Влияние ориентации, угла наклона и зате­нения на принимаемое количество солнечной энергии

Ориентированная на юг и установленная под углом примерно от 30° до 65° относительно горизонта гелиоустановка в Украине позволяет принимать за год в среднем максимальное количество лучистой энергии. Но даже при заметных отклонениях от вышеуказанных условий (ориентация от юго-запада до юго-востока, угол наклона от 25 до 70 градусов) солнечная система будет работать с максимальной эффективностью (рисунок справа). Установка под меньшим углом является оптимальной в том случае, если поверхность коллектора нельзя ориентировать на юг. В этом случае гелиоустановка, расположенная под углом 30 градусов, даже при ориентации на юго-запад, с азимутом 45° еще будет обеспечивать до 95% оптимального получения солнечной энергии. И даже при ориентации на восток или запад еще можно обеспечить получение до 85% энергии, если угол наклона крыши составляет от 25° до 40°. Если угол наклона плоскости коллектора больше, количество поступающей энергии в течение года будет более равномерным. Поэтому коллекторы, используемые для поддержания системы отопления, устанавливают под большим углом. Благодаря этому уменьшается количество избыточной теплоты летом, в то время как эффективность работы кол­лекторов в зимнее время при падении солнечных лучей под меньшим углом оптимизируется. Вакуумные трубчатые коллекторы с тепловыми трубами Heat Pipe коллекторы не следует устанавливать под углом менее 20°, поскольку в этом случае устройства Heat Pipe не будут эффективно работать ввиду отсутствия эффекта естественной конвекции.

Угол наклона

Угол наклона образуется между горизонтальной плоскостью и гелиоколлектором.

При монтаже на наклонной крыше угол наклона коллектора определяется крутизной ската крыши. Абсорбер коллектора может воспринимать максимальное количество энергии, если плоскость коллектора перпендикулярна направлению падения солнечных лучей.

Азимут

Азимут характеризует отклонение плоскости коллектора от южного направления; при ориентации плоскости коллектора точно на юг азимут = 0. Поскольку инсоляция в середине дня является наиболее интенсивной, плоскость коллектора следует по возможности ориентировать на юг. Однако хорошие результаты достигаются также при отклонении от южного направления до 45° на юго-запад или юго-восток. Более значительные отклонения можно компенсировать за счет небольшого увеличения площади поверхности коллектора.

Вариант установки коллектора

Солнечные коллекторы могут устанавливаться и крепиться на любой поверхности зданий, конструкций или непосредственно на земле.

Следует учесть, что коллекторы из вакуумных трубок функционируют по принципу «тепловых труб». Поэтому минимально допустимый угол, под которым их следует монтировать, составляет 25°. Они отличаются наличием встроенной защиты от перегрева.