Despre panouri solare

• Share this on del.icio.us
• Stumble upon something good? Share it on StumbleUpon
• Share this on Facebook
• Share this on Linkedin
• Subscribe to the comments for this post?

Principiul de functionare se bazeaza pe conversia radiatiei solare in caldura si utilizarea acesteia pentru incalzirea apei dintr-o conducta. Apa calda obtinuta poate fi utilizata ca agent termic primar pentru prepararea apei calde menajere, incalzirii unei locuinte etc. Din punct de vedere al realizarii practice exista trei metode:
• panouri solare cu serpentina - Radiatia solara este captata pe un sir de sectiuni concave din material reflectorizant, prin centrul acestor concavitati trecand o teava din cupru prin care circula apa.
• panouri cu tuburi solare, cu incalzire directa - Radiatia este retinuta in interiorul unui tub de sticla vidat, prin mijlocul caruia trece o teava de cupru prin care circula apa. De regula teava este in forma de U, intrarea si iesirea apei facandu-se prin acelasi capat al tubului din sticla.
• panouri cu tuburi solare, cu incalzire indirecta - Prin tubul de sticla se introduce o singura teava din cupru, vidata, avand o cantitate mica de apa in interior, care prin incalzire vaporizeaza; ajungand in partea superioara a tubului, unde este situat schimbatorul de caldura, vaporii condenseaza, cedeaza caldura apei din colectorul comun si se intorc sub forma de lichid la baza tubului, inchizand ciclul.
Ca variante constructive panourile solare pot fi realizate cu schimb de caldura la nivelul colectorului comun si apoi in boilerul de a.c.m. sau cu acumulator de a.c.m. direct pe corpul panoului.
Varianta de panou cu tuburi vidate este mai eficient intrucat spatiul vidat nu permite pierderea caldurii in exterior.
In continuare vom face cateva calcule comparative pentru a justifica utilizarea energiei solare precum si recomandari privind aplicatiile cele mai eficiente.
Conform studiilor de specialitate, in zona geografica a Europei Centrale si de Est radiatia solara poate produce caldura echivalenta cu 1 Kwh/m2. Statistic vorbind, numarul de zile din an in care utilizarea energiei solare este posibila, este de 150, inmultit cu o medie de 8 ore cu soare pe zi. Cu un total anual de 1000 de ore, in care se poate beneficia de caldura solara, rezulta deci, o cantitate de caldura de aproximativ 1000 Kwh/m2 anual. Prin urmare, utilizand un panou solar de 1,8 x 1,5 m  este posibila obtinerea unei cantitati de caldura de 2700 Kwh /an/panou. De remarcat ca am luat in calcul suprafata totala a panoului solar si nu suprafata activa (a tevilor care il parcurg). Este o apreciere corecta, intrucat radiatia solara nu are numai o componenta directa (perpendiculara) ci si una difuza, datorata reflexiilor din alte corpuri statice sau particule solide din aer, astfel incat utilizand suprafata panoului solar cu zone concave, se recupereaza intreaga putere a radiatiei solare /suprafata.
In mod clasic, prin arderea combustibililor, intr-o microcentrala spre exemplu, se consuma 24 Kwh pentru a produce 11 litri/min (adica 660 litri/ora) de apa calda menajera, la T = 30°C. Considerand ca la o temperatura medie anuala a apei reci de 15°C, ridicarea cu T = 30°C duce la o temperatura a apei calde de 45°C (perfect utilizabila), printr-un calcul destul de simplu putem deduce ca pentru fiecare Kwh consumat putem obtine 27,5 litri de apa calda menajera( a.c.m.). Rezulta ca, folosind un singur panou solar se pot obtine 250 litri (74 m3) de a.c.m. anual. La un consum standard mediu de 50 litri/zi x persoana, anual este necesar un consum de 18.250 litri de a.c.m. iar la un consum standard ridicat de 120 litri/zi x persoana, un consum anual de 43.800 litri.
