Návrhy solárních systémů
Většina investorů do solárního systému vyžaduje co nejrychlejší návratnost svých
nákladů a maximální následný zisk, reprezentovaný ušetřenou energií. Obecně lze
toho dosáhnout minimalizováním fixních nákladů (zásobník, regulace, čerpadlo, ventily
apod.) a využitím co největší kolektorové plochy (variabilní náklady). Její velikost
je však limitována dvěma základními faktory.
První je daný časovou nerovnoměrností slunečního záření i obvyklým denním režimem
odběru teplé vody a představuje možnost přehřívání solárního systému, zvolíme-li
příliš velký počet kolektorů.
Druhým je závislost účinnosti kolektorů na pracovní teplotě. Další zvyšování počtu
kolektorů již může být neekonomické, neboť s narůstající průměrnou pracovní teplotou
systému se snižuje výkon všech nainstalovaných kolektorů.
Solidní projektant musí řešit i další důležitou otázku, kterou je výběr optimálního
typu slunečního kolektoru pro dané využití. Každý kolektor má rozdílný průběh křivky
účinnosti i cenu. Kde je hranice, kdy je již výhodnější použít pro daný účel účinnější
kolektor, avšak s vyšší cenou za jednotku absorpční plochy?
Na obrázku 1 je průměrný měsíční zisk plochého a vakuového kolektoru v březnu v
nadmořské výšce 900 m nad mořem v závislosti na výstupní teplotě pracovní kapaliny
a při teplotním spádu (odběr energie) 10°C. Záměrně byly v tomto případě zvoleny
obtížné klimatické podmínky pro zvýraznění důležitosti rozdílů v průběhu křivek
účinnosti.
Na obrázku 2 je uvedena obdobná závislost pro poměr energetického zisku vakuový/plochý
kolektor z obrázku 1.
Výpočtem pro všechny měsíce v roce bychom takto mohli při znalosti cen obou kolektorů
jednoduše určit, který typ kolektoru je pro příslušné využití a v dané lokalitě
výhodnější.
Potíž je v tom, že neznáme skutečné průměrné pracovní teploty navrhovaného solárního
systému v jednotlivých měsících. Tento způsob výpočtu nám dále nic neříká o průběhu
činnosti solárního systému v jednotlivých dnech (přehřívání systému, nastavení regulace
u složitějších systémů apod.).
Protože i ty nejjednodušší solární systémy na ohřev teplé vody se mezi sebou liší
minimálně klimatickými podmínkami místa jeho instalace a obvyklým denním režimem
odběru teplé vody, je přínosné pro účely kvalitní optimalizace spojit subjektivní
zkušenosti projektanta s objektivními výpočty.
Pro tyto účely byl vyvinut výpočetní program, kterým lze kvantifikovat okamžité
stavy i průměrné parametry činnosti jakéhokoliv solárního systému. Kvalifikovaným
výpočtem odhadu dlouhodobého energetického zisku konkrétního solárního systému pro
různý počet či typ slunečních kolektorů pak lze zjistit a zákazníkovi nabídnout
optimální řešení jeho požadavků.
Výpočetní program pro simulaci kontinuálního chodu reálného solárního systému