Univerzitet u Nišu
Mašinski fakultet
Predmet: DALJINSKO GREJANJE
SEMINARSKI RAD:
SISTEMI DALJINSKOG GREJANJA SOLARNOM
ENERGIJOM
Student:
Mentor:
Vladimir Krstić 11E
Velimir Stefanović, red.prof
Ivana Zeković 12E
4
1. SISTEMI DALJINSKOG GREJANJA SOLARNOM
ENERGIJOM
Sa izuzetkom nekoliko pilot postrojenja, izgrađenih u naučne svrhe, postrojenja za
grejanje koji koriste toplotnu energiju Sunca grade se kao postrojenja relativno male snage, a ne
malih dimenzija. Za to postoje dva osnovna razloga. Prvi razlog predstavlja potreba da se
toplotni gubici koji nastaju pri transportu zagrejanog fluida svedu na minimum. Zbog toga ceo
solarni grejni sistem (SGS), a naročito prijemnici solarne energije (PSE), treba da budu
postavljeni što bliže glavnom objektu ili, ako je moguće, na sam objekat. Drugi razlog je
relativno mala količina energije koju sunce dozrači na jedinicu površine PSE, zbog čega je
potrebno da PSE ima relativno veliku površinu. U urbanim sredinama, zbog uvek prisutnog
ograničenja u raspoloživom slobodnom prostoru, ovo može da predstavlja nepremostiv problem.
Stoga je uobičajeno da se SGS grade kao mala i srednja postrojenja, odnosno tako da im
toplotna snaga ne prelazi 1MW (tabela 1).
Tabela 1. Podela postrojenja za grejanje koja koriste toplotnu energiju Sunca*
snaga Po. panela*[m
2
] Po. Zemljišta
axb
Mali(do20kW)
Srednji(do1MW)
veliki(preko1MW)
3kW 5,0 - -
12kW 20,0 - -
1MW 1666,7 5000 50x100m
10MW 16666,7 50000 100x1000m
*
U tabeli su prikazane procenjene minimalne vrednosti potrebnih
površina PSE (prijemnika solarne energije) dobijene pod pretpostavkom
vrednosti insolacije (solarne iradijancije) za slučaj vedrog, letnjeg sunčanog
dana (teorijski maksimum) za područje Srbije
** Pretpostavljeno je da potreba za postavljanjem PSE na tlo postoji samo
kod srednjih i velikih postrojenja.
5
Zbog navedenih fizičkih i tehničkih ograničenja, ova postrojenja vrlo često, i gotovo
bez izuzetaka u slučaju malih snaga, ispunjavaju uslov da skoro u potpunosti budu izuzeta iz
procedure uređenja propisima. Pored toga, za izgradnju ovih postrojenja, čiji glavni deo
predstavljaju prijemnici solarne energije izvedeni kao relativno laki pločasti uređaji, koji se
obično postavljaju na već postojeće građevinske ili pomoćne objekte, ne remeteći im gabarite,
(nadstrešnice, senila, ...) ili na samo tlo, osim toplotnog i statičkog proračuna na čvrstoću
konstrukcije, nema potrebe za drugom vrstom tehničke dokumentacije. Te dve činjenice,
izuzeće od propisane procedure i relativno jednostavna tehnička dokumentacija, čine mala
postrojenja posebno privlačnim, pre svega za male investitore koji planiraju da ovim sistemima
opreme porodične kuće i male zgrade.
Važno je istaći da, zbog geografskog položaja Srbije i umereno kontinentalne klime na
ovim prostorima, a koja podrazumeva relativno oštre zime sa prosečnom temperaturom tokom
najhladnijih zimskih meseci često nižom od 0°C i relativno velikih potreba za toplotnom ener-
gijom baš u periodu kada je zračenje Sunca najslabije, nije moguće koristi SGS kao osnovni,
nego samo kao dopunski sistem za grejanje. Analize su pokazale da optimalno projektovani
SGS za područje Srbije treba da zadovolji tek 10-20% potreba za toplotnom energijom za
zagrevanje prostora. Ovaj mali procenat zadovoljavanja potreba za grejanjem, odredio je nji-
hovu drugu i prevashodnu ulogu, kako u Srbiji tako i u svetu. Ovi sistemi se najbolje koriste kao
sistemi za zagrevanje potrošne tople vode (PTV). Otuda ne čudi podatak da se 80% slučajeva
njihove primene u svetu odnosi na sisteme za zagrevanje PTV, kao i podatak da optimalni
stepen zadovoljavanja potreba za PTV za područje Srbije iznosi oko 65%.
S obzirom na relativno mali broj uslova, u smislu sticanja dozvola i ispunjavanja
propisanih procedura koje investitor mora da ispuni kako bi stekao pravo na izgradnju malih i
srednjih SGS, ovaj vodič, pored prikaza zakonske procedure, investitorima treba da prikaže i
tehničke mogućnosti korišćenja solarne energije za grejanje, kao i da im pomogne da provere
isplativost ulaganja u izgradnju takvih postrojenja.
7
Slika 1. Sistem za zagrevanje potrošne tople vode pomoću energije zračenja Sunca sa prinudnom
cirkulacijom radnog fluida
Za razliku od SGS sa prinudnom cirkulacijom, sistemi sa prirodnom cirkulacijom radnog
fluida nemaju cirkulacionu pumpu. Cirkulacija radnog fluida u ovom sistemima ostvaruje se na
osnovu razlike gustina koja nastaje kao posledica razlike između temperatura zagrejanog i hlad-
nog fluida. Relativno teško regulisanje i upravljanje ovim sistemima glavni su razlozi da se oni
po pravilu primenjuju kao unapred sklopljene kompaktne jedinice sa samo jednim ili dva PSE
(slika 1)
SGS za PTV je optimalno dimenzionisan ako godišnji udeo iskorišćene solarne energije
u ukupno potrebnoj energiji za pripremu potrošne tople vode kod manjih sistema iznosi 55-65 %,
odnosno kod srednjih 35-45 %. U slučaju većih udela iskorišćenja solarne energije sistem bi bio
predimenzionisan (naročito leti), a odnos investicionih troškova i energetskih dobitaka nepo-
voljan.
U slučaju pravilno dimenzionisanog sistema, količina toplote koju obezbeđuje SGS
dovoljna je da u letnjim mesecima zadovolji ukupne potrebe za zagrevanjem potrošne tople
vode. Važno je znati da se pomoću SGS energija Sunca može prikupiti i pretvoriti u toplotnu
samo za vreme sunčanih dana, odnosno kada ima Sunca. U slučaju oblačnog vremena i kišnih
dana SGS neće moći da obezbedi dovoljnu količinu energije za grejanje. Za velike prekide
dozračivanja solarne energije, koji se obično dešavaju tokom zimskih meseci, neophodno je da
