Dane wejściowe: Projekt przewiduje zastosowanie trzech kolektorów słonecznych o powierzchni 1,733m2 każdy i sprawności 80%
Kolektory zamontowane zostaną na dachu budynku pod kątem 45° od strony południowej.
Porównanie kosztów montażu i eksploatacji systemu tradycyjnego z solarnym.
Koszt trzech kolektorów słonecznych , kompletnego osprzętu solarnego , zbiornika o pojemności 30 litrów (jedna wężownica o mocy 2kW) oraz montażu instalacji wynosi:
9000 zł
Koszt 300 litrowego ogrzewacza wody o mocy 6kW , oraz montażu instalacji elektrycznej i hydraulicznej wynosi:
Podstawowa informacja dla dalszych rozważań, to koszt uzyskania 1 kWh ciepła za pomocą kolektorów słonecznych.
Zakładając , że ciepło uzyskujemy z baterii trzech kolektorów . Powierzchnia czynna absorbera jednego kolektora to 1,733m2 . Sprawność urządzeń skierowanych na południe i zamontowanych na dachu o pochyleniu 45°,wynosi 80%.
Przyjmując również ,że napromieniowanie roczne na powierzchnie płaską ,ustawioną pod kątem 45°i skierowaną na południe w miejscu posadowienia kolektorów wynosi około 1000kWh/m2 /rok, natomiast nasłonecznienie w tymże miejscu wynosi 1800 godzin w ciągu roku. [66] Do pompowania medium roboczego przez kolektor , użyto pompy obiegowej 25Por40C.Pobór mocy pompy pracującej ,oraz regulatora solarnego wynosi 50W. Zakładając ,że pompa i regulator pracują rocznie przez 1600 godz.
Ponieważ 1kWh energii elektrycznej kosztuje 0,5 zł, można obliczyć roczny koszt opisanej instalacji solarnej.
0,05kW x 1600h x 0,5 zł/kWh = 40 zł
W ciągu roku kolektory wytwarzają zaś następujące ilości ciepła:
1000kWh/m2 x (3 x 1,733)m2 x 80% = 4159,2 kWh
Zatem średni roczny koszt uzyskania 1 kWh ciepła za pomocą trzech kolektorów wynosi:
40 zl
4159,2kWh
Rocznie potrzebujemy 5080,8kWh energii (patrz wyżej).
Kolektory wytwarzają 4159 kWh .Uwzględniając straty przy przesyłaniu medium, grzewczego pomiędzy kolektorami ,a zasobnikiem cwu na poziomie 20%, efektywnie uzyskamy 3327 kWh.
Roczny koszt eksploatacji zestawu solarnego:
4380 kWh x 0,008 zł/kWh = 35,04 zł
Roczna oszczędność z tytułu zastosowania instalacji solarnej:
(4380 kWh x 0,5zł/kWh )- 40 zł = 2150zł
Zestawy solarne zapewniają ciepłą wodę przez cały rok, ponieważ zbiorniki wyposażono w grzałkę. Niema zatem potrzeby instalowania dodatkowych urządzeń .
Solarna instalacja grzewcza jest droższa od tradycyjnej instalacji elektrycznej o 5000zl.
Suma ta zwraca się jednak już po niespełna 3 latach.
5000zl
2150zl/rok
Ilość ciepła, które można uzyskać z baterii kolektorów w ciągu roku, zależy od mocy pojedynczego kolektora, ta zaś jest pochodną powierzchni czynnej absorbera, sprawności urządzenia oraz natężenia promieniowania słonecznego. Maksymalna moc cieplna pojedynczego kolektora o powierzchni czynnej 1,733 m2 i sprawności 80%, eksploatowanego przy natężeniu promieniowania 1000 W/m2, wynosi:
Pkoi =1,733m2 x1000W/m2 x 80%=1386W
Moc cieplna baterii słonecznej powinna być tak dobrana, aby w okresie letnim zapewnia pokrycie do 95% dziennego zapotrzebowania na ciepło danego obiektu. Tę samą ilość ciepła można jednak wytworzyć w różnym przedziale czasu.
Wydajność kolektora w ciągu 8h pracy w porze letniej:
Qkol=1386 W x 8h =11,12 kWh
- Podsumowanie
Koszt budowy instalacji solarnej to 9000zł. Jest to kwota ,która nie wymaga wysokich kredytów, a co za tym idzie zwraca się już po trzech latach eksploatacji. Dalsze użytkowanie paneli solarnych przynosi jedynie zyski w postaci oszczędności energii elektrycznej kupowanej od zakładów energetycznych. Dublowana instalacja (elektryczna i solarna) daje większą niezależność od dostawcy energii elektrycznej, który to na terenach wiejskich bardzo odległych nie zawsze jest wstanie zapewnić ciągłość dostawy
