KWALIFIKACJA ELE11 - CZERWIEC 2023

PYTANIE NR 16.
Na dachu domku jednorodzinnego zamontowano 4 kolektory słoneczne, każdy o powierzchni absorbera 1,80 m2 i powierzchni brutto (w obrysie) 2,2 m2. Dla pojedynczego kolektora średni dzienny uzysk energetyczny z powierzchni czynnej wynosi 3,4 kWh/m2. Ile wyniesie dzienny uzysk energetyczny instalacji?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Uzysk podano z powierzchni czynnej, więc liczymy z pola absorbera 1,80 m2. Dla jednego kolektora: 3,4 kWh/m2 × 1,80 m2 = 6,12 kWh/dzień. Dla 4 kolektorów: 4 × 6,12 kWh = 24,48 kWh/dzień. Powierzchni brutto 2,2 m2 nie stosuje się w tym obliczeniu.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu kluczowe jest zrozumienie, z jakiej powierzchni podano uzysk jednostkowy. Treść mówi wprost, że "średni dzienny uzysk energetyczny z powierzchni czynnej wynosi 3,4 kWh/m2" dla pojedynczego kolektora. Oznacza to, że do obliczeń należy przyjąć powierzchnię absorbera (1,80 m2), a nie powierzchnię brutto (2,2 m2).

Krok 1: uzysk jednego kolektora
Skoro uzysk wynosi 3,4 kWh z każdego 1 m2 powierzchni czynnej na dobę, to dla 1,80 m2 będzie to:
3,4 kWh/m2 × 1,80 m2 = 6,12 kWh/dzień.

Krok 2: uzysk całej instalacji
Instalacja ma 4 identyczne kolektory, więc wynik skalujemy liniowo:
4 × 6,12 kWh/dzień = 24,48 kWh/dzień.

Dlaczego pozostałe wartości mogą kusić, ale są błędne?

  • "7,48 kWh" – to typowy efekt użycia powierzchni brutto 2,2 m2 dla jednego kolektora: 3,4 × 2,2 = 7,48. Błąd polega na zignorowaniu informacji, że uzysk dotyczy powierzchni czynnej.
  • "6,12 kWh" – to poprawnie policzony uzysk, ale tylko dla jednego kolektora (3,4 × 1,80). Błąd wynika z pominięcia faktu, że kolektorów są 4.
  • "29,92 kWh" – to wynik użycia powierzchni brutto oraz przemnożenia przez 4 kolektory: 4 × (3,4 × 2,2) = 29,92. Błąd jest podwójny: przyjęto niewłaściwą powierzchnię oraz nadano jej znaczenie powierzchni czynnej.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści pojawia się jednocześnie powierzchnia czynna i brutto, zawsze sprawdź, do której z nich odnosi się uzysk w kWh/m2. To najczęstszy "haczyk" w zadaniach o kolektorach.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Powierzchnia czynna to pole elementu, który faktycznie pochłania promieniowanie i przekazuje ciepło do czynnika. Jeśli uzysk podano w kWh/m2 z powierzchni czynnej, to właśnie tę wartość (absorbera) należy podstawiać do obliczeń, a nie pole brutto obudowy.
Powierzchnia brutto to pole zewnętrznego obrysu kolektora (np. z ramą), a absorber to część robocza wewnątrz. Pole brutto bywa większe, ale nie cała ta powierzchnia "pracuje" energetycznie. Dlatego w zadaniach trzeba sprawdzić, do której powierzchni odnosi się uzysk w kWh/m2.
Najpierw policz uzysk jednego kolektora: uzysk jednostkowy (kWh/m2) × odpowiednia powierzchnia (m2). Potem pomnóż wynik przez liczbę kolektorów. To działa, gdy kolektory są identyczne i pracują w podobnych warunkach.
Bo uzysk jednostkowy bywa definiowany dla powierzchni czynnej (absorbera) albo apertury. Użycie powierzchni brutto zawyża wynik, gdyż obejmuje elementy, które nie absorbują promieniowania w takim sensie jak absorber. Zawsze kieruj się tym, co mówi treść: "z powierzchni czynnej" lub "z powierzchni brutto".
Tak, ale pośrednio. Najpierw przelicz kWh/m2 na kWh dla jednego kolektora (mnożąc przez jego powierzchnię). Dopiero potem mnożysz przez liczbę kolektorów. Pominięcie jednego z tych kroków to częsty błąd rachunkowy na egzaminie.
Najczęściej myli się powierzchnię czynną z brutto, zapomina o liczbie kolektorów albo miesza jednostki (kWh/m2 traktuje jak kWh). Pomaga wypisanie danych z jednostkami i krótki plan: (1) wybrać właściwą powierzchnię, (2) policzyć jeden kolektor, (3) policzyć całość.
Możesz wykonać kontrolę logiczną: jeśli zwiększysz liczbę kolektorów 2 razy, uzysk powinien wzrosnąć 2 razy. Jeśli użyjesz większej powierzchni (np. brutto zamiast czynnej), wynik też wzrośnie. Taka kontrola nie powie, czy dane są realistyczne, ale wykryje część pomyłek w podstawieniach.
Czasem producenci lub zestawienia porównawcze odnoszą parametry do powierzchni brutto, bo ułatwia to porównanie gabarytów i zajętości dachu. W obliczeniach egzaminacyjnych zawsze trzymaj się definicji z treści zadania: jeśli uzysk jest "z powierzchni czynnej", to brutto nie jest właściwą podstawą.
To zwykle element sprawdzający rozumienie danych technicznych. Uczeń ma odróżnić parametry geometryczne (obrys, montaż) od parametrów "pracujących" energetycznie (absorber/apertura). W praktyce technik energetyk często czyta karty katalogowe, gdzie te pola są podawane równolegle.
Ćwicz krótkie schematy obliczeń: energia = uzysk jednostkowy × powierzchnia × liczba elementów. Rób notatki z typowych pułapek: czynna vs brutto, jedna sztuka vs cała instalacja, jednostki. Na egzaminie zapisuj działania z jednostkami, bo to ogranicza ryzyko podstawienia złej wartości.
info

Statystycznie 64% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Eksperci podkreślają: "Uzysk podano z powierzchni czynnej, więc liczymy z pola absorbera 1,80 m2."

Źródła:

  • Duffie, J. A., Beckman, W. A., "Solar Engineering of Thermal Processes", rozdz. dot. kolektorów płaskich i definicji powierzchni (collector area/aperture/absorber), Wiley (wydanie zależne od dostępności).
  • IEA Solar Heating and Cooling Programme (SHC), materiały informacyjne dot. kolektorów słonecznych i pojęć pól powierzchni (gross area/aperture area/absorber area): https://www.iea-shc.org/ (dostęp: 2026-02-28).

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z OZE (energia słoneczna, kolektory słoneczne) dla szkół technicznych
  • Karty katalogowe kolektorów (definicje: powierzchnia apertury/absorbera/brutto)
  • Zbiory zadań rachunkowych z podstaw doboru instalacji solarnych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego