Plocha solárního kolektoru

U solárních kolektorů se rozlišují celkem tři plochy, ke kterým se vztahují parametry kolektoru, zejména křivka účinnosti:

• plocha absorbéru A_A - "aktivní" plocha, na které dochází k přeměně dopadajícího slunečního záření v teplo;
• plocha apertury A_a - plocha otvoru, kterým vstupuje do kolektoru nesoustředěné sluneční záření;
• obrysová plocha A_G - průmět obrysu kolektoru.

Nejmenší plochou je zpravidla plocha absorpční. Je problematické změřit ji bez rozebrání kolektoru (ploché), případně rozbití kolektoru (trubkové) a běžně se jako vztažná plocha nepoužívá, přestože to zkušební norma [1] umožňuje.

Plocha apertury solárního kolektoru se naopak měří snadno, neboť je zvnějšku přístupná. Obecně je považována za referenční plochu kolektoru. Vztažení křivky účinnosti k ploše apertury kolektoru je vhodné z hlediska porovnání vlastností dvou kolektorů, konstrukce a kvality provedení a je zavedeno ve zkušební normě [1]. Na obr. 1 jsou definovány plochy absorbéru a plochy apertury pro různé druhy kolektorů [1]. Plochou apertury plochého kolektoru je plocha propustné části jeho zasklení. U trubkového kolektoru bez reflektoru (jednostěnný, dvojstěnný Sydney) je plochou apertury průmět vnější krycí trubky.

Pro solární kolektory s reflektorem (koncentrační) zkušební norma původně nebyla určena a plochy pro ně nedefinuje. V praxi pak může u takových trubkových kolektorů docházet v definici ploch k nesrovnalostem. Obecně však zkušebny uvažují, že plochou apertury je průmět plochy reflektoru (na reflektor dopadá nekoncentrované sluneční záření) a plochou absorbéru je povrch válcové absorpční trubky (sluneční záření dopadá obecně ze všech stran vlivem reflektoru).

Obr. 1 - Definice plochy apertury a absorbéru solárních kolektorů: A) plochý; B) trubkový s plochým
absorbérem; C) trubkový s válcovým absorbérem; D) trubkový s válcovým absorbérem a reflektorem

Z hlediska rozhodování o potenciálu kolektoru pro danou aplikaci či pro porovnání kolektorů s různými účinnými plochami je vhodnější vztažení účinnosti kolektoru k obrysové ploše kolektoru, tedy ke skutečné ploše, kterou kolektor zaujímá v prostoru (na střeše, na terénu, apod.). Účinnost a výkon kolektoru vztažené k obrysové ploše kolektoru jsou parametry, které by investora měly zajímat při analýze potenciálu využití sluneční energie na konkrétní ploše v místě instalace. Například trubkové kolektory bez reflektoru vykazují výrazný podíl neúčinné plochy na celkové ploše zastavěné kolektorem na střeše, zvláště v porovnání s plochými kolektory (viz obr. 2).

Obr. 2 - Definice plochy apertury a obrysové plochy solárních kolektorů: A) plochý; B) trubkový s plochým
absorbérem; C) trubkový s válcovým absorbérem; D) trubkový s válcovým absorbérem a reflektorem

Odkazy

[1] ČSN EN 12975-2 Tepelné solární soustavy a součásti - Solární kolektory - Část 2: Zkušební metody, ČNI, 2006.