Analiza energetyczno-ekonomiczna wykorzystania energii słonecznej

• Autorzy: Rybak-Wilusz E. , Hoppe K.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2016.291

Warianty tytułu

EN

Energy and economic analysis of solar energy utilization

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem analizy energetyczno-ekonomicznej jest ocena efektywności wykorzystania energii słonecznej do ogrzewania ciepłej wody w instalacji z kolektorami cieczowymi. Polega ona, między innymi, na wyznaczaniu energii promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni kolektora o określonej lokalizacji i pochyleniu oraz zapotrzebowania na ciepło. W dłuższych okresach czasu (miesiąc, rok) potrzeby cieplne do ogrzewania ciepłej wody użytkowej są stałe, w odróżnieniu od zmiennego promieniowania słonecznego. Powoduje to pewną trudność w oszacowaniu efektów działania instalacji słonecznej, z uwagi na szereg parametrów określających pozycją Słońca pozwalających na wyznaczenie składowych promieniowania słonecznego. W artykule wykonano ocenę energetyczną działania instalacji ciepłej wody w budynku mieszkalnym z wykorzystaniem metody f-chart. Metoda ta pozwala na ocenę efektów działania instalacji na podstawie ogólnej charakterystyki kolektorów słonecznych i uśrednionych danych meteorologicznych. Wykonano analizę porównawczą dwóch instalacji, z kolektorami cieczowymi płaskimi i próżniowymi. Wyznaczono dla okresów miesięcznych, na podstawie oszacowanego udziału energii słonecznej w pokryciu potrzeb cieplnych podgrzania wody, średnią sprawności instalacji. W tym celu wykorzystano korelacje pomiędzy dwoma bezwymiarowymi zmiennymi X i Y. Analiza ekonomiczna instalacji słonecznej, po uwzględnieniu kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych, daje pełny obraz oszczędności z tytułu wykorzystania promieniowania słonecznego. Wnioski z analizy wskazują czynniki, które mogą być brane pod uwagę przy wyborze rodzaju kolektorów słonecznych oraz w praktycznych rozwiązaniach instalacji słonecznych charakteryzujących się wysoką sprawnością cieplną.

EN

The purpose of this analysis is to evaluation of the efficiency of utilization solar energy to heat hot water in the solar thermal collectors installation. It involves, among other things, determining the energy volume of solar irradiation reaching to the solar collector surface and identify heat demand. In the longer periods of time (month, year) the heat consumption for heating hot water is constants, in contrary to changes of solar irradiance. This causes some difficulty in estimating the effects of the solar installation. The position of the Sun determines the number of parameters used to calculate the components solar radiation. In the study was made an energy evaluation of the solar installation in residential building using the method f-chart. It is based on a general characteristics of solar collectors and an averaged meteorological data. Comparative analysis of two installations with flat-plate solar collectors and evacuated tube collector has been made. Economic analysis of the solar system provides a complete picture of savings from utilization solar energy and indicates a solution, taking into account investment and operating costs. Conclusions of this analysis indicate the factors which may be taken into account when choosing the type of solar collectors and practical design solutions, solar installations with high thermal efficiency.

Słowa kluczowe

PL

metoda f-chart; kolektor płaski cieczowy; kolektor próżniowy; instalacja ciepłej wody; efektywność energetyczna; wskaźniki finansowe

EN

f-chart method; liquid flat-plate; solar collector; evacuated tube collector; hot water installation; energy efficiency; economic indicators

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 63, nr 4
• Strony: 477--488
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rybak-Wilusz E.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Ciepłownictwa i Klimatyzacji, ul. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów; tel. [phone]

autor

Hoppe K.

• Politechnika Rzeszowska ; tel. [phone]

Bibliografia

• [1] E. Rybak-Wilusz, V. Pisarev, P. Sawicka "Urządzenia zintegrowanych systemów zaopatrzenia w energie budynku zamieszkania zbiorowego". Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury – Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture JCEEA, t. XXXI, z. 61 (3/II/14), lipiec-wrzesień 2014, s. 459-468, DOI:10.7862/rb.2014.112.
• [2] I. F. Okafor and G. Akubue "F-Chart Method for Designing Solar Thermal Water Heating Systems", International Journal of Scientific & Engineering Research, Vol. 3, Issue 9, September - 2012.
• [3] Wolańczyk F. „Jak wykorzystać darowaną energię” KaBe, Krosno 2011.
• [4] K. Sujith "Design Of Active Solar Water Heating System Using F-Chart Method", International Journal of Engineering Research & Technology, Vol. 2 Issue 7, July - 2013.
• [5] Pluta Z. „Słoneczne instalacje energetyczne” Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007.
• [6] „Sprawozdanie z przeprowadzonych badań i wykonania charakterystyk cieplnych kolektora promieniowania słonecznego HELIOSTAR 202 firmy THERMO - SOLAR POLSKA”, Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk, Warszawa 2011.
• [7] Solar water heating project analysis - RETscreen International Clean Energy Project Analysis Course, Minister of Natural Sources Canada 2001-2014.
• [8] Dąbrowski J. „Kolektory słoneczne do podgrzewania wody użytkowej. Efektywność i opłacalność instalacji” Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Wrocław 2009.
• [9] www.nfosigw.gov.pl - strona internetowa Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, (dostęp 4.04.2016).
• [10] J. Górzyński "Audyting energetyczny obiektów przemysłowych" Fundacja Poszanowania Energii, Warszawa 1995.
• [11] www.uokik.gov.pl - strona internetowa Urzędu Ochrony Konsumentów i Konkurencji, (dostęp 28.04.2016).
• [12] http://mib.gov.pl/2 Wskazniki_emisji_wartosci_opalowe_paliwa.html - dane meteorologiczne do obliczeń energetycznych budynków Ministerstwa Infrastruktury i Budownictwa, (dostęp 4.03.2016).
• [13] www.pogodynka.pl/polska/daneklimatyczne/ - serwis pogodowy IMGW - średnie temperatury powietrza dla poszczególnych miesięcy w Polsce, (dostęp 3.01.2016).

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)