W okresie zimowym (krótszy dzień i niska wysokość Słońca nad horyzontem) kluczowe jest takie ustawienie kolektora, aby promienie słoneczne możliwie często padały na jego powierzchnię pod możliwie dużym kątem "na wprost". Z tego powodu optymalny kąt nachylenia dla pracy zimą jest zwykle większy niż dla pracy letniej lub całorocznej.
Ustawienie w kierunku południowym (w polskich szerokościach geograficznych) ogranicza straty wynikające z odchylenia azymutu i pozwala maksymalizować uzysk, gdy Słońce przemieszcza się po południowej części nieba. Gdy do tego dołożymy zimową geometrię promieniowania, otrzymujemy typową praktyczną wskazówkę: zimą kolektor warto "postawić" bardziej stromo, stąd zakres 60°–70° od poziomu.
Dlaczego pozostałe zakresy są mniej trafne w tym ujęciu?
- 21°–45° – to wartości częściej spotykane jako kompromis całoroczny lub bardziej letni; zimą taka pozycja zwiększa udział padania skośnego, co obniża efektywny dopływ energii.
- 46°–59° – to zakres pośredni; może być sensownym kompromisem całorocznym w części zastosowań, ale w pytaniu wskazano "okres zimowy" i "najwyższą wydajność", co kieruje do większego nachylenia.
- 5°–20° – to kąty bardzo małe, typowe raczej dla płaskich dachów i ustawień nastawionych na sezon letni; zimą byłyby szczególnie niekorzystne ze względu na niskie położenie Słońca.
W praktyce dobór kąta może zależeć od: typu kolektora, sposobu użytkowania (c.w.u. latem vs wsparcie ogrzewania zimą), zacienień oraz możliwości konstrukcyjnych. Na egzaminie warto zapamiętać zasadę: zimą większy kąt niż latem oraz że kierunek południowy jest ustawieniem bazowym dla maksymalizacji uzysku w Polsce.
