Solární energie

Nejen v zahraničí, ale také u nás se sluneční kolektor na střeše domu stal běžnou záležitostí. Možnost využívání Slunce však rozhodně není jen sluneční kolektor na střeše, nabízí se nám široký výběr možností, jak a kde můžeme energii ze Slunce využít. V následujícím stručném výčtu se zaměříme na využití sluneční energie pro ohřev vody a případné přitápění. Trocha úvody Člověk za léta uvykl komfortu, který mu nabízí dostatek energie. Bohužel, jak se nyní ukazuje, za cenu mnohdy závažných zásahů a dopadů do životního prostředí. V současné době je snad každému jasné, že s ubývajícími zásobami fosilních paliv nastal nejvyšší čas začít se poohlížet po alternativních možnostech zajištění našich energetických potřeb, dále pak zajistit lepší a účinnější využívání zdrojů stávajících a hledání zdrojů nových. Negativní dopady lidské činnosti na životní prostředí již nelze ignorovat. Bude asi „nošením dříví do lesa“ opakovat, že průmyslová revoluce, technologický pokrok a růst blahobytu (samozřejmě ne všude na světě) zásadně vychází z využívání energetických konzerv, které umožňují fungování průmyslu, dopravy a nakonec třeba i televizoru. Jistě je správné uvést, že motivací k hledání nových energetických zdrojů, nebyly pouze neúnosné dopady na životní prostředí a plýtvání palivem, ale také tzv. ropné šoky, kdy si mnoho států uvědomilo, jak hluboce cenová nestabilita a životní závislost na dovážené komoditě ovlivňuje hospodářství největších světových ekonomik včetně spotřebitelského ráje USA. Jistě neprozradíme žádné tajemství, že prostor k důslednějšímu využívání obnovitelných zdrojů energie a realizaci úsporných opatření vytváří stoupající ceny klasických energií, v neposlední řadě také vyšší nároky současného člověka na komfort. A tím jsme se vrátili zase na začátek, ke slunečnímu ohřevu teplé vody a přitápění. Dostatek teplé vody a tepla (samozřejmě také energie) je nyní považován za všeobecný standard bydlení. Jak však bylo naznačeno výše, tento standard je vykoupen ovlivňováním životního prostředí, a samozřejmě zvyšujícími se náklady na jeho zajištění. Pokud uvážíme a následně pak začneme s využíváním sluneční energie, prospějeme tak nejen životnímu prostředí, ale také své peněžence (Slunce nám dodávky tepla neúčtuje). Potenciál sluneční energie V podmínkách ČR Slunce svítí zhruba 1.400-1.700 hodin ročně. Na každý metr čtvereční ročně „dopadne“ zhruba 1.000 až 1.300 kWh, více samozřejmě v létě, méně v zimě. Využití sluneční energie pro přitápění nám tedy komplikuje skutečnost, že v době nejvyšší potřeby je tepla nejméně. Navíc, solární systémy k ohřevu TUV a přitápění jsou poměrně složité, využívají pokročilejších slunečních kolektorů a aby byla taková investice rentabilní (tj. aby úspory energie vyvážili investiční náklady), je třeba přijmout důležitá opatření již při samotném návrhu a úpravách stavby a otopné soustavy. Odlišná situace nastává v přípravě teplé užitkové vody. Jak zmíněno výše, její dostatečné množství na každý den je považováno za současný standard bydlení, její potřeba je celoroční, na rozdíl od vytápění, které využijeme pouze v otopném období. Vlastní příprava TUV v rodinném domku může být zajištěna několika způsoby, z nichž uvádíme: - bojler s elektrickým topným tělesem - přímotopný plynový ohřívač - ohřev TUV průtočným způsobem v elektrických či plynových průtokových ohřívačích, v plynových kombi kotlích - ohřevem v tzv. nepřímotopných zásobnících, kde energii pro ohřev vody v bojleru dodává zdroj tepla k vytápění (plynový kotel, kotel na tuhá paliva, elektrokotel) - lázeňská kamna na tuhá paliva, brutary Výše jmenované způsoby však mají oproti slunečnímu ohřevu několik nevýhod, za které jmenujme nutnost využití placených energií, v případě tuhých paliv nutnost obsluhy, u kotlů na tuhá paliva pak diskutabilní příprava TUV v letním období (i když ve většině případů vlastníci kotlů na tuhá paliva řeší přípravu TUV pomocí elektrického ohřevu). Pokud využijeme sluneční energii, docílíme tak úspor placených paliv a současně bezobslužné komfortní dodávky teplé vody. Při nedostatku slunečního záření zajistíme dohřev TUV např. instalací elektrického topného tělesa do solárního bojleru. Jaké množství energie získáme Jak již bylo uvedeno, na 1 m² povrchu v ČR dopadne ročně zhruba 1.000 až 1.300 kWh elektrické energie. Solární kolektory z toho ročně vyrobí (využijí) zhruba 400 až 500 kWh. Názorné hodnoty pro spotřebu tepla přibližuje následující tabulka. Orientační hodnoty

uvažují se standardní ploché kapalinové kolektory Jak již bylo zmíněno, sluneční výkon je v průběhu roku proměnlivý, potřeba energie pro ohřev teplé vody je však celoročně ustálená. V případě nedostatku sluneční energie řešíme výrobu TUV dohřevem např. pomocí elektrického topného tělesa, přebytky můžeme různými způsoby akumulovat, případně pak solární soustavu rozšířit a využít pro dohřev bazénové vody. To již záleží na volbě investora. Uvedené hodnoty a tabulka odpovídají solárnímu systému který je využíván v celoročně obývaném objektu. Slunečních kolektorů však můžeme velmi výhodně využít např. v objektech obývaných pouze v letním období. S touto skutečností je třeba počítat při návrhu a seznámit s ní projektanta. Komponenty solárního systému Základní součástí solárního systému je sluneční kolektor. V současnosti nejpoužívanější jsou tzv. ploché kapalinové kolektory, pro náročnějšího zákazníka, a systémy určené pro celoroční provoz a přitápění tu jsou trubicové vakuové kolektory (výrazně dražší než ploché kapalinové). Pro ohřev bazénové vody či přípravu TUV v malém, plně postačují levné plastové absorbéry. V solárním bojleru s výměníkem je zajištěn vlastní ohřev TUV. Může být osazen dalšími výměníky pro ostatní zdroje tepla či elektrickým topným tělesem. Solární instalační jednotka sestává z oběhového čerpadla, potřebných pojišťovacích prvků, měřidel. Další důležitou součástí je solární regulace, řídící činnost oběhového čerpadla. V nejjednodušším provedení sestává ze dvou čidel, cena se pohybuje v řádech tisíců korun. Solární soustava dále obsahuje expanzní nádobu, odvzdušňovací ventil a plnící armaturu (v systémech s celoročním provozem je nutné zhruba jednou za 5 let vyměnit nemrznoucí teplonosnou látku). To vše pak spojeno v jeden celek. Nelze opomenout příslušenství k montáži na střechu. O využití a ceně Tyto otázky potenciálního provozovatele solárních soustav zajímají, a to zcela oprávněně, na prvním místě. Nejjednodušší solární systém, který vyžaduje minimum stavebních úprav je následující. Před stávající zařízení pro ohřev TUV, kterým může být karma nebo kombi kotel, předřadíme solární bojler (orientační cena pro smalt, objem 100 l je zhruba 10.000 Kč). Pokud ohříváme vodu v elektrickém bojleru, je nutné tento nahradit bojlerem s výměníkem pro solární okruh a s elektrickým topný