4. ΕΠΙΠΕ ΟΣ ΗΛΙΑΚΟΣ ΣΥΛΛΕΚΤΗΣ.

Transcript

1 4. ΕΠΙΠΕ ΟΣ ΗΛΙΑΚΟΣ ΣΥΛΛΕΚΤΗΣ. 4.1 Εισαγωγή. Η πλέον διαδεδοµένη συσκευή εκµετάλλευσης της ηλιακής ακτινοβολίας είναι ο επίπεδος ηλιακός συλλέκτης. Στην ουσία είναι ένας εναλλάκτης θερµότητας ο οποίος µετατρέπει την προσπτίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία σε θερµότητα. Η ροή της ακτινοβολίας στο επίπεδο της γης έχει συνήθως ένα µέγιστο της τάξεως του 1100 W/m 2 και ευρίσκεται, όπως έχουµε δεί στο µήκος κύµατος µεταξύ 0.29 και 2.5 µm. Η θερµοκρασία εξόδου του ρευστού από έναν επίπεδο ηλιακό συλλέκτη είναι της τάξεως µέχρι 100 ο C (οι συγκεντρωτικοί συλλέκτες φθάνουν σε υψηλότερες θερµοκρασίες). O επίπεδος ηλιακός συλλέκτης εκµεταλλεύεται την άµεση, την διάχυτη και την ανακλώµενη από το έδαφος ηλιακή ακτινοβολία, χρειάζεται δε µικρή µόνο συντήρηση. 4.2 Περιγραφή. Τα βασικά στοιχεία ενός επίπεδου ηλιακού συλλέκτη είναι όπως φαίνεται και στο Σχήµα 4.1 : a) το κάλυµµα, συνήθως από γυαλί αλλά και από διαφανές πλαστικό. b) η µαύρη απορροφητική επιφάνεια, η οποία µπορεί να είναι και από ειδική, επιλεκτικά απορροφούσα ουσία. c) το δίκτυο µεταφοράς του ρευστού, που συνήθως είναι ενσωµατωµένο µε την µαύρη απορροφητική επιφάνεια. d) η θερµοµόνωση στο πίσω µέρος, και τα πλάγια. e) το περίβληµα που συγκρατεί την κατασκευή και προσφέρει προστασία από το περιβάλλον : βροχή, υγρασία, σκόνη. 1

2 Σχήµα 4.1. Σχηµατική παράσταση επίπεδου ηλιακού συλλέκτη µε δύο καλύµµατα. 4.3 Ο Γινόµενο ιάβασης - Απορρόφησης, ( τα ). Το γινόµενο (τα) 1 είναι ένα µέγεθος που απαιτείται για τους υπολογισµούς των ηλιακών φορτίων. Από το Σχήµα φαίνεται πως η ηλιακή ακτινοβολία, αφού διαβεί το διαφανές κάλυµµα και φθάσει στην απορροφητική επιφάνεια, χωρίζεται, και ένα µέρος της απορροφάται, ενώ ένα άλλο ανακλάται πίσω στο κάλυµµα προκαλώντας µια διαδοχική σειρά ανακλάσεων και απορροφήσεων. Μπορεί να υπολογιστεί ότι το γινόµενο (τα) δίνεται από την εξίσωση : (τα) = 1.01 * τ * α τ συντελεστής διάβασης του γυάλινου καλύµµατος α συντελεστής απορρόφησης της µαύρης απορροφητικής επιφάνειας. (Σηµείωση: Το γινόµενο (τα) αναγράφεται πάντοτε µέσα σε παρένθεση). 4.4 Απορροφούµενη Ηλιακή Ακτινοβολία. Η πρόβλεψη της απόδοσης του ηλιακού συλλέκτη απαιτεί τον υπολογισµό της ηλιακής ενέργειας που απορροφάται από την µαύρη, απορροφητική επιφάνεια του συλλέκτη. Η προσπίπτουσα ακτινοβολία έχει τρείς συνιστώσες, άµεση ακτινοβολία, 1 Στην πραγµατικότητα πρόκειται περί ανηγµένου συντελεστού που εκφράζει το ποσοστό της ακτινοβολίας που περνάει από το κάλυµµα και απορροφάται από την µαύρη επιφάνεια µετά από τις διαδοχικές ανακλάσεις. Για συµβατικούς λόγους έχει επικρατήσει να ονοµάζεται γινόµενο (τα). 2

