Икономическа ефективност на слънчевите топлинни панели през летните месеци

Съдържание на статията:
Изчисления, водещи до извода, че поставянето на наклонен слънчев колектор
на стойност 450 евро за 5 години дава икономии от цели 30 евро,
ако няма облаци, дъжд или мъгла.

Изчисляване на топлопроизводителността на плосък слънчев колектор

Типичен пример за получаване на информация за потребители и купувачи на плоски слънчеви колектори е следното твърдение: "Това се потвърждава от практически опит: при слънчево време за един ден 125 литра вода от един колектор ... [с площ 2 кв. м] се нагрява до 60-70 С." (Източник: За производството на "Сокол-А".) От предходния текст може да се предположи, че първоначалната температура на водата, нагрята от слънчевия колектор е "около 15 С".

Изхождайки от тези данни, можем да изчислим топлопроизводителността на този слънчев нагревател. Относителната топлоемкост на водата (specific heat capacity) е 4,18 килоджаула на килограм-келвин [KJ/(KG*K)].

4,18 [KJ/(KG*K)] * 125 [KG] * (65-15) [K] = 26125 [KJ]

Да преизчислим енергията, изчислена в килоджаули, в по-добре познатата ни мерна единица - киловатчаса (kilowatt-hour, KWh). Като знаем, че един киловатчас е равен на 3,6 мегаджаула, ще получим, че през един слънчев ден този колектор е произвел 7 киловатчаса енергия. Тези 7 киловатчаса по нощната тарифа у нас струват 40 евроцента. (По нощната тарифа в село Орешак, Варненска област, през юни 2008 година беше 0,0571 евро за киловатчас.) Стойността на обикновен електрически бойлер от 120 литра заедно с монтажа е 140 евро с гаранционен срок 5 години.

Изчисляване на икономиите от поставянето на плосък слънчев колектор

Стойността на 2-метров плосък слънчев колектор с 5-годишна гаранция, заедно с монтажа и топлоизолацията на тръбите (тръбите с гореща вода - чак до покрива!) - не е по-малко от 450 евро в най-примитивния му летен вариант (още в ранната есен от такава система просто трябва да се източи водата и да се затвори вентила до следващото лято).

Какво получаваме като резултат? Ако всички дни през годината са слънчеви (и по въможност да е само лято), то от покупката на слънчевия колектор за времето на неговия гаранционен срок ще получим:
450 евро - 5 години * 365 дни * 0,40 евро = -280 евро
Печалбата от поставянето на слънчев колектор е 280 евро.

Ако използваме електрически бойлер, разходите за 5 години ще бъдат:
120 евро + 5 години * 365 дни * 0,40 евро = 850 евро.

Всичко би било много добре, ако нямаше много "но":
не всички дни са слънчеви;
земната ос е наклонена спрямо плоскостта на нейната орбита;
в атмосферата има водни пари, които образуват: роса, слана, скреж, сняг, дъжд, сняг, дъжд, град;
не всички дни в годината са летни.

Както е посочено в гореспоменатия източник, "може да бъде осигурена топла вода целодневно през осем месеца от годината". (Примемаме на доверие това смело твърдение.)
Вопросът е: а колко?

450 евро - 5 години * 8 месеца * 30 дни * 0,40 евро = -30 евро
Даже и според рекламната статия изчисляваме, че за 5 (пет!) години икономиите от поставянето на слънчев колектор ще бъдат 30 евро.

Да извадим ли облачните дни?
Часовете, в които колекторът е покрит с роса под непреките слънчеви лъчи?
Мъглата?
Птичите екстременти?
...
Изменението на ъгъла на издигане на слънцето над хоризонта от април до юни?
------------------
Ще спечелим или загубим от поставянето на източник на гореща вода, добивана от енергията на слънцето?

За реалната печалба от поставянето на плосък слънчев колектор - вж. Таблица 1 от подраздела "Сънчево отпление и снабдяване с гореща вода през зимата"

Принципни проблеми на наклонените неподвижни слънчеви колектори

Ако разгледаме геометричната схема за начина на осветление от слънцето на наклонен плосък или вакуумен тръбен слънчев колектор, предназначен за получаване на енергия от слънцето само през лятото, става ясно, че системата приема ефективно достъпна енергия само около 1/3 част от светлата част на деня. Схемата за осветеността на слънчевите панели от слънцето е дадена в статията "Оптимално насочване тръбни вакуумни или плоски слънчеви колектори-нагреватели за лятото".

2008

първата публикация:
"Икономическа ефективност на слънчевите топллинни панели през летите месеци"
energy-saving.hit.bg/articles/economical_efficiency_of_solar_thermal_panels_during_summer_months.html