Analiza możliwości wykorzystania lustrzanych kolektorów nadążnych w warunkach polskich oraz wybór sposobu ich rozmieszczenia

• Autorzy: Olczak P. , Kryzia D.

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2016.7.1

Warianty tytułu

EN

Analysis of Possible Use of Solar Tracking Mirror Collectors in Polish Conditions and Selection of Their Arrangement

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Sposób rozmieszczenia kolektorów słonecznych na powierzchni płaskiej uwarunkowany jest zastosowanym rozwiązaniem technicznym. W przypadku kolektorów płaskich i próżniowych nie istnieją ograniczenia techniczne w zakresie minimalnej odległości pomiędzy panelami; ma to jednak wpływ na możliwy uzysk ciepła. Natomiast w przypadku kolektorów nadążnych z lustrami koncentrującymi promieniowanie słoneczne umożliwienie ruchu panelu wymusza zachowanie odpowiedniej odległości pomiędzy nimi. Kolektory te, dzięki zastosowaniu prowadzenia za słońcem w dwóch osiach, wyróżnia największy dostęp do promieniowania w skali roku obniżony do iloczynu szerokości i wysokości lustra. Zastosowanie luster sprawia, że ilość dostępnej energii pomniejsza się częściowo o sprawność odbijania luster, ale z drugiej strony mamy do czynienia z mniejszymi stratami ciepła w wyniku zagęszczenia strumienia energii. W przypadku, gdy trzeba rozmieścić więcej niż jeden kolektor na ograniczonej płaskiej powierzchni pojawia się problem wyboru sposobu usytuowania i doboru właściwej odległości międzysłupowej. Na podstawie wykonanej analizy stwierdzono przewagę rozmieszczenia kolektorów w linii południe-północ nad rozmieszczeniem w linii wschód-zachód. Następnie określono warunki temperaturowe pracy, w których występuje przewaga tego typu kolektorów nad kolektorami płaskimi.

EN

The way solar collectors are placed on a flat surface is conditioned by applied technical solutions. In the case of flat plate collectors and evacuated tube collectors there are no technical limitations regarding the minimum distance between the panels; however, distance between panels has an impact on the possible energy yield. Nevertheless, allowing the movement of two axis tracking concentrated solar panels with mirrors enforces a proper distance between them. These collectors, thanks to the use of two axis sun tracking have the greatest access to radiation per year calculated as the width and the mirror height product. The use of mirrors leads to the fact, that the amount of available energy is reduced, in which is partly achieved thanks to the efficiency of reflecting mirrors. On the other hand, using the mirrors results in the greater energy flux density, which, in consequences leads to reducing heat losses. When we want to place more than one collector on a limited flat surface, the problem of location choice arises, which is also connected with the selection of the proper distance between the poles. On the basis of the performed analysis, it was concluded that the location of collectors in the north-south line is superior to collectors placement in the east-west line. Subsequently, the temperature conditions of work in which is revealed the advantage of this type of collector over flat plate collectors. Additionally, the analysis of temperature work conditions was performed, thanks to which it was possible to compare concentrated solar panels with mirrors and flat plate collectors.

Słowa kluczowe

PL

ciepła woda użytkowa; kolektor słoneczny; promieniowanie słoneczne; koncentryczny system słoneczny; lustro solarne

EN

domestic hot water; solar collectors; solar radiation; concentrated solar power; solar mirror

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 47, nr 7
• Strony: 259--264
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Olczak P.

• Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Krakowska

autor

Kryzia D.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią, Polska Akademia Nauk w Krakowie

Bibliografia

• [1] Chwieduk D. 2006. „Modelowanie i analiza pozyskiwania oraz konwersji termicznej energii promieniowania słonecznego w budynku", Warszawa: IPPT PAN, pp. 14-33.
• [2] Dugaria S., A. Padovan, V. Sabatelli i D. Del Col. 2015. „Assessment of estimation methods of DNI resource in solar concentrating systems," Solar energy, tom 121, pp. 103-115.
• [3] Duffie J.A. i W. Beckman. 2006. Solar Engineering of Thermal Processes.
• [4] Dziedzic J., P. Olczak, D. Kryzia. 2015. „Efektywne rozmieszczenie płaskich kolektorów słonecznych na płaskiej," Logistyka, (4) : 8832-8840.
• [5] Enjavi-Arsanjani M., K. Hirbodi, M. Yaghoubi. 2015. „Solar energy potential and performance assessment of CSP plants in different areas of Iran," Solar Procedia, tom (69): 2039-2048.
• [6] ENERGOSOL, Projekt instalacji solarnej budynku wielorodzinnego Wspólnoty Mieszkaniowej w Krośnie, Zabierzów, 2011.
• [7] ENERGOSOL, „Próżniowe kolektory słoneczne - ENERGOSOL," [Online]. Available: http://www.energosol.pl/oferta_kolektory_slonecznejcolektory_prozniowe.html. [Data uzyskania dostępu: 29 08 2015].
• [8] Filipowicz M, P. Wajss, M. Tomski, M. Szubel, K. Sornek, M. Gastoł i E. Bożek, „Wykorzystanie skoncentrowanego promieniowania słonecznego w warunkach polskich," Rynek Instalacyjny, pp. 30-32.
• [9] Hess S., V. I. Hańby. 2014. „Collector simulation model with dynamic incidence angle modifier for anisotropic diffuse irradiance," Energy Procedia, (48): 87-92.
• [10] Ministerstwo Infrastruktury i Rozwoju, „Wskaźniki emisji i wartości opałowe paliwa oraz typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń energetycznych budynków," [Online]. Available: http://www.mir.gov.pl/ strony/zadania/budownictwo/dane-do-swiadectw-charakterystyki-energetycznej-budynkow. [Data uzyskania dostępu: 23 07 2015].
• [11] Olczak P., J. Zabagło. 2015. „Efektywność pracy instalacji solarnej z kolektorami Heat Pipe w budynku wielorodzinnym," Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, 46 (11) : 430-…
• [12] Perers B., S. Furbo, J. Dragsted. 2013. „Thermal performance of concentrating tracking solar collectors," DTU Civil Engineering, Lyngby.
• [13] Pluta Z. 2011. „Evacuated tubular or classical flat plate solar collectors?," Journal of Power Technologies, (91) : 158-164.
• [14] Rodriguez-Hidalgo M., P. Rodriguez-Aumente, A. Lecuona, G. Gu-tierrez-Urueta i R. Ventas 2011. „Flat plate thermal solar collector efficiency: Transient behavior under working conditions part II: Model application and design contributions," Applied Thermal Engineering, (31): 2385.
• [15] Romero S.M., CSP: Solar Resource Assessment, Washington: The World Bank, p. 6.
• [16] Shah L. i S. Furbo. 2004. „Vertical evacuated tubular-collectors utilizing solar radiation from all directions," Applied Energy, (78) : 374-378.
• [17] Stoffel T, D. Renne, D. Myers, S. Wilcox, M. Sengupta, R. George i C. Turchi. 2010. „Concentrating Solar Power," National Renewable Energy Laboratory, Colorado.
• [18] Zimny J., R. Brzegowy i S. Bielik. 2013. „Kolektory słoneczne", Kraków: Polska Geotermalna Asocjacja, pp. 14-17.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.