Rezulta ca prin utilizarea unei instalatii cu un singur panou solar se pot satisface consumurile de a.c.m. pentru 4 persoane in regim de confort mediu si pentru 2 persoane in regim de confort ridicat. Este adevarat ca pentru productia de a.c.m. (utilizand energia solara), concentrata cu precadere in perioada verii, este nevoie de o sursa suplimentara de caldura (de aici necesitatea unui boiler cu dubla serpentina conectat si la centrala termica).
Pentru a putea justifica folosirea panourilor solare, sa facem un mic calcul. Spre exemplu, o centrala termica gaz consuma pentru a produce 2.700 Kwh (deci 74 m3 de a.c.m.), urmatoarele:
• 378 m3 de gaz metan (consum specific: 0.14 m3/Kwh la randament de 90%), la pretul de 6.150 lei/m3 insemnand 2.325.000 lei (aproximativ 4.000.000 lei in cazul GPL si 7.000.000 lei in cazul motorinei).
• 636 m3 de oxigen din aerul atmosferic (consum specific: aprox. 10 m3 de aer/m3 de gaz, procentul de oxigen in aer fiind de 21%).
Totodata, in functie de performantele centralei si de combustibilul utilizat rezulta o anumita cantitate de noxe (NOx, SOx, CO si altele).
Din datele comparative se poate sesiza cu usurinta ca in cazul utilizarii panourilor solare, cheltuielile legate de combustibili dar si emisiile de noxe, sunt ZERO.
Ca domeniu geografic de utilizare, in Romania, panourile solare pot fi amplasate pe intreg teritoriul, eficienta maxima fiind obtinuta pe litoral si in zonele de campie si deal (Muntenia, Oltenia, Banat, Crisana si Moldova) care beneficiaza de un numar mai mare de zile senine pe an.
Printre aplicatiile pe care le recomandam si pentru care putem livra echipamentul complet sunt:
• instalatii solare pentru preparare a.c.m. - panouri solare & boiler - pentru locuinte individuale, case de vacanta, pensiuni turistice, restaurante, spatii comerciale, minihoteluri etc. AVANTAJE: minimizarea cheltuielilor de intretinere, depoluare.
• instalatii solare mari pentru a.c.m. cu aplicatii la hoteluri, cladiri de birouri, hale industriale. AVANTAJE: scaderea cheltuielilor de utilizare, reducerea puterii totale a instalatiilor de incalzire (in special in zona litoralului unde necesarul de incalzire a cladirilor este mai mic, intrucat in sezonul rece gradul de ocupare este foarte mic).
• instalatii de a.c.m. pentru scari de bloc, scoli, gradinite, spitale etc.
• instalatii de incalzire a apei din piscine, stranduri precum si apa calda necesara pentru dusurile aferente.

Montajul panourilor solare este extrem de facil, ofera un design deosebit si nu ocupa spatiu suplimentar (se monteaza in special pe acoperisuri). Pentru o functionare corecta instalatia completa  trebuie sa cuprinda si un sistem electronic de supraveghere si comanda. Acesta va comanda pompa de circulatie intre panoul solar si serpentina boilerului (Ps) in functie de semnalele primite de la cele doua sonde de temperatura, montate una in punctul cel mai fierbinte al panourilor (racordul de iesire sau colectorul comun) si alta in apa din boilerul de a.c.m. Atat timp cat diferenta intre temperatura apei de iesire din panoul solar si temperatura apei din boiler este pozitiva, pompa circuitului solar este pornita. In functie de aceasta diferenta si de necesarul momentan de apa calda, trebuie comandata si pompa din circuitul de a.c.m. al centralei termice (Pb). Functionarea acesteia din urma trebuie sa depinda simultan de cele doua automatizari, de cazan si de instalatia solara, pentru a putea utiliza cat mai mult energia data de panoul solar si cat mai putin pe cea din cazan, pastrand in acelasi timp temperatura de confort a apei calde din boilerul solar.