U svijetu obnovljive energije, solarni kolektori su esencijalni alat u konverziji Sunčevog zračenja u korisnu energiju. Međutim, mnogi faktori igraju ulogu u njihovoj efikasnosti, a jedan od ključnih je orijentacija krova.

Osnovni pojmovi efikasnosti solarnog kolektora

Efikasnost solarnog kolektora ilustruje odnos između Sunčevog zračenja koje dolazi do kolektora i energije koju on apsorbuje i konvertuje. Pored tehnoloških karakteristika kolektora, njegova pozicija, orijentacija, nagib, zaklonjenost i regionalne klimatske karakteristike su od presudne važnosti za njegovu efikasnost.

Orijentacija i nagib

Izračunavanje optimalnog nagiba površine za prijem globalnog zračenja vrši se prema raznim autorima, poluempirijskim i empirijskim metodama koje se međusobno manje ili više usklađuju i daju dovoljno pouzdane podatke. S obzirom na postojanje velikog broja aktinometrijskih stanica širom svijeta koje godinama bilježe podatke globalnog i difuznog zračenja na horizontalnu površinu, ovim metodama se proračunavaju srednje mjesečne i godišnje sume globalnog zračenja na ravnu površinu, orijentisanu prema jugu pod različitim nagibima.

Za područja koja su locirana sjeverno od Ekvatora (na sjevernoj zemljinoj polulopti) prijemnik Sunčevog zračenja se orijentiše prema jugu pod određenim nagibima kako bi se dobile maksimalne energetske apsorpcije.

Ugao azimuta: Ovaj ugao predstavlja orijentaciju kolektora u odnosu na jug. Idealno, azimut bi trebalo da bude 0°, što znači da je kolektor direktno usmjeren prema jugu. Međutim, često postoje konstrukcijske ili druge prepreke koje to spriječavaju. Iz tog razloga, moguće je isti postaviti u određen zaokrenut položaj u odnosu na južnu orijentaciju, samo se mora voditi računa da će to smanjiti solarnu insolaciju za nekih 5-10%, a prilikom proračuna se isto mora uzeti u obzir.

Nagib kolektora: Kada je riječ o nagibu kolektora ili kolektorskih polja, ono u velikoj mjeri zavisi od doba godine. Za solarne kolektore koji se uglavnom koriste u toplijem periodu godine (kasno proljeće, ljeto i rana jesen), optimalan nagib je oko 30°. Za solarne kolektore od kojih se bolji energetski efekti očekuju u hladnijem periodu godine (kasna jesen, zima i rano proljeće), optimalan nagib solarnog kolektora je 60°. S obzirom na to da se solarna instalacija za zagrijavanje sanitarne vode u većini slučajeva koristi tokom cijele godine a ne segmentno ili djelimično, ugao koji odgovara maksimalnom  zahvatu Sunčevog zračenja tokom cijele godine je između 40 – 45°.

Zaklonjenost i prepreke

Jedan od ključnih faktora koji može smanjiti efikasnost solarnog kolektora je njegova zaklonjenost. Bilo da je riječ o drveću, zgradama ili drugim objektima, važno je obezbijediti da ništa ne baca sjenku na kolektor, posebno tokom perioda kada je insolacija najveća.

Pitanje osjenčenja odnosno zaklonjenosti solarne instalacije se mora u velikoj mjeri uzeti u obzir i prilikom proračuna. Kada je solarni kolektor okrenut licem prema jugu, površina izmedju jugoistoka i jugozapada mora biti oslobođena od zaklona pod uglom koji ne prelazi 20° gledajući u horizontalnom pravcu. Takođe, ukoliko se pored objekta gdje se ugrađuje solarna instalacija nalazi drveće, mora se uzeti u obzir njegov rast u periodu od 20 godina, kako ne bi kroz određeni vremenski period to postala prepreka apsorpciji solarnog zračenja.

Razmatranje postavljanja u velikim instalacijama

Kod velikih solarnih instalacija koje imaju više kolektorskih polja, neophodno je uzeti u obzir rastojanje između polja kako bi se izbjeglo međusobno zasjenčivanje.

Koristeći potrebne inicijalne podatke, kao i sledeću jednačinu, dobijamo informaciju o potrebnom rastojanju između kolektorskih polja kada je zastupljena montaža na ravnom krovu:

Zaključak

Pravilna orijentacija i postavljanje solarnih kolektora su od esencijalnog značaja za maksimiziranje njihove efikasnosti. Uzimajući u obzir preporuke i napomene iz ovog teksta, možemo osigurati da naši solarni sistemi postižu optimalnu energetsku efikasnost.

Više o solarnim kolektorima za zagrijavanje tople vode za domaćinstva i velike sisteme saznajte na linkovima:

• Viessmann kolektori za zagrijavanje sanitarne vode za domaćinstva
• Weishaupt kolektori za zagrijavanje sanitarne vode za velike sisteme