Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA ELE10 - CZERWIEC 2016



PYTANIE NR 7.
Jeżeli kolektor fototermiczny o powierzchni 2 m2 przy napromieniowaniu słonecznym z mocą 1 000 W/m2 przekazał do instalacji 1 400 W ciepła, to sprawność urządzeń wynosi
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Sprawność wyznacza się jako stosunek mocy użytecznej do mocy doprowadzonej: η = 1400 W / (1000 W/m² · 2 m²). Moc promieniowania padająca na kolektor wynosi 2000 W, więc η = 1400/2000 = 0,7, czyli 70%. Pozostałe wartości nie wynikają z tego ilorazu.

Pełne wyjaśnienie:

W takich zadaniach kluczowe jest rozróżnienie mocy doprowadzonej (ze Słońca) i mocy użytecznej (ciepło przekazane do instalacji). Sprawność chwilową można liczyć z definicji:

η = Q̇u / (G · A)

  • Q̇u – moc cieplna oddana do instalacji (tu: 1400 W)
  • G – natężenie promieniowania (irradiancja) w W/m² (tu: 1000 W/m²)
  • A – powierzchnia czynna/apertury kolektora w m² (tu: 2 m²)

Krok 1: oblicz moc promieniowania padającą na kolektor
G · A = 1000 W/m² · 2 m² = 2000 W

Krok 2: policz sprawność
η = 1400 W / 2000 W = 0,7

Krok 3: zamień na procenty
0,7 · 100% = 70%

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? Wartości 60%, 50% i 80% oznaczałyby odpowiednio 1200 W, 1000 W lub 1600 W mocy użytecznej przy doprowadzonych 2000 W. Ponieważ w treści podano 1400 W, tylko 70% jest zgodne z definicją sprawności.

Typowa pułapka: pominięcie mnożenia przez powierzchnię i przyjęcie, że moc doprowadzona to 1000 W zamiast 2000 W. Wtedy wynik wyszedłby 140%, co od razu sygnalizuje błąd, bo sprawność w takim ujęciu nie powinna przekraczać 100%.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Jak obliczyć sprawność kolektora fototermicznego z danych o mocy i nasłonecznieniu?
Użyj definicji sprawności: η = Q̇u / (G · A), gdzie Q̇u to moc oddana do instalacji, G to irradiancja w W/m², a A to powierzchnia w m². Najpierw policz G·A (moc padającą), potem podziel moc użyteczną przez doprowadzoną i zamień na %.
Co oznacza napromieniowanie 1000 W/m² w zadaniach o kolektorach słonecznych?
To informacja o gęstości strumienia mocy promieniowania padającego na 1 m² powierzchni. Żeby dostać moc doprowadzoną do całego kolektora, musisz pomnożyć tę wartość przez jego powierzchnię (w m²). Bez tego wynik sprawności będzie błędny.
Dlaczego w obliczeniach trzeba mnożyć W/m² przez m²?
Jednostka W/m² oznacza "waty na metr kwadratowy". Mnożąc przez m², dostajesz całkowitą moc w watach: (W/m²)·m² = W. To jest moc promieniowania docierająca do całej powierzchni kolektora i dopiero z nią porównuje się moc oddaną do instalacji.
Jakie są najczęstsze błędy przy liczeniu sprawności kolektora na egzaminie?
Najczęściej: pomijanie powierzchni (traktowanie 1000 W/m² jak 1000 W), mylenie mocy z energią (dodawanie godzin), zamiana licznika z mianownikiem oraz zapominanie o zamianie ułamka na procent. Warto też sprawdzić, czy wynik nie przekracza 100%.
Czy sprawność kolektora może wyjść większa niż 100%?
W prostym ujęciu η = Q̇u/(G·A) wynik powyżej 100% zwykle oznacza błąd rachunkowy lub błąd jednostek. W praktyce mogą pojawić się nieścisłości pomiarowe, ale na egzaminie wynik >100% traktuj jako sygnał, że np. nie uwzględniłeś powierzchni albo źle wstawiłeś dane do wzoru.
Co w zadaniu oznacza "przekazał do instalacji 1400 W ciepła"?
To moc cieplna użyteczna oddana do obiegu grzewczego (np. do czynnika roboczego w instalacji). Jest to "wyjście" energetyczne kolektora, które porównuje się z mocą "wejściową" wynikającą z nasłonecznienia i powierzchni, aby uzyskać sprawność.
Jak przeliczyć wynik sprawności z ułamka dziesiętnego na procenty?
Wystarczy pomnożyć przez 100%. Przykład: 0,7 to 0,7·100% = 70%. Na egzaminie dobrze jest zapisać krok po kroku: najpierw iloraz mocy (bez procentów), a dopiero na końcu przeliczenie na % — zmniejsza to ryzyko pomyłek.
Jakie dane są minimalnie potrzebne do obliczenia sprawności kolektora w takich zadaniach?
Potrzebujesz trzech wielkości: mocy użytecznej oddanej do instalacji (w W), irradiancji/nasłonecznienia (w W/m²) oraz powierzchni kolektora (w m²). Z nich liczysz moc doprowadzoną G·A, a następnie sprawność η jako iloraz mocy użytecznej i doprowadzonej.
Kiedy w praktyce technik energetyk używa obliczeń sprawności kolektorów?
Przy uruchamianiu i diagnostyce instalacji solarnych: porównuje oczekiwaną moc (z G·A i danych katalogowych) z mocą rzeczywiście oddawaną do obiegu. Pomaga to wykryć zabrudzenia, zły przepływ, zapowietrzenie, błędne ustawienie lub problemy z automatyką.
Jak odróżnić kolektor fototermiczny od panelu fotowoltaicznego w kontekście sprawności?
Kolektor fototermiczny zamienia promieniowanie na ciepło (W cieplne), a fotowoltaika na energię elektryczną (W elektryczne). W obu przypadkach idea sprawności jako "wyjście/wejście" jest podobna, ale inne są straty, parametry pracy i sposób pomiaru mocy użytecznej.
info

Około 62% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Według specjalistów z branży: "Sprawność wyznacza się jako stosunek mocy użytecznej do mocy doprowadzonej: η = 1400 W / (1000 W/m² · 2 m²)."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Sprawność" – definicja sprawności jako ilorazu wielkości użytecznej i doprowadzonej: https://pl.wikipedia.org/wiki/Sprawno%C5%9B%C4%87 (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (EN): "Solar irradiance" – znaczenie irradiancji i jednostka W/m²: https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_irradiance (dostęp: 2026-03-01)
  • OpenStax: College Physics (rozdziały o pracy, mocy i sprawności – ujęcie definicyjne): https://openstax.org/details/books/college-physics (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podstawy fizyki: moc, energia, sprawność (rozdziały o pracy i mocy)
  • Materiały dydaktyczne OZE: kolektory słoneczne (bilans mocy, straty, sprawność)
  • Zadania rachunkowe z procentów i przekształcania wzorów
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego