Площадь апертуры — это отверстие, через которое солнечное излучение попадает в коллектор; для плоского коллектора это видимая площадь стекла внутри рамы, обычно 90–93% общей (габаритной) площади. Начиная с редакции ISO 9806 от 2013 года, характеристики коллекторов и технические паспорта Solar Keymark относят к общей площади, поэтому перед сравнением коллекторов всегда проверяйте, к какой площади отнесено указанное значение КПД.
В чем разница между общей площадью, площадью апертуры и площадью абсорбера?
У каждого солнечного коллектора есть три площади, и они могут различаться более чем на 10%. Общая (габаритная) площадь — это внешний контур: длина, умноженная на ширину, включая раму. Площадь апертуры — это отверстие, пропускающее свет: остекление внутри рамы плоского коллектора или проекция прозрачных отверстий батареи вакуумных трубок. Площадь абсорбера — это собственно поверхность листа абсорбера или ребра.
| Площадь | Определение | Пример для плоского коллектора |
|---|---|---|
| Общая | Внешние размеры, включая раму | 2,40 м² |
| Апертуры | Отверстие, пропускающее свет | 2,23 м² |
| Абсорбера | Поверхность листа абсорбера | 2,20 м² |
Таким образом, у одного и того же физического коллектора есть три возможных знаменателя для расчета КПД — именно поэтому к каждому значению необходимо указывать площадь, к которой оно отнесено.
Какую площадь используют ISO 9806 и Solar Keymark?
Сегодня базовой является общая площадь. EN 12975 и ранняя практика Solar Keymark указывали КПД на площадь апертуры, но международный стандарт испытаний ISO 9806 унифицировал отчетность по общей площади начиная с редакции 2013 года, а технические паспорта Solar Keymark последовали за ним, завершив переход в 2016 году. Общая площадь была выбрана потому, что она однозначна — любой, у кого есть рулетка, получит то же значение, — и потому, что она отражает площадь кровли, которую коллектор фактически занимает. Старые технические паспорта и брошюры до сих пор встречаются со значениями, отнесенными к апертуре, и для того же самого изделия они выглядят систематически лучше.
Почему базовая площадь меняет значения КПД?
Потому что вырабатываемая энергия остается той же, а знаменатель растет. Плоский коллектор, отдающий 1 600 Вт с 2,23 м² апертуры при облученности 900 Вт/м², показывает η0 ≈ 0,80 по апертуре, но ≈ 0,75 по своей общей площади 2,40 м². Для вакуумных трубчатых коллекторов эффект гораздо сильнее: их габаритный прямоугольник включает пустые промежутки между трубками, поэтому трубчатый коллектор с заявленным КПД по апертуре 0,75 может быть сертифицирован всего на 0,45–0,65 по общей площади. Сравнение значения одного производителя по апертуре со значением другого по общей площади — самая распространенная ошибка при выборе коллекторов: параметры η0, a1 и a2 кривой КПД коллектора можно корректно сравнивать только при одной и той же базе площади.
Как площадь коллектора используется при подборе и в субсидиях?
От этих определений в программах субсидирования и правилах подбора зависят реальные деньги. Итальянская программа Conto Termico 3.0 рассчитывает грант на квадратный метр коллектора; теперь программа допускает солнечные тепловые установки площадью коллекторов до 2 500 м². Французская MaPrimeRénov' устанавливает собственные условия по площади и сертификации для коллекторов PVT. Ориентировочные правила подбора — например, 1–1,5 м² плоского коллектора на человека для горячего водоснабжения (ГВС) — традиционно относятся к площади апертуры; практические расчеты рассмотрены в статье Сколько солнечных коллекторов мне нужно? В любой заявке и в документах на субсидию указывайте площадь именно так, как ее определяет программа, по техническому паспорту Solar Keymark — Solimpeks указывает общую площадь и площадь апертуры в техническом паспорте каждой модели коллекторов Wunder, поэтому проектировщики могут взять нужное значение прямо из паспорта, а не вычислять его.
Часто задаваемые вопросы
Какую площадь использовать при сравнении двух коллекторов?
Используйте одну и ту же базу для обоих — общую площадь, так как именно ее сертифицируют действующие технические паспорта Solar Keymark. Еще лучше сравнивать годовую выработку энергии на модуль коллектора из технического паспорта для вашего эталонного климата — это полностью снимает вопрос о площади.
Почему вакуумные трубчатые коллекторы показывают низкий КПД по общей площади?
Их габаритный прямоугольник включает пустое пространство между трубками, которое ничего не собирает. По апертуре трубки показывают хороший результат; по общей площади промежутки снижают значение, как правило, до 0,45–0,65. Ни одно из значений не является неверным — они отвечают на разные вопросы.
Совпадает ли площадь апертуры с площадью абсорбера?
Нет. Апертура — это отверстие, пропускающее свет; абсорбер — металлическая поверхность за ним. В хорошем плоском коллекторе они различаются всего на несколько процентов, но в трубчатых коллекторах с внутренними ребрами разница может быть существенной.
Используется ли в документах для субсидий общая площадь или площадь апертуры?
Это зависит от программы, поэтому проверяйте определение в правилах подачи заявки. Итальянская Conto Termico платит за квадратный метр установленного коллектора, а французская MaPrimeRénov' устанавливает собственные условия для PVT — в сертифицированном техническом паспорте указаны оба значения.