CONTROLERE PENTRU SISTEME SOLARE TERMALE

27 FEBRUARIE 2011

Cuvinte cheie: sistem solar fotovoltaic, sistem solar termal, eficienţa sistemelor solare, controler solar termal, controlere de încălzire, controlere Solar Thermal Steca Elektronik®

Sistemele solare convertesc energia solară fie în energie electrică (sisteme solare fotovoltaice), fie în energie termică (sisteme solare termale).

1. Sistemul solar fotovoltaic care produce energie electrică cu panouri fotovoltaice (PV) bazate pe siliciu are eficienţă mică (5…15%). Energia are preţ de cost mare (sistemul necesitând, doar în structură minimală: panouri solare ce ocupă o arie mare, controler de încărcare, baterii reîncărcabile cu descărcare ciclică profundă – ce ocupă spaţiu mare, invertor sinusoidal de putere, cabluri de cupru groase – pentru curenţi mari, paratrăsnet). Sistemele fotovoltaice produc energie electrică aleator şi practic, nu se amortizează investiţia pe durata de viaţă a panourilor (20 – 25 ani). De aceea sunt recomandate numai în zone însorite mult timp sau ca sursă electrică de siguranţă în sisteme fără întreruperi sau în locuri izolate.

NOTA 1. Pentru a obţine o putere maximă de 1000W în condiţii de iluminare maximă este nevoie în medie de 10m² de astfel de module. Paradoxal, când iluminarea e maximă, panourile îşi scad randamentul datorită încălzirii (cu 0.5% / 1˚C) şi îmbătrânirii (10% / 20 ani). Datorită structurii electrice, panourile fotovoltaice sunt mari antene ce captează undele electromagnetice, efectele fiind în studiu.

Figura 1: Sistem termal hibrid A-colector solar, B-rezervor, C-radiator, D-schimbător extern de căldură (boiler), E-pompă, F-senzor de temperatură, G-valvă 3-căi, H-mixer, I-debitmetru

2. Sistemul solar termal converteşte radiaţia solară incidentă în căldură într-un colector solar a cărui componentă principală este un material absorbant selectiv de radiaţie aflat în tuburi vidate. Elementul absorbant poate să capteze foarte bine radiaţia solară, atât cea directă cât şi cea difuză, şi să o transforme în căldură. În acelaşi timp, căldura pierdută sub formă de radiaţie este cât se poate de mică. Căldura preluată de un agent lichid (apă, antigel) este pompată printr-un sistem închis de ţevi, circuitul solar, de la elementul colector la un rezervor. Sistemul cu energie solară termală poate da apă caldă în toate ano­timpurile. Spre deosebire de panourile fotovoltaice, într-un colector solar, (captator solar, panou solar termic) aproape întreg spectrul de radiaţie solară este utilizat pentru producerea de energie termică.

Figura 2: Sistem solar termal cu controlerul solar termal TR 0704 şi module TA 0403

NOTA 2. Sub acţiunea radiaţiei solare, apa din interiorul tuburilor vidate se evaporă şi urcă spre partea mai rece a tubului. Acolo aburul se condensează, cedează căldura colectorului şi astfel procesul se reia. Eficienţa deosebită este asigurată prin suprafaţa de absorbţie selectivă, acoperită cu un strat special numit Sol-Titan, circuitul de conducte integrat şi izolaţia termică foarte performantă. Captatorul este prevăzut cu o carcasă foarte bine izolată termic care asigură o reducere la minim a pierderilor de căldură. Exemplu: Vitasol 200-T Viessmann. Colectoarele solare au eficienţă mare (60% – 75%) raportată la energia razelor solare incidente (200 – 1000 W/m² în Europa, în funcţie de latitudine, anotimp şi vreme) şi amortizarea investiţiei se face în 5-8 ani.

TR 0301sc Caracteristici: Intrări: 3 temperatură (Pt1000); Ieşire: 1 control viteză (triac); Praguri ON-OFF: ΔT= 8°K-4°K.

3. Controlerul solar este piesa principală a sistemului care utilizează soarele ca sursă de energie în conjuncţie cu colectoare solare, rezervoare de stocare, traductoare şi pompe de recirculare. Controlerul solar se alege funcţie de: (1) structura sistemului – număr de colectoare şi de rezervoare şi/sau piscină sau de (2) sarcinile de îndeplinit – încălzire, răcire, circulare, încălzire prin boiler, termostatare, timer, alarmare, data logger, compensări hidraulice, display, comunicaţie.

TR 0603mc Caracteristici: Intrări: 6 (6×Pt1000 sau 5×Pt1000+1Puls); Ieşiri: 3 (2 control viteză –triac, 1 releu), 1 alarmă; Interfaţă: card SD (data logging), RS232, RS485; Intrare adiţională: 1 senzor direct tempe­ratură/ debit; 40 scheme hidraulice.

3.1. Controler solar de încălzire apă menajeră bazat pe diferenţa de tempera­tură între colectorul solar şi rezervorul de stocare. Controlerul solar startează pompa de circulaţie când temperatura în colectorul solar este mai mare cu câteva grade decât în rezervorul de stocare (storage tank). Fluidul din colectorul solar parcurge un schimbător de caldură şi apoi se întoarce în colector. Căldura este tranferată la apa potabilă din rezervor. Apa din rezervor are nivele stratificate (jos, apă rece- zona de alimentare; sus, apă caldă la max. 95˚C- zona de extragere). Media anuală de energie solară captată pentru încălzirea apei potabile ajunge la 60%, restul de energie fiind asigurat de un boiler care ridică temperatura la 70…90˚C. Controlere solare: Steca TR 0201, Steca TR 0301, Steca TR 0402, Steca TR 0502, Steca TR 0603, Steca TR 0704.

TR 0704 Caracteristici: Intrări: 7 (2×Pt1000 sau radiaţie solară + 5×Pt1000 sau Puls); Ieşiri: 4 (2 control viteza –triac, 2 relee); Interfaţa: RS232, IS Bus; minim 70 scheme hidraulice.

3.2. Controler de economisire energie consumată de boiler pentru încălzire locuinţă şi apă caldă menajeră. Compară temperatura externă sau din cameră şi ţine pierderile în sistemul de pompare la nivelul cel mai scăzut prin ajustarea vitezei de circulare a apei în schimbătorul de caldură pentru a păstra agentul termic în rezervor la temperatură ridicată. Controlere solare: Steca TF A603 mc, Steca TH A603 M, MS.

TA 0403 Caracteristici: Intrări: 4 temperatură (Pt1000) sau Puls; Ieşiri: 3 (1 triac + 2 relee); Interfaţa: IS Bus; Protecţie: IP65.

3.3. Controler pentru sistem hibrid cu colector solar şi boiler pentru încălzire locuinţă şi apă caldă menajeră.
Sistemul hibrid trebuie să fie dimensionat la 70% din necesarul de energie din cauza diferenţelor de capacitate în funcţie de anotimp. Dacă se dimensionează la o capacitate de 100 % din energia necesară iarna, vara va apare un exces de apă caldă care nu se poate utiliza, deci o suprafaţă de colector neutilizată, în care s-a investit. Rezultă că atât din punct de vedere economic cât şi ecologic, este raţional să se utilizeze un sistem hibrid care combină colectoarele solare cu sisteme clasice de încălzire (boilere). Controlere solare de sistem: Steca TR 0704, Steca TR 0603 mc.

Controlere Steca Elektronik® solar termale de bază

• Steca TR 0301sc controlează viteza (turaţia) pompei circuitului solar, memorează timpii de funcţio­nare ai pompei circuitului solar şi în­re­gistrează valorile minime şi maxi­me de temperatură ale colectorului solar şi rezervorul de stocare.
• Steca TR 0603 monitorizează, afişază şi controlează sisteme solare cu două câmpuri de colectori diferit orientaţi şi maxim două re­zervoare de stocare a apei calde menajere.
• Steca TF A603 MC este un controler stand-alone pentru încălzirea apei potabile în mod direct, pe principiul încăl­zirii în flux continuu. Steca TF A603 MC are un algoritm auto-adaptiv care ge­stio­nează transferul de energie la apa din rezervorul de stocare pentru circuitul de apă potabilă, cu o anumită viteză şi eficienţă, asigurând o tempe­ratură constantă a apei calde potabile.
• Steca TR 0704 este un controler universal de sistem, pentru energie solară şi sisteme de încălzire. În plus, faţă de o selecţie de structuri de sisteme de bază pre-programate, pot fi programate configuraţii individuale de sistem.
• Steca TA 0403 este modulul de extensie, cu funcţii programabile liber şi intrări / ieşiri suplimentare, special dezvoltat pentru a extinde gama de aplicaţii ale controlerului de sistem Steca TR 0704. Steca TA 0403 are 4 intrări de senzori şi 3 ieşiri. Steca TR 0704 – controlerul de sistem – asigură semnale de control şi de alimentare prin intermediul Steca IS Bus.

Ing. Emil Floroiu
ECAS ELECTRO
emil.floroiu@ecas.ro
www.ecas.ro
www.stecasolar.ro

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre