В Центральной и Северной Европе правильно подобранная солнечная система нагрева воды покрывает около 90 % потребности в горячей воде в разгар лета, но лишь около 25 % в середине зимы, в среднем 50–70 % за год. В более солнечном климате, таком как Турция и юг Испании, годовое покрытие выше 70 % — обычное дело. Зимний разрыв закрывает резервный нагреватель, а не увеличенное поле.
Что такое доля солнечного замещения?
Доля солнечного замещения — это часть вашей потребности в энергии на горячую воду, покрытая солнцем, а не резервным нагревателем, выраженная по месяцам или за год. Это самое полезное число для оценки солнечной системы нагрева воды, потому что оно сводит производительность коллекторов, объем бака и ваш режим потребления в одну цифру. Годовая доля солнечного замещения 60 % означает, что остальные 40 % обеспечили котел, тепловой насос или ТЭН. Доля солнечного замещения — результат проектирования, а не фиксированное свойство: на нее влияют площадь поля, угол наклона, объем бака и привычки потребления горячей воды, поэтому материалы по подбору, такие как сколько солнечных коллекторов мне нужно, исходят из вашей потребности, а не из площади кровли.
Почему зимнее покрытие падает так сильно?
Складываются три эффекта. Во-первых, солнечная радиация в Центральной Европе в декабре в несколько раз ниже, чем в июне: дни короткие, солнце стоит низко, а облачность выше. Во-вторых, при малых углах солнца лучи падают на коллекторы под острым углом, если наклон не крутой, что дополнительно сокращает долю улавливаемого излучения. В-третьих, низкая температура окружающей среды увеличивает теплопотери коллектора именно тогда, когда приходящее излучение уменьшается. Результат — характерная сезонная кривая: почти полное покрытие с поздней весны до ранней осени, быстрое снижение в октябре–ноябре и зимний минимум около четверти потребности — все равно полезный, поскольку предварительный подогрев водопроводной воды с 10 °C до 25–30 °C сокращает реальные затраты энергии при каждом цикле резервного нагрева. Подробнее о работе зимой, включая выработку в облачные дни, — в материале работает ли солнечный нагрев воды зимой.
Какое покрытие ожидать по сезонам и климату?
| Климатическая зона | Летние месяцы | Зимние месяцы | Типичная годовая доля солнечного замещения |
|---|---|---|---|
| Северная Европа (Великобритания, Германия, Нидерланды) | ~90 % | ~25 % | 50–60 % |
| Центральная Европа / Альпы | ~90 % | 25–35 % | 55–65 % |
| Средиземноморье (Испания, Италия, Греция) | Около 100 % | 40–60 % | 70 % и выше |
| Турция (юг/центр) | Около 100 % | 40–60 % | 70 % и выше |
Цифры предполагают правильно подобранную систему, обслуживающую только ГВС. Домохозяйства, которые смещают стирку и купание на солнечные послеполуденные часы, повышают реальную долю; интенсивное утреннее потребление слегка снижает ее, поскольку бак холоднее всего на рассвете.
Стоит ли увеличить поле, чтобы повысить зимнее покрытие?
Нет — это классическая ошибка проектирования солнечных систем. Поле, достаточно большое, чтобы заметно поднять покрытие в январе, превышает потребность июля в два–три раза, и излишку некуда деться: бак насыщается к середине утра, а остаток дня система проводит в стагнации, нагружая теплоноситель и компоненты. Последствия и способы борьбы рассмотрены в материалах как предотвратить перегрев солнечной системы летом и нужен ли сброс избыточного тепла. Подбирайте под годовую долю 50–70 %, пусть зимой работает резервный источник, и система будет исправно работать круглый год. Единственный оправданный способ повлиять на зимнее покрытие — геометрия: более крутой наклон коллектора, чем стандартный уклон кровли, благоприятствует низкому зимнему солнцу при небольших летних потерях — это количественно рассмотрено в материале действительно ли важны ориентация и наклон коллектора.
Что это значит для подбора и ожиданий?
Формируйте ожидания по годовому числу и проектируйте систему исходя из него. Семья в Гамбурге должна ожидать примерно от половины до двух третей годовой горячей воды от солнца; та же семья в Анталье — значительно более двух третей. Сертифицированные данные о выработке коллекторов — результаты испытаний Solar Keymark, публикуемые для каждой модели коллектора, — позволяют монтажнику честно смоделировать эти доли до покупки, а не обещать летнюю производительность как круглогодичную. Solimpeks публикует сертификацию Solar Keymark для своих линеек коллекторов и термосифонных систем именно для того, чтобы заявления о покрытии можно было проверить по независимым данным испытаний.
Часто задаваемые вопросы
Может ли солнечная система покрыть 100 % моей горячей воды летом?
Очень близко к этому. С поздней весны до ранней осени в большей части Европы правильно подобранная система регулярно покрывает практически всю потребность, и резервный нагреватель часто может оставаться выключенным неделями. Отдельные долгие пасмурные периоды все же требуют догрева.
Стоит ли солнечный нагрев воды затрат, если зимнее покрытие всего 25 %?
Да — экономику обеспечивают восемь с лишним месяцев высокого покрытия, а не январь. Годовая доля 50–70 % вытесняет большую часть энергии на нагрев воды, от которой на самом деле и зависит расчет окупаемости.
Повышает ли больший бак для горячей воды долю солнечного замещения?
До определенного предела. Солнечный бойлер увеличенного объема запасает избыток солнечного дня на вечер и следующее утро, повышая долю. За пределами согласованного соотношения объема бака и площади коллектора дополнительный объем в основном добавляет теплопотери в режиме ожидания.
Какие ориентация и наклон дают максимум горячей воды от солнца зимой?
Южная ориентация с наклоном круче широты — тогда низкое зимнее солнце падает на коллектор под более прямым углом. Выигрыш в декабре достигается за умеренную цену в июне, которую большинство систем только для ГВС легко могут себе позволить, поскольку летом избыток и так есть.