznego natężenia promieniowania słonecznego dla obszaru środkowoeuropejskiego w dwóch okresach roku: letniego (od kwietnia do września) i zimowego (od października do marca). Okazało się, że w pierwszym okresie występuje ok. 80% rocznego promieniowania (program uprawnienia budowlane na komputer). Wykres natężenia całkowitego promieniowania słonecznego w Hamburgu (w latach 1952-54) padającego na płaszczyznę ustawioną pod kątem 45° i zwróconą na południe. W latach tych panowała wyjątkowo słoneczna pogoda; stąd średnia wartość natężenia promieniowania wyższa jest od wartości podanych wcześniej.

W wyniku wieloletnich pomiarów warunków klimatycznych Polski oszacowano, że średnia wartość natężenia promieniowania słonecznego w kraju waha się w przedziale 939-M103 kWh/(m2 • rok) (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Interesujące jest, że największe natężenie promieniowania słonecznego zaobserwowano w górach i nad morzem. Średnie wartości natężenia całkowitego promieniowania słonecznego w Polsce z okresu powyżej dziesięciu lat opracowane przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej.

Z porównań tych wynika, że w warunkach polskich istnieją możliwości wykorzystania energii promieniowania słonecznego do ogrzewania. Wydaje się również, że wykorzystywanie promieniowania słonecznego w kraju można rozpocząć właśnie od instalacji ciepłej wody użytkowej i to głównie w okresie letnim (uprawnienia budowlane). W pierwszej kolejności instalacje tego typu powinny być wykonywane w obiektach turystycznych i sportowych: na kempingach i polach namiotowych oraz basenach otwartych, schroniskach górskich itp. Ponadto proste instalacje do podgrzewania c. w. u. za pomocą energii słonecznej mogłyby znaleźć zastosowanie w obiektach rolniczych, hodowlanych, szklarniach, w rozproszonym wiejskim budownictwie mieszkalnym itp.

Kolektory słoneczne

Według szacunkowych obliczeń tylko ta grupa użytkowników w okresie letnim zużywa ok. 700 • 10° dm3 ciepłej wody, do której podgrzania potrzeba ok. 40 • 106 kWh ciepła lub 16 • 10° ton paliwa umownego (program egzamin ustny). Z powyższych danych wynika, że nawet niewielkie zmniejszenie zużycia energii na te potrzeb w wyniku wykorzystania energii promieniowania słonecznego przyniosłoby znaczne oszczędności.

Zasadniczymi elementami instalacji ciepłej wody użytkowej wykorzystującej energię słoneczną są: kolektory słoneczne, zasobnik ciepła oraz przewody rozprowadzające. Uproszczone schematy takich instalacji. W instalacjach z obiegiem wymuszonym pompą ciepła woda może być pobierana bezpośrednio z zasobnika lub też podgrzewana w wymienniku zatopionym w zasobniku. W obu rozwiązaniach pompa obiegowa sterowana jest różnicą temperatury wody przed i za zasobnikiem (opinie o programie).
Układ z grawitacyjnym obiegiem wody przez kolektor słoneczny i bezpośrednim poborem cieplej wody z zasobnika.
W kolektorach słonecznych następuje przekształcenie energii promieniowania słonecznego w energię cieplną.

Przekrój poprzeczny tak zwanego niskoparametrowego kolektora słonecznego bez skupienia wiązki promieni słonecznych. Urządzenie to składa się z metalowej płyty 1 pokrytej od strony padających promieni cienką warstwą idealnie czarnej farby pochłaniającej promieniowanie (segregator aktów prawnych). Płyta zespolona jest z szeregiem rurek 2 (najlepiej miedzianych), przez które przepływa ogrzewana woda. Płyta absorbująca promienie słoneczne przykryta jest dwiema warstwami szkła 3. Przestrzeń pod płytą wypełniona jest izolacją cieplną 5, najczęściej styropianem lub watą mineralną. Cała konstrukcja kolektora umieszczona jest w szczelnej ramie 4. Istnieje oczywiście wiele rozwiązań płaskich kolektorów słonecznych o różnych konstrukcjach.

Najlepszym materiałem do wykonania płyty i rurek jest miedź lub aluminium (promocja 3 w 1). Całkowita pojemność wodna kolektora o polu powierzchni 1 m2 nie powinna być większa od 1,5 dm3. Grubość szyb osłaniających płytę nie powinna przekraczać 1-1,5 mm. Kolektory mogą być połączone w różny sposób; równoległe i szeregowe połączenie kolektorów słonecznych.