Experimental Investigations of Large--Scale Solar Collector Installations in an Inhabited Cloister: A 6-Year Case Study

• Autorzy: Adamczyk J. , Cholewa T.

Warianty tytułu

PL

Badania eksperymentalne wielkoskalowej instalacji kolektorów słonecznych w klasztorze – 6-letnie studium przypadku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In consideration of limited fossil fuel resources and the prevention of pollutant emissions heating installations are preferred which use renewable energy sources. One such solution involves hot water preparation for large buildings using solar collectors. In this work, the results of a six year experimental investigation of a large-scale system of solar flat collectors are introduced. These collectors are located on the roof of a Cloister of Redemptorists in Tuchow, Poland. On average, the installed collectors covered 37 % of the annual thermal requirement for hot water; for the winter half-year 15.9 % and for the summer half-year 56.5 %. The costs of the hot water preparation in the installation with and without collectors were analysed. The Simple Pay Back Time of investment cost was calculated. Special attention was paid to factors which influence the coverage of thermal needs by the solar installation. The reduction in pollutant emissions from combustion of natural gas resulting from the use of solar collectors, was also calculated.

PL

W obecnych czasach preferuje się rozwiązania instalacji grzewczych wykorzystujących odnawialne źródła energii, z uwagi na ograniczone zasoby paliw kopalnych oraz zapobieganie emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Jednym z takich rozwiązań są instalacje przygotowania ciepłej wody w dużych budynkach wspomagane kolektorami słonecznymi. W pracy przedstawiono wyniki 6-letnich badań eksploatacyjnych wielkoskalowej instalacji kolektorów słonecznych płaskich zlokalizowanych na dachu klasztoru redemptorystów w Tuchowie w Polsce. Kolektory słoneczne pokrywały średnio 37 % potrzeb cieplnych instalacji ciepłej wody w skali roku, w półroczu zimowym 15.9 %, a w półroczu letnim 56.5 %. Przeanalizowano koszty przygotowania ciepłej wody w instalacji z kolektorami i bez, oraz obliczono czas zwrotu nakładów inwestycyjnych. Zwrócono uwagę na czynniki mogące wpływać na stopień pokrycia potrzeb cieplnych przez instalację słoneczną oraz obliczono redukcję ilość zanieczyszczeń powstających przy spalaniu gazu ziemnego, dzięki zastosowaniu kolektorów słonecznych.

Słowa kluczowe

EN

cloister; solar thermal systems; large-scale collector system; hot water preparation

PL

badania eksperymentalne; klasztor; wielkoskalowy system solarny

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 17, nr 11
• Strony: 1461--1472
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Adamczyk J.

autor

Cholewa T.

• Faculty of Civil Engineering and Architecture, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40, 20–618 Lublin, Poland, phone: [phone],

Bibliografia

• [1] Sayigh A.: Worldwide progress in renewable energy. Renewable Energy. 2009, doi:10.1016/j.renene.2008.12.025.
• [2] Akella A.K., Saini R.P. and Sharma M.P.: Social, economical and environmental impacts of renewable energy systems. Renewable Energy. 2009, 34, 390–396.
• [3] Crawford R.H. and Treloar G.J.: Net energy analysis of solar and conventional domestic hot water systems in Melbourne, Australia. Solar Energy. 2004, 76, 159–163.
• [4] Wojdyga K.: An investigation into the heat consumption in a low-energy building. Renewable Energy. 2009, 34, 2935–2939.
• [5] Kaldellis J.K., El-Samani K. and Koronakis P.: Feasibility analysis of domestic solar water heating systems in Greece. Renewable Energy. 2005, 30, 659–682.
• [6] Fisch M.N., Guigas M. and Dalenback J.O.: A review of large-scale solar heating systems in Europe. Solar Energy. 1998, 63, 355–366.
• [7] Arkar C., Medved S. and Novak P.: Long-term operation experiences with large-scale solar systems in Slovenia. Renewable Energy. 1999, 16, 669–672.
• [8] Islam M.D., Alili A.A., Kubo I. and Ohadi M.: Measurement of solar-energy (direct beam radiation) in Abu Dhabi, UAE. Renewable Energy. 2010, 35, 515–519.
• [9] El Chaar L. and Lamont L.A.: Global solar radiation: Multiple on-site assessments in Abu Dhabi, UAE. Renewable Energy. 2009, doi:10.1016/j.renene.2009.10.007.
• [10] Pillai I.R. and Banerjee R.: Methodology for estimation of potential for solar water heating in a target area. Solar Energy. 2007, 81, 162–172.
• [11] Jennings P.: New directions in renewable energy education. Renewable Energy. 2009, 34, 435–439.
• [12] Cholewa T. and Siuta-Olcha A.: Experimental investigations of a decentralized system for heating and hot water generation in a residential building. Energy and Buildings. 2010, 42, 183–188.
• [13] Sidiras D. and Koukios E.: Simulation of the solar hot water systems diffusion: the case of Greece. Renewable Energy. 2004, 29, 907–919.
• [14] Celik A.N., Muneer T. and Clarke P.: A review of installed solar photovoltaic and thermal collector capacities in relation to solar potential for the EU-15. Renewable Energy. 2009, 34, 849–856.
• [15] Li H. and Yang H.: Potential application of solar thermal systems for hot water production in Hong Kong. App. Energy. 2009, 86, 175–180.
• [16] Kalogirou S.A.: Environmental benefits of domestic solar energy systems. Energy Conver. Manage. 2004, 45, 3075–3092.
• [17] Adamczyk J.: The possibility of the solar radiation energy utilization for hot water preparation, Monographs of the Environmental Engineering Committee, 2002 vol. 11.