Sončno sevanje
19 December, 2010 / Solarno
Sonce naredi le kratko »pot«, zato sta naklon in azimutni kot še kako pomembna.
Logično je, da ponudba sevanja sonca ne zadovoljuje potrebe toplote v bivalnem prostoru, v ogrevalnih mesecih. To je od oktobra do marca. V teh mesecih ni možno, da bi energija sonca pokrivala celotne potrebe po toplotnem ogrevanju. Zato je pomembno, da pri načrtovanju solarne naprave za ogrevanje objekta, glede na vrsto gradnje, dobro premislimo kako velike zbiralne površine sončnih zbiralnikov dejansko potrebujemo; za kateri letni čas, in k temu pripadajoče sončne zbiralnike, da je naprava učinkovita.
Slika 1 - potrebna energija za ogrevanje in ponudba sončne energije, shematski prikaz deležev v odstotkih
Usmeritev zbirnikov
Naslednje pomembno merilo za ogrevanje s sončno energijo je usmeritev sončnih zbiralnikov. V poletnem času ni toliko pomembno, če sončni zbiralnik ni natančno usmerjen proti jugu, v zimskem času pa je to zelo pomembno. Sonce naredi le kratko »pot«, zato sta naklon in azimutni kot še kako pomembna.
Slika 2 - Vpliv naklona in azimutnega kota na relativno sevanje sonca v zimskem času
Načrtovanje sončne naprave za pripravo tople vode je odvisno od sončnih dni v danem okolju. Zato obstajajo posebne področne karte, ki nam prikažejo količino sončnih dni. Obstaja podatek, da v času od oktobra do marca - odvisno od gradnje, potrebujemo 80 – 90 % letne toplote za ogrevanje objekta, sevanje sonca pa nam omogoča samo 25 – 30 % letne ponudbe.
Sončni zbiralnik s 6 m2 površine, lahko skoraj zadovolji pripravo tople vode v poletnem času, potrebo po morebitnem ogrevanju v poletnem in prehodnem obdobju pa samo delno. Petkrat večji zbiralnik, to se pravi 30 m2, lahko poskrbi za ogrevanje od meseca februarja do aprila in od septembra do meseca oktobra.
Slika 3 - Srednje vrednosti dnevnega sevanja sonca
Naklon sončnega zbiralnika in usmeritev proti nebesni strani
Optimalna postavitev sončnega zbiralnika je odvisna od časovne potrebe po ogrevalni
toploti. Upoštevati je potrebno naklon a k horizontalnemu naklonskemu kotu, kakor tudi kot azimuta |3 (odstopanje od južne smeri), v različnih letnih in dnevnih časovnih obdobjih. Poleg tega je pomemben tudi geografski položaj (severna širina).
Slika 4 - Naklon sončnega zbiralnika a in kot azimuta |b
Naklonski kot sončnega zbiralnika
Pri toplotnih solarnih napravah je pomemben zimski letni čas od oktobra do marca, ker služi za ogrevanje prostorov. Za ogrevanje vode v bazenih pa ravno obratno, od aprila do septembra. Tudi priprava tople sanitarne vode ima velik pomen v prehodnem obdobju.
Slika 5 - Optimalni naklonski kot a, ki odgovarja letni uporabi in geografski legi
Iz diagrama na sliki št. 5 vidimo, da se pri poletnem pogonu (priprava tople vode in ogrevanje kopalnih bazenov) pojavi odstopanje od južne smeri (kot azimuta b do +/- 55°), kar povzroči minimalno izgubo do 10 %.
V zimskem času, ko potrebujemo energijo za ogrevanje je lahko odstopanje od južne smeri največ +/-35°.
Slika 6 - Osončenje proti jugu obrnjenega sončnega zbiralnika, pri različnih naklonih, (poletni, zimski čas), na 50° severne zemeljske širine.
Preglednica št. 1: Primerni naklonski koti za sončne zbiralnike
|
Čas uporabe |
Sončni zbiralnik – naklonski kot a |
|
|
Prizadevanje |
Možnost |
|
|
Januar - december (celoletno) April -september (samo poleti) Maj - avgust (sezonska uporaba) Oktober - marec (kurilna sezona) |
40 – 50 oC 30 – 40 oC 25 – 35 oC 55 – 65 oC |
30 – 60 oC 20 – 50 oC 15 – 45 oC 40 – 80 oC |
Številčni podatek srednje vrednosti za 50° severne geografske širine.
Kot azimuta
V osnovi je treba sončni zbiralnik usmeriti proti jugu. Odstopanje kota azimuta od južne smeri +/- 35° je še sprejemljivo za osončenje zbiralnika, predvsem v poletnem času. Različno usmerjenih sončnih zbiralnikov se moramo izogibati, ali jih moramo za vsako površino posebej regulirati (razen pri cevnih zbirnikih).
Slika 7 - Vpliv usmeritve sončnega sprejemnika na osončenje