3 διάχυτη από τον ουρανό και διάχυτη ανακλώµενη από το έδαφος, µε ξεχωριστή συµπεριφορά. Σε µηνιαία βάση ο υπολογισµός της απορροφούµενης είναι: S = H b Rb ( τα) β + H d ( τα) d [0.5 (1 + cos β )] + ρ H ( τα) g [0.5 (1 cos β )] β... γωνία κλίσης της επιφάνειας ρ... συντελεστής ανακλάσεως από το έδαφος, ( γιά χώµα γιά χιόνι) Οι δείκτες : b... άµεση ακτινοβολία (beam radiation) d... διάχυτη από τον ουρανό ακτινοβολία, (diffuse radiation) g... ανακλώµενη από την γη, διάχυτη ακτινοβολία, (ground diffuse) 4.5 Θερµική Ανάλυση Το ισοζύγιο ενέργειας σε έναν επίπεδο ηλιακό συλλέκτη δίνει την ποσότητα θερµότητας που αποδίδει ο συλλέκτης συναρτήσει του εµβαδού της επιφανείας του, την απορροφούµενη από την µαύρη επιφάνεια ηλιακή ακτινοβολία, τον συνολικό συντελεστή θερµικών απωλειών του συλλέκτη και της διαφοράς ανάµεσα στην µέση θερµοκρασία του συλλέκτη και την θερµοκρασία του περιβάλλοντος αέρα: Q u = A c. [S - U. (T m T α )] Q u... η ωφέλιµη θερµότητα που αποδίδεται από τον συλλέκτη. A c... η επιφάνεια του συλλέκτη. S... η απορροφούµενη ηλιακή ακτινοβολία. U... ο ολικός συντελεστής απωλειών προς το περιβάλλον του συλλέκτη. T m... η µέση θερµοκρασία του συλλέκτη. Τ α... η θερµοκρασία του περιβάλλοντος. Ο ολικός συντελεστής απωλειών προς το περιβάλλον του συλλέκτη U αποτελείται από τρείς όρους : U = U u + U d + U s U u... συντελεστής απωλειών προς τα επάνω. U d... συντελεστής απωλειών προς τα κάτω. U s... συντελεστής απωλειών προς τα πλάγια. 3

4 Η µέση θερµοκρασία του συλλέκτη είναι δύσκολο να υπολογιστεί. Για τον λόγο αυτό εισάγεται ένα νέο µέγεθος, ο Συντελεστής Αποµάκρυνσης Θερµότητας από τον συλλέκτη F R, o oποίος είναι ανηγµένο µέγεθος στην θερµοκρασία εισόδου του συλλέκτη : F R = A m c συλλέκτη p ( Tin Tout) [ S U ( T in T αέρα Το µέγιστο δυνατό θερµικό κέρδος σε ένα ηλιακό συλλέκτη επιτυγχάνεται, όταν όλος ο συλλέκτης βρίσκεται στην θερµοκρασία είσοδου του ρευστού σε αυτόν. Τότε το πραγµατικό θερµικό κέρδος είναι : Q = A Συλλέκτη. F R. [S - U. (T in T αέρα )] ) 4

