Solárne potrubie: Kľúč k efektívnemu ohrevu úžitkovej vody a podpore vykurovania

Slnečná energia sa čoraz častejšie využíva ako zdroj tepelnej energie. Okrem toho, že je slnečná energia dostupná bez obmedzenia a nezaťažuje životné prostredie, výrazne znižuje aj náklady na ohrev vody či vykurovanie priestorov. Aby sme dosiahli ciele Európskej únie v oblasti životného prostredia, energetiky a klímy do roku 2050, musíme sa viac zamerať na obnoviteľné zdroje energie, ako je slnečná energia a technologické inovácie, ako sú najnovšie riešenia pre čo najlepšie využitie solárnej tepelnej energie. Cieľom je prejsť od neobnoviteľných zdrojov energie, ako sú fosílne palivá, k „čistým” a obnoviteľným zdrojom energie. Medzi najvýraznejšie a najdostupnejšie energie „za nulovú cenu” rozhodne patrí energia pochádzajúca zo slnka. Solárna energia nie je len zdrojom pre fotovoltaické panely, slúžiace na výrobu elektriny, ale môže byť tiež použitá na ohrev kvapalín.

Solárne tepelné systémy boli pôvodne vytvorené iba na zaistenie ohrevu teplej úžitkovej vody. Solárna tepelná energia spočiatku využívaná iba na ohrev hygienickej teplej vody potrebnej v našich domácnostiach sa, vďaka významným technologickým inováciám v posledných desiatich rokoch, začala využívať aj na vykurovanie a chladenie domov. Aj v súčasnosti sa slnečná energia využíva na jej ohrev. Zariadenia, ktoré to umožňujú nazývame solárne kolektory, ktoré sú súčasťou solárneho systému. Jeho technológia je založená na premene slnečného žiarenia na tepelnú energiu. Kvalitné solárne systémy vyrobené z kvalitných materiálov zvládajú aj dlhodobé prehrievanie.

Výhody termických solárnych kolektorov oproti fotovoltike

Slnečné kolektory majú pri ohreve vody oproti fotovoltickým panelom veľa výhod, ktoré nie sú na prvý pohľad viditeľné. „Vlastne ani neviete, že ho máte.” Termické slnečné kolektory majú pri ohreve vody oproti fotovoltickým panelom veľa výhod, ktoré nie sú na prvý pohľad viditeľné. Ďalšou výhodou je konštantný výkon počas celej životnosti zariadenia, na rozdiel od fotovoltických panelov, kde výkon s pribúdajúcimi rokmi postupne klesá. Kvalitné termické kolektory majú overenú životnosť viac ako 40 rokov, čo môže byť aj dvojnásobok životnosti fotovoltiky. Pri porovnaní s fotovoltickými panelmi je to takmer 4-násobne vyššia účinnosť. Dôležitým faktorom je aj to, že táto účinnosť sa desiatkami rokov znižuje len minimálne, menej ako 2 % za 20 rokov, na rozdiel od fotovoltických panelov kde účinnosť po 20 rokoch klesne aj o viac ako 20 %.

Záujemcovia o fotovoltické systémy podľa neho často zabúdajú aj na fakt, že fotovoltika nezníži tzv. fixnú časť platenej sumy za elektrinu, teda pevnú mesačnú platbu a pevnú zložku za distribúciu (za istič, za rezervovanú kapacitu). Tieto nezávisia od toho, koľko kWh ste spotrebovali, respektíve ušetrili vďaka fotovoltike. „Ekonomická zmysluplnosť fotovoltického systému v bežnej domácnosti je často podmienená tým, že musíme presmerovať inak nevyužitú elektrinu do ohrevu teplej úžitkovej vody.”

