Sprawność energetyczna instalacji w danych warunkach oblicza się jako:
η = Pużyteczna / Pdoprowadzona
W zadaniu moc doprowadzona wynika z napromieniowania (gęstości mocy promieniowania) oraz pola powierzchni kolektorów.
1) Moc doprowadzona
Napromieniowanie: 800 W/m², powierzchnia: 10 m²
Pdop = 800 W/m² × 10 m² = 8000 W
2) Moc użyteczna (z wydajności cieplnej)
Podano: 0,24 MJ/min. Najpierw zamieniamy megadżule na dżule i minuty na sekundy:
- 0,24 MJ = 0,24 × 106 J = 240 000 J
- 1 min = 60 s
Zatem:
Pu = 240 000 J / 60 s = 4000 W
3) Obliczenie sprawności
η = 4000 W / 8000 W = 0,5 = 50%
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- 35% – typowo wynika z błędnego przeliczenia czasu (np. użycia 1 min = 100 s lub pomylenia kolejności działań) albo z nieuwzględnienia całej powierzchni.
- 20% – często pojawia się, gdy ktoś omyłkowo przyjmie 0,24 MJ jako wartość na sekundę albo wykona przeliczenie MJ → kJ bez kontroli rzędu wielkości.
- 65% – może wynikać z błędnego założenia większej mocy użytecznej (np. pomnożenia zamiast podzielenia przez 60) albo z pomylenia mianownika w definicji sprawności.
Wskazówka egzaminacyjna: po przeliczeniach zawsze sprawdź "zdrowy rozsądek": sprawność kolektora liczona jako Pu/Pdop nie może przekroczyć 100% i powinna mieć sensowny rząd wielkości.