5 5 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΦΟΡΤΙΩΝ 5.1 Φορτίο Θέρµανσης Χώρου Το µηνιαίο φορτίο για την θέρµανση του χώρου είναι ανάλογο του αριθµού των βαθµοηµερών για τον συγκεκριµένο τόπο. L = 24. ( UA ) b. D. f ( UA ) b : το γινόµενο του ολικού συντελεστή απωλειών του κτιρίου, U, επί D f την επιφάνεια του κτιρίου, A. : o αριθµός βαθµοηµερών του µήνα. : συντελεστής εξοικονόµησης ενέργειας. 5.2 Φορτίο Θέρµανσης Ζεστού Νερού Χρήσης Το φορτίο δίνεται από την σχέση : L w = N. V w. ρ. c p. (T w - T m ) N : αριθµός ηµερών του µήνα. V w : µέση ηµερησία κατανάλωση ζεστού νερού, [L]. Τ w : θερµοκρασία κρύου νερού, [ o C]. ρ : ειδικό βάρος του νερού, [kg/m 3 ]. c p : ειδική θερµότητα του νερού, [J/kg o C]. Τ m : θερµοκρασία του κρύου νερού, [ o C]. Θα πρέπει επίσης να συνυπολογιστούν οι µέσες µηνιαίες θερµικές απώλειες του δικτύου διανοµής του ζεστού νερού Lδ : Lδ = N. t. Σ ( U d. l d ) t : οι ώρες λειτουργίας του δικτύου την ηµέρα,[h]. U d : ο συντελεστής θερµικών απωλειών του δικτύου, [W/m]. l d : το ολικό µήκος του δικτύου, [m]. 5

6 5.3 Yπολογισµός Φορτίου Κολυµβητηρίων Στην περίπτωση των κολυµβητηρίων οι θερµικές απώλειες οφείλονται σε: εξάτµιση από την επάνω επιφάνεια, συναγωγή και ακτινοβολία. Στους υπολογισµούς δεν λαµβάνονται υπόψη οι απώλειες προς το έδαφος, οι οποίες είναι πολύ δύσκολο να εκτιµηθούν. Για τις δεξαµενές το θερµικό φορτίο L για έναν µήνα υπολογίζεται : L = A { N (Q + Q + Q ) 08. H } e r c όπου Ν ο αριθµός ηµερών του µήνα Α το εµβαδόν της επιφανείας της δεξαµενής Q e Q r Q c oι θερµικές απώλειες λόγω εξάτµισης οι θερµικές απώλειες λόγω ακτινοβολίας οι θερµικές απώλειες λόγω συναγωγής από την ελεύθερη επιφάνεια της δεξαµενής H η µηνιαία ηλιακή ακτινοβολία, η προσπίπτουσα στην επιφάνεια της δεξαµενής Οι παρακάτω εµπειρικοί τύποι χρησιµοποιούνται για τον υπολογισµό των θερµικών απωλειών: µε Τ s Τ α u f s Q = { (T + T )} (T T ) r s a s a Q = ( u) (T T ) c s a Q = f ( u) (P P ) e s s a η θερµοκρασία της δεξαµενής η θερµοκρασία του περιβάλλοντος ταχύτητα ανέµου, [m/s] ποσοστό χρόνου χωρίς θερµικό κάλυµµα p s p a πίεση υδρατµών θερµοκρασίας T s p s = 70 { exp(0.053 T s 2) 0. 05} πίεση υδρατµών περιβάλλοντος αέρα 6

7 6 Θερµική Αποθήκευση 6.1 Εισαγωγή Η λειτουργία των ηλιακών συστηµάτων είναι συνυφασµένη µε αποθήκευση της θερµότητας και αυτό διότι η ηλιακή ενέργεια είναι διαθέσιµη µόνον κατά την διάρκεια της ηµέρας, ενώ η ζήτηση θερµότητας ή ενέργειας γενικότερα εκτείνεται σε όλες τις ώρες του 24ώρου. Επιπροσθέτως η ηλιακή ενέργεια είναι ένα στοχαστικό φαινόµενο και είναι δυνατόν να υπάρχουν περίοδοι όπου το επίπεδο της διαθέσιµης ηλιακής ενέργειας είναι κάτω από ένα κατώφλι ωφέλιµης απόδοσης. Απαιτείται λοιπόν η αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας ώστε να αποσβέννυνται οι περίοδοι της νύχτας και της χαµηλής ηλιακής ακτινοβολίας. Επίσης µε την χρήση θερµικής αποθήκευσης είναι δυνατόν να µεγιστοποιηθεί η λειτουργικότητα του ηλιακού συστήµατος διότι σε περιπτώσεις µεγάλης ηλιακής απολαβής, οπότε υπάρχει πλήρης κάλυψη του φορτίου, το πλεόνασµα ενέργειας το οποίο είναι δυνατόν να συλλεχθεί, δεν αποβάλλεται αλλά αποθηκεύεται, ώστε να χρησιµοποιηθεί σε κάποια µελλοντική χρονική στιγµή. Χαρακτηριστικό παράδειγµα είναι οι δεξαµενές διεποχιακής αποθήκευσης οι οποίες είναι δεξαµενές µεγάλης µάζας νερού, οι οποίες αποθηκεύουν την θερµότητα κατά την διάρκεια του καλοκαιριού και την αποδίδουν κατά την διάρκεια των χειµερινών µηνών οπότε η ζήτηση είναι µεγαλύτερη και η ηλιακή ενέργεια µικρότερη. 6.2 Αποθηκευτικά Μέσα Η επιλογή του αποθηκευτικού µέσου εξαρτάται από την φύση της εφαρµογής. Στις περιπτώσεις θέρµανσης ζεστού νερού η χρησιµοποίηση του νερού ως αποθηκευτικού µέσου είναι αρκετά λογική και συνήθως ενδείκνυται. Το νερό είναι ένα µέσον το οποίον έχει γνωστή θερµοδυναµική συµπεριφορά, έχει υψηλή θερµική χωρητικότητα (c p =4.2 kj/kg K), και έχει χρησιµοποιηθεί σε πολλές εφαρµογές. Στην περίπτωση ηλιακών συλλεκτών αέρα, η θερµότητα αποθηκεύεται συνήθως σε κλίνη βότσαλων. Αυτή είναι µία δεξαµενή, θερµικά µονωµένη, η οποία περιέχει βότσαλα µικρής σχετικά διαµέτρου και ο αέρας οδηγούµενος µέσα σε αυτά αποβάλλει την θερµότητα του και εξέρχεται από την έξοδο µε χαµηλότερη θερµοκρασία. Το µεγάλο πλεονέκτηµα είναι ότι οι δεξαµενές από βότσαλα προσφέρουν θερµική διαστρωµάτωση, ενώ στις περιπτώσεις δεξαµενής νερού η θερµική διαστρωµάτωση είναι πολύ δύσκολο να διατηρηθεί για µεγάλο χρονικό διάστηµα. Στην περίπτωση παθητικών ηλιακών συστηµάτων χρησιµοποιούνται τα ίδια τα δοµικά στοιχεία ως αποθηκευτικά µέσα, ενώ στα φωτοβολταϊκά συστήµατα η ενέργεια αποθηκεύεται υπό την µορφή χηµικής ενέργειας. Τέλος υπάρχουν 7

