Меньше, чем принято опасаться. Коллектор, обращенный строго на юг под углом 30–50°, — оптимум по годовой выработке, но любое отклонение в пределах 45° от юга снижает выработку всего на 5–8 %, а крыша строго на восток или на запад по-прежнему дает 75–80 %. Угол наклона в основном определяет сезонный баланс: более крутой коллектор (45–55°) меняет летний избыток, который невозможно использовать, на зимнее тепло, которое можно.
Какие ориентация и угол наклона оптимальны для солнечного коллектора?
Строго на юг в северном полушарии, под углом наклона, примерно равным широте местности: 30–40° в южной Европе, 40–50° в Великобритании, Германии и Польше. Это оптимум по годовой выработке. Для горячей воды он редко является тем оптимумом, который вам действительно нужен: поскольку потребность в ГВС в течение года ровная, а солнечная радиация — нет, наклон круче годового оптимума меняет бесполезный летний избыток на полезное зимнее тепло.
Сколько теряется при ориентации на восток или запад?
Гораздо меньше, чем ожидает большинство домовладельцев. Выработка снижается плавно по мере отклонения коллектора от юга, поэтому первые 30° почти ничего не стоят.
| Ориентация | Отклонение от юга | Типичная годовая выработка |
|---|---|---|
| Юг | 0° | 100 % |
| ЮЮВ / ЮЮЗ | 22° | 97–99 % |
| Юго-восток / юго-запад | 45° | 92–95 % |
| ВЮВ / ЗЮЗ | 67° | 84–88 % |
| Строго восток / строго запад | 90° | 75–80 % |
Угол наклона допускает еще большие отклонения: любое значение от 20° до 60° остается в пределах примерно 10 % от оптимума в центральной Европе. Стандартная скатная крыша с уклоном 35–45° достаточно близка к оптимуму, чтобы опорная рама с регулируемым наклоном почти никогда не окупала своей стоимости.
Почему лучший угол наклона для горячей воды круче, чем для PV?
Потому что эти две технологии оптимизируют разное. Фотоэлектрика отдает в сеть или замещает все, что вырабатывает, поэтому больше годовых киловатт-часов — всегда лучше, и побеждает годовой оптимум. Солнечный коллектор может передавать тепло только в бак, который в июле уже горячий, поэтому более крутой коллектор — 45–55° в центральной Европе — повышает долю солнечного замещения, хотя за год перехватывает меньше суммарной радиации.
У более крутого наклона есть два полезных побочных эффекта. С такого коллектора быстрее сходит снег, а летний перегрев снижается за счет увеличения угла падения лучей в июле, что сокращает число эпизодов стагнации, которые должна пережить жидкость.
Для комбинированной солнечной системы, участвующей в отоплении помещений, наклон нужно сделать еще круче — 55–70° или даже вертикальный монтаж на фасаде, — чтобы согласовать угол зимнего солнца с зимней потребностью.
Важно ли затенение больше, чем ориентация?
Да, и намного. Дымоход, мансардное окно или одиночное хвойное дерево, затеняющие часть поля между 10:00 и 14:00, снижают выработку сильнее, чем поворот всего поля на 45° от юга. Затененный тепловой коллектор теряет примерно пропорционально затененной площади — мягче, чем фотоэлектрическая цепочка, которая может «рухнуть» из-за одного затененного элемента, — но теряет в середине дня, когда коллектор должен выполнять основную часть работы.
Оценивайте затенение до обсуждения угла наклона. Правду об этом показывает обследование затенения в середине зимы, когда солнце стоит ниже всего.
А как насчет плоских крыш, стен и наземного монтажа?
Работают все три варианта. На плоской крыше коллекторы устанавливают на опорных рамах с наклоном 30–45°, ряды разносят на расстояние, в 2–2,5 раза превышающее высоту коллектора, чтобы они не затеняли друг друга зимой, а балласт или крепеж подбирают с учетом местной ветровой зоны ; преимущество плоской крыши в том, что можно выбрать идеальную ориентацию, чего скатная крыша не дает никогда.
Монтаж на стене под углом 90° — реальный вариант в северных широтах для систем отопления, который полностью исключает проходки в кровле. Наземный монтаж снимает все вопросы доступа и нагрузки ценой более длинных трасс труб, а каждый дополнительный метр первичного трубопровода дважды в сутки теряет тепло.
Поле, разделенное на восточную и западную части — половина коллекторов на каждом скате, — теряет примерно 20 % годовой выработки, но удваивает полезную площадь и выравнивает суточную кривую, что подходит домохозяйству, расходующему горячую воду утром и вечером, а не в полдень. Solimpeks экспортирует коллекторы более чем в 96 стран. Там, где один скат не вмещает необходимую площадь, разделенное поле — правильный ответ.
Часто задаваемые вопросы
Нужна ли для солнечных коллекторов крыша с ориентацией на юг?
Нет. В пределах 45° от юга годовые потери составляют всего 5–8 %, а даже крыша строго на восток или на запад дает 75–80 % выработки южной ориентации. Затенение и площадь коллекторов важнее точного направления по компасу.
Под каким углом нужно устанавливать панели солнечного ГВС?
Под углом, примерно равным широте местности, для максимальной годовой выработки: 30–40° в южной Европе и 40–50° севернее. Только для горячей воды угол на 5–10° круче повышает полезную долю солнечного замещения, смещая выработку из бесполезного летнего пика.
Можно ли установить солнечные коллекторы горизонтально (плашмя)?
Это возможно, но так делать не рекомендуется. Горизонтальный коллектор собирает грязь и стоячую воду, плохо дренируется и сильно теряет в выработке зимой, когда солнце низко. На любой стационарной установке сохраняйте наклон не менее 15–20°.
Стоит ли использовать поле, разделенное на восточную и западную части?
Да, если один скат не вмещает необходимую площадь. Разделение стоит примерно 20 % годовой выработки, но удваивает доступное место и дает более ровную суточную кривую выработки, что подходит домохозяйствам, использующим горячую воду утром и вечером.
Насколько затенение снижает выработку?
Гораздо сильнее, чем ориентация. Затенение в середине дня убирает часы, в которые коллектор вырабатывает большую часть тепла, поэтому тень от дымохода может перевесить поворот всего поля на 45° от юга. Всегда оценивайте затенение в середине зимы.