Отопление солнечными коллекторами на Южном Урале (Магнитогорск). Опыт эксплуатации в сезоне 2015 – 2016 годов.
Как Вы уже теперь хорошо знаете, в предыдущих двух статьях (их можно прочитать здесь и здесь) я подробно рассказал о возможности и целесообразности использования солнечных коллекторов для целей отопления на Южном Урале (Магнитогорск).
Надо понимать, что представленные Вам результаты посуточной (365 дней календарного года) реальной эксплуатации солнечных коллекторов в г. Магнитогорске дают Вам прекрасную возможность определиться с тем, какое количество солнечных коллектором Вам необходимо для Вашего энергоэффективного дома. Натурные испытания, проведённые непрерывно в течение трёх календарных лет, показали, что около 70% необходимой Вам тепловой энергии Вы можете получать от солнечных коллекторов.
Теперь перейдём непосредственно к результатам третьего года эксплуатации солнечных коллекторов «Сокол» в Магнитогорске.
Традиционно, сначала рассмотрим климатические условия города.
Климат Магнитогорска:
Солнечные коллекторы 2015 – 2016:
Для сопоставления — солнечные коллекторы 2014 – 2015:
Ещё раз обращаю Ваше внимание на то, что приведённые выше (и ниже) данные, по произведённой солнечными коллекторами «Сокол», тепловой энергии основаны, на данных полученных со счётчика тепла, и выстроены по правильному, естественному, солнечному циклу. То есть с 20 числа каждого месяца, по 19 число последующего месяца (я об этом подробно писал ранее). Но для удобства восприятия, названия месяцев, я оставил прежние.
Солнечные коллекторы 2015 – 2016, помесячно, посуточно (с температурой):
По итогам календарного сезона 2015-2016 года, число произведённой солнечными коллекторами тепловой энергии, по сравнению с сезоном 2014 – 2015 года, снизилось на 141,83 кВт.ч.
Общее количество произведённой тепловой энергии в осенне – зимне — весеннний период составило 1037,64 кВт.ч., что на 153,51 кВт.ч. меньше чем в предыдущем году.
Продолжает хорошо быть заметным влияние пасмурных дней, без наличия прямого солнечного облучения коллекторов. В сезоне 2015-2016 года, таких дней было больше чем в предыдущем. В то же самое время, в летний период солнечные коллекторы произвели на 11,68 кВт.ч. тепловой энергии больше чем в предыдущем году.
Таким образом, уже по итогам трёх лет натурных испытаний показана возможность и целесообразность использования солнечных коллекторов, для целей отопления на Южном Урале (Магнитогорск).
В качестве меры, повышающей общий КПД работы солнечных коллекторов в осеннее – зимнее – весенний период, целесообразно их расположение в зоне положительных температур (в тепловом контуре дома) и изменение угла наклона с вертикального расположения (90 градусов) на расположение под углом от 73 градусов до 64 градусов относительно оси горизонта.
Давайте на этом вопросе остановимся и рассмотрим его более подробно.
Дело в том, что угол расположения солнечных коллекторов (для выработки тепловой энергии) и солнечных панелей (для выработки электрической энергии) относительно горизонта, очень важен.
Для того, чтобы в каждый из месяцев, мы могли получать максимум энергии от своих альтернативных источников энергии, угол их расположения относительно солнца всегда должен составлять 90 градусов. И поскольку нас интересует производство тепловой и электрической энергии именно в осенне – зимне – весенний период, давайте посмотрим, под каким углом относительно земного горизонта, расположено наше солнце в эти времена года.
И так, Магнитогорск расположен на Южном Урале, с координатами 53,23 градуса северной широты, и 59,02 градуса восточной долготы.
Если Вы проживаете в другом славном городе нашей страны, то Вам будет необходимо посмотреть на координаты своего места проживания, на глобусе нашей матушки Земли :))
А мы возвращаемся к Магнитогорску.
В сентябре месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 38 градусов.
В октябре месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 26 градусов.
В ноябре месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 17 градусов.
В декабре месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 13 градусов.
В январе месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 17 градусов.
В феврале месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 26 градусов.
В марте месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 37 градусов.
В апреле месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 48 градусов.
Я думаю, Вы заметили интересную особенность движения Земли вокруг Солнца, с изменением угла наклона, относительно земного горизонта. Давайте, ещё раз и компактно:
— В декабре месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 13 градусов.
— В январе месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 17 градусов.
— В ноябре месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 17 градусов.
— В феврале месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 26 градусов.
— В октябре месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 26 градусов.
— В марте месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 37 градусов.
— В сентябре месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 38 градусов.
— В апреле месяце, относительно земного горизонта, Солнце расположено под углом 48 градусов.
Обратили внимание на две сложившиеся пары? У нас есть два совпадения: 17 градусов в январе и ноябре, и 26 градусов в феврале и октябре.
Вот откуда взялись рекомендованные Вам углы наклона установки солнечных коллекторов или солнечных панелей:
90 минус 17 = 73 градуса, угол установки коллекторов или панелей относительно горизонта
И
90 минус 26 = 64 градуса, угол установки коллекторов или панелей относительно горизонта.
Если Вам надо чуть больше энергии в самые холодные месяцы года, то делаете наклон 73 градуса. Ежели, для Вас важнее морозный февраль и пасмурный октябрь, то – 64 градуса.
Ну а если Вы во всём ищете баланс, то выставляйте нечто среднее – 68,5 градусов. И будет Вам счастье. Точнее – максимум энергии, в единицу времени, в осенне – зимне – весенний период.
Также, помните, что в те пасмурные дни, когда отсутствует прямое солнечное облучение коллекторов, как правило, наблюдается ветреная погода. И для получения большего эффекта, в единой системе автономизации тепло и энергоснабжения дома, я рекомендую использовать другой (альтернативный традиционному) источник энергии – ветрогенератор. Ставьте вертикально-осевой.
Это предзавершающая статья, из цикла статей рассказывающих о возможности и целесообразности использования солнечных коллекторов для целей отопления на Южном Урале (Магнитогорск). Чуть позже я сделаю обобщающую, сводную статью, по итогам трёхлетних натурных испытаний, использования солнечных коллекторов для целей отопления.
Продолжение следует…