V porovnaní s ostatnými zariadeniami na využívanie obnoviteľných zdrojov majú slnečné kolektory (najmä ploché) veľmi vysokú účinnosť premeny. Dnešné najkvalitnejšie výrobky majú maximálnu účinnosť viac ako 70 %, reálnu praktickú účinnosť aj cez 50 %. Solárne termické kolektory predstavujú efektívne riešenie pre získavanie tepelnej energie zo slnečného žiarenia, ktoré je možné využiť na ohrev teplej úžitkovej vody (TÚV), podporu vykurovania či ohrev bazénovej vody. Ich inštalácia prispieva k znižovaniu nákladov na energie a zároveň k ochrane životného prostredia.

Solárne kolektory vs. Fotovoltika: Prehľad

Pri rozhodovaní medzi fotovoltickými panelmi a solárnymi kolektormi je dôležité zvážiť účel, na ktorý má technológia slúžiť. Fotovoltické panely premieňajú slnečné žiarenie priamo na elektrickú energiu. Solárne kolektory premieňajú slnečné žiarenie na tepelnú energiu.

• Fotovoltické panely nikdy nezamrznú ani sa neprehrejú a majú nulové náklady na prevádzku a servis.
• Poskytujú rovnomernejšie solárne zisky v priebehu roka oproti fototermickým systémom a umožňujú rýchlu premenu svetelnej energie na tepelnú.
• Výhodou fotovoltického ohrevu vody oproti fototermickému je jednoduchosť inštalácie, absencia čerpadiel, trubiek, potreby výmeny kvapaliny a možnosť umiestniť FV panely ďalej od bojlera.

Zloženie solárneho tepelného systému

Solárne kolektory sú len jednou z častí solárnych systémov. Solárny systém na ohrev vody aktívne využíva slnečnú energiu a transformuje ju na teplo s účinnosťou až 60%. Solárne kolektory, spojovacie potrubie (solárny vlnovec) a tepelný spotrebič tvoria základ solárneho systému. Pod spotrebičom rozumieme zásobník na teplú vodu, bazén, vykurovací systém alebo iný odber tepelnej energie. Moderné solárne systémy sú plnoautomatické systémy s celoročnou prevádzkou a veľmi dlhou dobou životnosti, bez nárokov na ovládanie a údržbu.

K samostatnej premene energie slnečného žiarenia na teplo slúžia solárne kolektory, napr. vysoko účinné vákuové trubicové solárne kolektory zn. Energiaslnka a Viessmann, ktorých základom je 3 - násobný absorbér zachytávajúci slnečné žiarenie. Kolektor je zariadenie, ktoré je, vďaka absorbéru, schopné pohltiť veľké množstvo tepla. Absorbér je uložený v tepelne izolovanom ráme, ktorý výrazne zvyšuje účinnosť prestupu tepla, je ľahký, má vysokú pevnosť a je odolný voči korózii.

Teplo sa prostredníctvom teplonosnej kvapaliny (nemrznúca zmes) odvádza cez solárny vlnovec do zásobníka teplej vody, alebo iného spotrebiča. Doplnkový zdroj tepla (el. špirála, kotol, tepelné čerpadlo) dohrieva vodu počas zamračených dní na požadovanú teplotu. Riadiaca solárna elektronika Energiaslnka a Viessmann zabezpečuje automatickú prevádzku, spína obehové čerpadlo, doplnkový zdroj tepla, prípadne optimalizuje prietok teplonosnej kvapaliny. Expanzná nádoba spoľahlivo udržuje rovnomerný tlak v systéme. Regulačná jednotka sa stará o automatický chod obehového čerpadla.

Každý solárny systém pre výrobu TÚV má ako normálne príslušenstvo veľký solárny zásobník s bivalentným (doplnkovým) dohrevom, má obehový čerpací systém, riadiaci systém, merací systém, tlakové ochrany, odvzdušňovanie, odplyňovanie, blokovanie kotla, ukazovatele teploty, prevádzkového tlaku, podtlaku (napr. vákuové kolektory), výmenníky, trojcestné ventily a iné prvky, podľa modifikácie systému.

