Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Solar energy as a source of suport in buildings: comparison of solar collectors system with photovoltaic system

Daniel Gąbiński

Abstract

The paper concerns analyzes the possibility of usage solar collectors in preparation hot water usage in detached house which is located in commune of Gostynin. Were analyze were solar collectors as for as: flat-plate collectors, vacuum collectors and polycrystalline and monocrystalline cells. After that was selected the best solutions followed by the economic considerations. The theoretic part was formed after analyzing numbers of literature references, websites, as well as legislation acts related to renewable energy and descriptions of selected issues related to solar energy. Then were discusses solar collectors, their types, construction and principle of operation. What is more, it was written also photovoltaic conversion, construction and usage of photovoltaic modules (PV), and the effect of solar radiation on the efficiency of the cell. In the project part was presented information and location of the considered building. By using the Auditor OZC program was made the calculations of seasonal thermal energy for the building. The calculation of heating, ventilation and hot domestic water primary energy (EP) was calculated as well. The house in past was supplied with heating by solid fuel boiler, coal or wood. The modification suggested for structure of providing fuel for heating the building, hot water production and electricity generation, in consideration of DHW system. In the further project part was selected solar collector on the basis of meteorological data that was obtained from the Ministry of Infrastructure and Development for the location of the considered building. What is more, calculated was efficiency of the installation of solar panels in two versions: for flat plate collectors 2251 S and vacuum collectors: CPC 9+, by using Pro Solar and the method of calculation f-chart. Both types of installation were compared with each other in term of covering energy demand and economic costs of investment and pending for their reimbursement. The obtained results show the unprofitable investment for the building in both cases. Later then by usage of website: www.sunnydesignweb.com was selected photovoltaic installation in two variants: with polycrystalline cells SW 250 poly and mono-crystalline 250 SW Mono Black. These installations were also compared in terms of covering energy demand and necessary coasts for theirs building and time for reimbursement. In term of energy yield the higher results was obtained from monocrystalline cells, however the economic aspect supports the installation of polycrystalline cells. Afterwards summarized were the obtained results, investment costs and time for reimbursement and selected the best variant, based on the criterion of profitability investment. The satisfied energy demand and the shortest time for payback the investment contributed selection of the installation of photovoltaic polycrystalline cells SW 250 poly as renewable energy source supporting the preparation of domestic hot water for living and renewable energy source supporting the preparation of hot water for household.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Daniel Gąbiński (FCEMP) Daniel Gąbiński,, Faculty of Civil Engineering, Mechanics and Petrochemistry (FCEMP)
Title in Polish
Energia słoneczna jako wspomagające źródło energii w budownictwie. Porównanie systemu kolektorów słonecznych z systemem fotowoltaicznym
Supervisor
Dorota Bzowska (FCEMP/ICEn) Dorota Bzowska,, Insitute of Civil Engineering (FCEMP/ICEn)Faculty of Civil Engineering, Mechanics and Petrochemistry (FCEMP)
Certifying unit
Faculty of Civil Engineering, Mechanics and Petrochemistry (FCEMP)
Affiliation unit
Insitute of Civil Engineering (FCEMP/ICEn)
Study subject / specialization
, Inżynieria Środowiska
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
21-12-2016
Issue date (year)
2016