8 αποθηκευτικά µέσα τα οποία στηρίζονται στην αλλαγή φάσης. Αυτά κατά την διάρκεια της φόρτισης τήκονται, ενώ κατά την αποφόρτιση, όταν δηλαδή αποδίδουν την αποθηκευµένη θερµότητα, αλλάζουν φάση και στερεοποιούνται. Τα κύρια χαρακτηριστικά ενός συστήµατος αποθήκευσης θερµικής ενέργειας είναι: a) η χωρητικότητα ανά µονάδα όγκου ή βάρους b) το θερµοκρασιακό εύρος λειτουργίας c) το µέσον µε το οποίον γίνεται η προσαγωγή και η απαγωγή της θερµότητας d) η θερµοκρασιακή διαστρωµάτωση στο σύστηµα e) οι απαιτήσεις ισχύος γιά την προσαγωγή και απαγωγή της θερµότητας f) τα στοιχεία κατασκευής της δεξαµενής g) οι θερµικές απώλειες h) το κόστος 6.3 Θερµική αποθήκευση σε νερό Το νερό είναι συνήθως το ιδανικότερο µέσο αποθήκευσης θερµότητας για τα ηλιακά συστήµατα, ιδίως για εκείνα θέρµανσης ζεστού νερού χρήσης και χώρων, Προς φορτίο Ηλιακός συλλέκτης εξαµενή θερµικής αποθήκευσης νερού Συµβατική πηγή θέρµανσης (ηλεκτρική αντίσταση ή µπόϊλερ) Εισαγωγή νερού Σχήµα 6.1. Σχηµατική παράσταση ηλιακού συστήµατος θέρµανσης µε αποθήκευση σε δεξαµενή και συµβατική πηγή θερµότητας. καθώς η θερµότητα προσάγεται και απάγεται µε τό ίδιο µέσο. Εκµεταλλευόµενοι την φυσική διαστρωµάτωση λόγω διαφοράς θερµοκρασίας το νερό προσάγεται συνήθως στο υψηλότερο σηµείο, από όπου γίνεται και η απαγωγή προς το φορτίο ζήτησης, ενώ απάγεται προς το ηλιακό σύστηµα από το κάτω µέρος της αποθηκευτικής δεξαµενής, το οποίον είναι και το πλέον κρύο σηµείο της δεξαµενής (Σχ 6.1). Η εξίσωση που διέπει το φαινόµενο για µία θερµική δεξαµενή µάζας νερού µάζας Μ, θερµοκρασίας Τ δ, και ολικού συντελεστή θερµικών απωλειών UA, είναι: 8

9 dtδ Μ C p = Q L ( UA) ( T Τ dt Q η συλλεγόµενη ηλιακή ενέργεια L το φορτίο ζήτησης Τ περ αέρα η θερµοκρασία του περιβάλλοντος χώρου της δεξαµενής Με την πάροδο του χρόνου υπάρχει η τάση να χάνεται η θερµική διαστρωµάτωση και να επικρατεί µία σχετικά οµοιόµορφη κατανοµή θερµοκρασιών. Στην περίπτωση που γίνεται στην ίδια δεξαµενή η προσαγωγή της βοηθητικής ενέργειας - ηλεκτρικής, από λέβητα κλπ.- τότε θα πρέπει να εξασφαλίζεται ότι τα δύο ρεύµατα θερµότητας, το ηλιακό και αυτό της βοηθητικής πηγής, είναι αποχωρισµένα και η πρόσδοση της ηλιακής θερµότητας γίνεται στο χαµηλότερο τµήµα της δεξαµενής, ενώ της βοηθητικής στο υψηλότερο (Σχ.6.1). ) 9

10 7. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 7.1. Εισαγωγή Τα βασικά µέρη από τα οποία αποτελείται ένα ηλιακό σύστηµα ηλιακής ενέργειας είναι ο ηλιακός συλλέκτης, το κύκλωµα µεταφοράς της θερµότητας προς το φορτίο (σωληνώσεις/αεραγωγοί, αντλίες, διακόπτες κλπ), η αποθηκευτική µονάδα (νερό, βότσαλα, υλικό αλλαγής φάσης), και πιθανώς κάποιο υποσύστηµα αυτοµάτου ελέγχου της λειτουργίας. Σχήµα 7.1. Θερµοσιφωνικό σύστηµα ηλιακής ενέργειας µε συλλέκτη και δεξαµενή. Στα απλά θερµοσιφωνικά συστήµατα, βλ. Σχήµα 7.1, υπάρχει µόνον ο συλλέκτης και η δεξαµενή αποθήκευσης που είναι καλά θερµοµονωµένη. Η είσοδος του κρύου νερού γίνεται από το κάτω µέρος της δεξαµενής και η έξοδος του ζεστού νερού από τον συλλέκτη οδηγείται στο επάνω µέρος της δεξαµενής. Το κύκλωµα αυτό είναι ανεξάρτητο, δεν έρχεται δηλαδή σε επαφή µε το νερό χρήσης (σε περιοχές µε χαµηλή θερµοκρασία µάλιστα έχει και αντιψυκτικό για την αποφυγή θραύσεων από παγετό), ενώ η τροφοδοσία του κρύου νερού γίνεται στο κάτω µέρος της δεξαµενής και η έξοδος του αφού θερµανθεί από το επάνω. Ενδιάµεσα υπάρχει συνήθως ηλεκτρική αντίσταση η οποία χρησιµεύει για να θερµάνει το νερό στην επιθυµητή θερµοκρασία στην περίπτωση που η ηλιακή ενέργεια δεν επαρκεί. Η κυκλοφορία του νερού από τον συλλέκτη και η µεταφορά της θερµότητας επιτυγχάνεται µε την φυσική κυκλοφορία που εγκαθίσταται µόλις ο ηλιακός συλλέκτης και το νερό που περιέχει θερµανθούν µε την ηλιακή ακτινοβολία. Το θερµό νερό στον σωλήνα εξόδου είναι ελαφρύτερο από το κρύο νερό στον σωλήνα εισόδου και εποµένως υπάρχει µια συνεχής ροή λόγω διαφοράς πυκνότητας ανάµεσα στα δύο τµήµατα. Αυτό εξηγεί και το 10

11 γεγονός ότι η δεξαµενή αποθήκευσης θα πρέπει να είναι πάντα σε υψηλότερο σηµείο από τον ηλιακό συλλέκτη. Σχήµα 7.2. Ηλιακό σύστηµα θέρµανσης νερού µε αντλία. Στην περίπτωση µεγάλου ηλιακού συστήµατος (πχ. Θέρµανση νερού σε ξενοδοχεία) οι συλλέκτες τοποθετούνται στην ταράτσα, ενώ η αποθηκευτική δεξαµενή στο λεβητοστάσιο (συνήθως στο υπόγειο του κτιρίου). Το ζεστό νερό κυκλοφορεί µε αντλίες και η έναρξη και η διακοπή λειτουργίας δίνεται µε σύστηµα αυτοµάτου ελέγχου (Σχήµα 7.2). Το σύστηµα ελέγχου δίνει το σήµα έναρξης λειτουργίας της αντλίας µόλις η θερµοκρασία εξόδου στον συλλέκτη υπερβεί κάποια θερµοκρασία, ενώ σταµατά µόλις η θερµοκρασία στην δεξαµενή ξεπεράσει κάποιο επιτρεπτό όριο. Ως συµπληρωµατική πηγή θέρµανσης µπορεί να χρησιµοποιείται είτε η ηλεκτρική ενέργεια, είτε ένα συµβατικό σύστηµα καυστήραλέβητα πετρελαίου (Σχήµα 7.3). Σχήµα 7.3. Ηλιακό σύστηµα σε συνδυασµό µε λέβητα πετρελαίου. 11