Typy solárnych termických kolektorov

Solárne termické kolektory sa delia na:

Ploché termické kolektory

• Sú vo všeobecnosti vhodné skôr na ohrev teplej úžitkovej vody alebo bazéna.
• Teplo sa odoberá z absorbéra v tvare plochej dosky pomocou medených rúrok, v ktorých prúdi teplonosná nemrznúca kvapalina. Ohriata kvapalina následne schádza do zásobníka teplej vody.
• Pri plochých kolektoroch sa slnečné žiarenie zachytáva v absorpčnej vrstve, ktorá je povrchovo upravená tak, aby pohltila čo najviac lúčov. K absorpčnej vrstve je prichytené potrubie s teplonosnou kvapalinou. Kolektory sú uložené v tepelne izolovanom ráme a zvrchu prekryté špeciálnym sklom, ktoré umožňuje bezstratový prechod žiarenia a vytvára izolačnú vrstvu.

Trubicové (vákuové) kolektory

• Obsahujú sklenené trubice s vnútorným vákuom, ktoré zabraňuje strate tepla.
• V zime majú lepšiu účinnosť ako ploché kolektory, pretože vákuum bráni úniku tepla.
• Technológia Heat Pipe funguje na princípe odparovania kvapaliny pri nízkej teplote, pričom para stúpa k výmenníku tepla, kondenzuje a odovzdáva teplo. Tieto kolektory majú schopnosť využiť aj rozptýlené svetlo, čím lepšie fungujú pri oblačnosti alebo v oblastiach s nižším slnečným svitom.
• Vákuové trubicové slnečné kolektory Energiaslnka a Viessmann využívajú ako tepelnú izoláciu vákuum, vytvorené medzi dvoma sklenenými trubicami. Na vnútornej trubici je nanesená vysoko selektívna absorbčná vrstva. V solárnych kolektoroch zn. Energiaslnka a Viessmann sa používa špičková technológia vytvorenia vákua. Trubice sú tvorené dvoma sklenenými trubkami, medzi ktorými je stabilné vákuum. Konce trubiek sú zatavené do seba, takže stabilita vákua je dlhodobo garantovaná. Absorbér kolektora je teda obklopený vákuom, ktoré je ideálnou izoláciou a minimalizuje tepelné straty rovnako, ako je tomu napr. pri efekte termosky. Vďaka tomu sa aj minimálne tepelné zisky za nepriaznivého počasia nestrácajú a ohrievajú solárnu kvapalinu v kolektore. Absorbčná plocha trubicového kolektoru, ktorá dopadajúce žiarenie transformuje na teplo je valcovitého tvaru. Valcová absorbčná plocha umožňuje výhodne získať teplo z nepriameho difúzneho slnečného žiarenia.
• Nevýhodou trubicových kolektorov môže byť vyššia cena a v niektorých prípadoch namŕzanie snehu medzi trubicami, čo môže dočasne znížiť účinnosť.

Najvýhodnejšie potrubie pre solárne systémy

Nezastupiteľnú úlohu v celom procese zohráva aj solárne potrubie. To sa používa na dopravu vody zo zásobníka na strechu do solárnych panelov. Slúži však aj ako nevyhnutná časť pre spojenie solárnych kolektorov a bojlera. Z dôvodu pracovných teplôt a tlakov vyskytujúcich sa v solárnom systéme sa smú používať len kovové potrubia. Odporúčajú sa medené potrubia, ktoré sú optimálne z hľadiska životnosti systému.

Rozvody musia byť tepelne a tlakovo odolné. Preto sa používa najlepšie na tvrdo spájkovaná meď. Na jej izoláciu sa musí použiť minerálna vlna, alebo vysoko tepelne odolný kaučukový návlek. Solárna kvapalina sa v potrubnom systéme musí prečerpávať cielene tak, aby sa v kolektorovej sústave primerane prehrievala a na výstupe v jednom, alebo v niekoľkých výmenníkoch odovzdávala teplo v patričnom tepelnom spáde.

