ZÁVISLOSTI DOPADAJÍCÍ ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ NA PLOCHU

Transkript

1 ZÁVISLOSTI DOPADAJÍCÍ ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ NA PLOCHU Jaroslav Peterka Fakulta umění a architektury TU v Liberci jaroslav.peterka@tul.cz Konference enef Banská Bystrica

2 ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE 2012 KONFERENCE KROMĚŘÍŽ Možné 4 cesty dalšího vývoje fototermálního využití sluneční energie: 1. Fotovoltaickotermální kolektory 2. TČ výkonově pouze pro solární soustavu 3. Využití rodinných bazénů pro podzimní akumulaci solárního tepla 4. Střechy pro fotovoltaiku, pro kolektory fasády

3 1. GRAFICKÉ ZNÁZORNĚNÍ DRAH SLUNCE

4 2. NEMĚNNÉ INTERVALY

5 3. ORIENTACE DOMU S - J

6 4. ORIENTACE DOMU SV - JZ

7 ÚVOD ZADÁNÍ: RŮZNÉ PROSTOROVÉ, ENERGETICKÉ I ČASOVÉ ÚLOHY PŮSOBENÍ SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ NA OBECNĚ ORIENTOVANÉ PEVNÉ I POHYBLIVÉ PLOCHY V PROSTORU, NAPŘ. FASÁDY, JAKÉKOLIV STŘECHY, KOLEKTORY Výsledek: Analýzy optimálních poloh různých ploch, optimalizace energetických výsledků, časový průběh přímého osvitu, podpora zkvalitnění činnosti solárních soustav apod.

8 KOLEKTORY NA FASÁDĚ A ORIENTACE OBJEKTU Obr. 1 Oslunění fasád S, J, V, Z [W.m -2 ] Obr. 2 Oslunění fasád SV, JV, JZ, SZ [W.m-2]

9 KOLEKTORY NA FASÁDĚ A ORIENTACE OBJEKTU Teoretická červnová měsíční bilance krychle o hraně 1 m orientované S J je 634,76 kwh Teoretická červnová měsíční bilance krychle o hraně 1 m orientované SV JZ je 655,80 kwh Rozdíl dopadlé sluneční energie 3 % je pro červen zanedbatelný, dominantní je jen posun časového těžiště dopadu. Při řešení stejného problému v prosinci by dominantní zisk měla jižní fasáda, poté JV a JZ fasáda a poslední by byly východní a západní fasáda.

10 DOPADAJÍCÍ ENERGIE NA POHYBLIVÉ KOLEKTORY Popis poloh: Teor. denní bilance: Křivka A poloha 1 α = 0 o 8,75 kwh.m -2 Křivka B poloha 1 α = 30 o 8,86 kwh.m -2 Křivka C poloha 1 α = 90 o 3,17 kwh.m -2 Křivka D poloha 2 α = 30 o 12,38 kwh.m -2 Křivka E poloha 3 13,45 kwh.m -2 Křivka F poloha 4 7,80 kwh.m -2 Obr. 3 Dopadající sluneční energie na pohyblivé plochy [W.m -2 ]

11 DOPADAJÍCÍ ENERGIE PRO POLOHU 2 Obr. 4 Průběh okamžitých hodnot dopadajícího slunečního záření pro polohu 2 s různými sklony [W.m -2 ]

12 BILANCE PRO POLOHU 2 Měsíc Sklon [ o ] VI VIII Tab. 1 Optimální pevný letní sklon pro otočnou polohu za Sluncem je cca 50 o [kwh.m -2.měs -1 ]

13 REDUKCE CELOROČNÍ DOPADAJÍCÍ ENERGIE PRO POLOHU 1 Orientace [ o ] Sklon [ o ] ,16 max 1,23 1,22 1,13 0,96 0, ,13 1,19 1,17 1,08 0,93 0, ,08 1,09 1,05 0,96 0,82 0, ,01 0,96 0,88 0,77 0,65 0, ,94 0,81 0,67 0,54 0,42 0, ,9 0,71 0,46 0,29 0,19 0, ,88 0,7 0,47 0,12 0,05 min 0,03 Obr. 5 Mapy dopadajícího slunečního záření na území ČR [kwh.m -2.rok -1 ] Tab. 2 Redukční koeficienty v červnu dopadající sluneční energie na různě orientované a skloněné plochy kolektorů vůči horizontální ploše [-]

14 BILANČNÍ VLIV DOPADAJÍCÍ ENERGIE NA NEPŘESNOU PLOCHU Sklon [ o ] Orientace [ o ] Tab. 3 Měsíční bilance dopadající sluneční energie 4 stupně na každou stranu od optimální polohy [kwh.m -2.měs -1 ]

15 VLIV STEJNÉ ZEMĚPISNÉ ŠÍŘKY PRO POLOHU 1 Místo Zeměpisná délka [ o ] EG [kwh..m -2.měs -1 ] Prům. zač. oslun. [hod] Prům. konec oslun. [hod] Prům. denní oslun. [hod] Prachatice :56 20:14 16:18 Třeboň :52 20:10 16:18 Prešov 21, :27 19:45 16:18 Tab. 4 Měsíční bilance dopadající sluneční energie pro místa na stejné rovnoběžce

16 VLIV STEJNÉ ZEMĚPISNÉ DÉLKY PRO POLOHU 1 Zem. šířka [ o ] IP ID Azimut [W.m -2 ] Slunce [ o ] Výška Slunce [ o ] ,4 47, ,4 48, ,5 49, ,5 50, ,5 51, ,5 52, ,5 53,4 0 Tab. 5 Okamžitý vliv dopadající sluneční energie pro místa na stejném poledníku γ [ o ]

17 SKUTEČNÁ DOBA OSLUNĚNÍ KU TEORETICKÉ DOBĚ SLUNEČNÍHO SVITU Orient. [ o ] Sklon [ o ] Sever ,57 0, ,65 0,49 0, ,93 0,82 0,69 0,59 0,5 0,44 Východ ,89 0,79 0,7 0,62 0,56 0, ,89 0,8 0,74 0,68 0,62 0, ,89 0,82 0,77 0,72 0,66 0,6 Jih ,88 0,81 0,75 0,7 0,64 0,57 Tab. 6 Redukční koeficienty oslunění různě osazených kolektorů k horizontální ploše [-]

18 5. ORIENTACE IDEÁLNÍHO DOMU

19 6. ŘEZY IDEÁLNÍM DOMEM

20 ZÁVĚR Řešené závislosti jsou pouze malou ukázkou možností využití PC v solární energetice Potvrzují však, že sluneční energie je dobře prozkoumána, má fyzikální i energetický základ, každoročně se zákonitě opakuje Otázkou dalšího vývoje je, jak rychle se bude dále zvyšovat účinnost přeměny dopadlé sluneční energie na teplo a jeho stále dlouhodobější akumulace

21 Sníh OBRAZOVÉ ZAJÍMAVOSTI

22 Mráz OBRAZOVÉ ZAJÍMAVOSTI

23 OBRAZOVÉ ZAJÍMAVOSTI Holubi

24 OBRAZOVÉ ZAJÍMAVOSTI ZOO Liberec: výkonový displej v zrcadle

25 DĚKUJI ZA POZORNOST