Reviewers
Dorota Bzowska (FCEMP/ICEn) Dorota Bzowska,, Insitute of Civil Engineering (FCEMP/ICEn)Faculty of Civil Engineering, Mechanics and Petrochemistry (FCEMP) Jan Ircha (FCEMP/ICEn) Jan Ircha,, Insitute of Civil Engineering (FCEMP/ICEn)Faculty of Civil Engineering, Mechanics and Petrochemistry (FCEMP)
Keywords in Polish
odnawialne źródła energii, energia promieniowania słonecznego, instalacja słoneczna, kolektor słoneczny, panel fotowoltaiczny, ciepła woda użytkowa
Keywords in English
renewable energy source, solar energy radiation, solar installation system, solar collector, photovoltaic panel, domestic hot water
Abstract in Polish
W pracy przeanalizowano możliwość wykorzystania energii słonecznej do przygotowania ciepłej wody użytkowej w istniejącym domu jednorodzinnym zlokalizowanym w gminie Gostynin. Analizowane były kolektory słoneczne cieczowe: płaskie i próżniowe oraz ogniwa polikrystaliczne i monokrystaliczne. Następnie wybrano najkorzystniejsze rozwiązanie kierując się względami ekonomicznymi. Cześć teoretyczna powstała po przeanalizowaniu podanych pozycji literaturowych, stron internetowych, aktów prawnych związanych z energetyką odnawialną oraz opisów wybranych zagadnień dotyczących energii promieniowania słonecznego. W tej części omówiono kolektory słoneczne, ich rodzaje, budowę, zasadę działania i zastosowanie. Pokrótce opisana została budowa i zastosowanie modułów fotowoltaicznych (PV) oraz wpływ nasłonecznienia na sprawność ogniwa. W części projektowej przedstawione zostały dane i lokalizacja rozpatrywanego budynku. Przy użyciu programu Audytor OZC dokonano obliczeń sezonowego zużycia energii cieplnej potrzebnej na ogrzanie budynku. Wyliczono również wskaźnik energii pierwotnej (EP) na potrzeby ogrzewania, wentylacji oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej. Dom zaopatrywano w ciepło z kotła na paliwo stałe, węgiel lub drewno. Zaproponowano modyfikację struktury dostarczania paliwa na potrzeby ogrzewania budynku, przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz wytwarzania energii elektrycznej, także na potrzeby CWU. W dalszej części projektowej dokonano doboru kolektorów słonecznych na podstawie danych meteorologicznych uzyskanych z Ministerstwa Infrastruktury i Rozwoju dla lokalizacji rozpatrywanego budynku. Obliczono efektywność pracy instalacji kolektorów słonecznych w dwóch wariantach, dla kolektorów płaskich 2251 S i próżniowych CPC 9+ za pomocą programu Pro Solar i metodą obliczeniową f-chart. Oba rodzaje instalacji porównywano ze sobą pod względem pokrycia zapotrzebowania na energię oraz pod kątem ekonomicznym, poniesionych kosztów inwestycyjnych i czasu ich zwrotu. Uzyskane wyniki obrazują nieopłacalność inwestycji dla danego budynku w obu przypadkach. Następnie za pomocą strony internetowej www.sunnydesignweb.com dobrano instalację fotowoltaiczną również w dwóch wariantach, z ogniw polikrystalicznych SW 250 poly i monokrystalicznych SW 250 Mono Black. W przypadku tych instalacji również porównano je pod względem pokrycia zapotrzebowania na energię oraz kosztów koniecznych na jej budowę i czasu ich zwrotu. Pod względem uzysku energii wyższy wynik osiągnęła instalacja z ogniw monokrystalicznych, jednak aspekt ekonomiczny przemawia za instalacją z ogniw polikrystalicznych. Następnie zestawiono otrzymane wyniki, koszty przedsięwzięć, okres ich zwrotu i dokonano wyboru najkorzystniejszego wariantu w oparciu o kryterium opłacalności inwestycji. Satysfakcjonujące pokrycie zapotrzebowania na energię i najkrótszy czas zwrotu inwestycji przyczynił się do wyboru instalacji fotowoltaicznej z ogniw polikrystalicznych SW 250 poly jako odnawialnego źródła energii wspomagającego przygotowanie ciepłej wody użytkowej do celów bytowych.
File
  • File: 1
    253820_praca_dyplomowa.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 11583

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTd6d0ea5effe74331a26eb0fb95913292/
URN
urn:pw-repo:WUTd6d0ea5effe74331a26eb0fb95913292

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page