12 Υπάρχουν και ηλιακοί συλλέκτες που δεν χρησιµοποιούν το νερό για εργαζόµενο µέσον αλλά τον αέρα. Αυτοί, κάτω από το συνήθως γυάλινο κάλυµµα, διαθέτουν µια µαύρη επιφάνεια µε την οποία έρχεται σε επαφή ο αέρας, και αφού θερµανθεί, οδηγείται στην συνέχεια για την θέρµανση του χώρου, είτε για αποθήκευση σε κάποιο µέσον, Σχήµα 7.4. (συνήθως βότσαλα τα οποία είναι ιδανικά για την περίπτωση, αλλά έχουν το µειονέκτηµα ότι καταλαµβάνουν µεγάλο όγκο). Κάλυµµα από γυαλί Ì Α ε ρ α γ ω γ ό ς µόνωση Σχήµα 7.4. Σχηµατική διάταξη ηλιακού αεροσυλλέκτη σε κάθετη τοµή. Τυπικές παράµετροι για τον σχεδιασµό ηλιακών συστηµάτων µε νερό είναι: Ροή συλλέκτη lt/s m 2 Κλίση συλλέκτη (φ + 15 ο ) ± 15 ο Προσανατολισµός συλλέκτη 0 ± 15 ο Χωρητικότητα δεξαµενής lt/m 2 12

13 8. Η Μέθοδος Σχεδιασµού Ηλιακών Συστηµάτων καµπυλών f Η µέθοδος αυτή στηρίχτηκε σε προσοµοιώσεις ηλιακών συστηµάτων για ένα µεγάλο εύρος διαστάσεων και στον προσδιορισµό των σηµαντικότερων αδιάστατων µεταβλητών των ηλιακών συστηµάτων. Ισχύει για συστήµατα νερού ή αέρα, και για θέρµανση χώρων ή/και νερού. Απαιτούνται µηνιαία µετεωρολογικά δεδοµένα και σε συνδυασµό µε στοιχεία κόστους µπορούν να δώσουν την θερµική συµπεριφορά του συστήµατος. Η βασική εξίσωση είναι το θερµικό ισοζύγιο ενός ηλιακού συστήµατος, το οποίο, για περίοδο ενός µηνός, γράφεται ως: Q L + E = U Q η ολική, χρήσιµη ηλιακή ενέργεια που αποδόθηκε κατά την διάρκεια του µήνα L οι συνολικές θερµικές απώλειες κατά την διάρκεια του µήνα. E η συνολική ποσότητα θερµότητας που δόθηκε από το βοηθητικό σύστηµα κατά την διάρκεια του µήνα. U η µεταβολή της ενέργειας στην αποθηκευτική µονάδα. Η µεταβολή της ενέργειας στην αποθηκευτική µονάδα είναι συνήθως µικρή, και λαµβάνεται ίση µε µηδέν για την περίπτωση που εξετάζουµε, άρα U = 0. Το ποσοστό f που καλύπτει το ηλιακό σύστηµα, µηνιαίως, σε σχέση µε το συνολικό θερµικό φορτίο υπολογίζεται ως: L E Q f = = L L Το ποσοστό f έχει συσχετιστεί µε τους αδιάστατους συντελεστές Χ και Υ, που εκφράζουν, ο πρώτος, τις απώλειες ως προς το θερµικό φορτίο, και ο δεύτερος, την απορροφούµενη ηλιακή ακτινοβολία ως προς το φορτίο: X = A συλλέκτη F ' r U L ( T L ref T αέρα ) τ 13

14 Y = µε A συλλέκτη F ' r L ( τα) Η Ν Α συλλέκτη εµβαδόν επιφανείας συλλέκτη (m 2 ) F r /F r διορθωτικός συντελεστής συλλέκτη-εναλλάκτη F r /U L χαρακτηριστικό µέγεθος του συλλέκτη F r (τα) n >>. T ref θερµοκρασία αναφοράς, ίση µε 100 o C. T αέρα θερµοκρασία αέρα ( ο C) τ L H αριθµός δευτερολέπτων µέσα στο µήνα. θερµικό φορτίο (J) επίπεδο συλλογής (J/m 2 ) N (τα) µηνιαία, µέση ηµερήσια ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει στο αριθµός ηµερών µέσα στο µήνα µέσο µηνιαίο γινόµενο διάβασης απορρόφησης. 14