Rúry solárneho potrubia sa pri odstavení solárneho systému počas leta, z dôvodu nahriatia všetkých solárnych zásobníkov, môžu zohriať až na 180°C. Extrémne teploty, ktoré môžu vzniknúť v solárnom systéme, dosahujú pri štandardných kolektoroch 180°C a pri vákuových kolektoroch až 230°C. Pre štandardné kolektory sa odporúča používať tepelné izolácie z minerálnej vlny Therwoolin alebo z EPDM materiálu Aeroflex.

Nerezové flexibilné solárne dvoj-rúry

Solárna dvoj-rúra je vyrobená z nerezovej flexibilnej ocele. Slúži ako potrubie, ktorým v úlohe solárneho média cirkuluje voda alebo nemrznúca kvapalina. Tú ohrievajú solárne kolektory na streche domu a prostredníctvom čerpadla ju dopravujú do výmenníka solárneho zásobníka. Solárna dvoj-rúra je vďaka svojej vysokej ohybnosti a prispôsobivosti ideálnym elementom na prepojenie kolektorov a zásobníka aj cez staré, nepoužívané komíny či vetracie šachty. Potrubie obsahuje aj solárnu izoláciu čiernej farby dvoch hrúbok: 13 alebo 18 milimetrov. Jeho povrch chráni kaučuková izolácia obalená tvrdou plastovou fóliou. Každá solárna dvoj-rúra obsahuje aj kábel na pripojenie čidla na kolektore.

Výber správnej veľkosti solárnej dvoj-rúry

Ak neviete, podľa čoho sa máte pri výbere veľkosti solárnej dvoj-rúry rozhodovať, pamätajte na to, že hrúbka rúr solárneho rozvodu sa určuje podľa počtu slnečných kolektorov. Nižšie uvedená tabuľka vám pomôže pri výbere:

Nezávisle od veľkosti solárnej dvoj-rúry sa v dodávanom balení spolu s ňou nachádzajú aj montážne spojky, štyri matice, tesnenie a deformačná skrutka. Tá vám umožní vytvoriť zakončenie potrubia a nasadiť naň matice. K dispozícii je aj samostatné nerezové potrubie, známe ako jedno-rúra, ktoré sa používa na rozvod pitnej vody. K nemu sú dodávané osobitné matice i zvláštna deformačná skrutka.

Lisovacie fitingy a nerezová oceľ IVAR.INOX

Technológie, ktoré sú späté s využitím solárnej energie, urobili v uplynulých pätnástich rokoch „obrovský skok”. Vďaka technologickému pokroku bude solárna tepelná energia zabezpečovať stále väčšie množstvo energie, a bude sa tak v budúcnosti môcť stať jediným zdrojom energie pre klimatizovanie priestorov v budovách. Rozvody sanitárnych a vykurovacích systémov potom budú musieť počítať so spoľahlivým systémom lisovacích fitingov a potrubím, ako je systém IVAR.PRESS FITTING SYSTEM, ktorý sa ľahko a rýchlo inštaluje, a predovšetkým je vyrobený z ekologického materiálu šetrného k životnému prostrediu.

Vzhľadom na skutočnosť, že sú prepravované kvapaliny s teplotami, ktoré môžu byť extrémne vysoké, sú solárne tepelné systémy často vystavené nepretržitej teplotnej rozťažnosti. V dlhodobom horizonte má potrubný rozvod vyrobený z medi (čo je tenší a tvárnejší materiál) tendenciu sa deformovať. Okrem vynikajúcej adaptability na tepelnú rozťažnosť ponúka nerezová oceľ IVAR.INOX vynikajúcu mechanickú odolnosť proti nárazom a dlhú životnosť lisovacích fitingov a trubiek.

Použitie lisovacích fitingov systému IVAR.PRESS FITTING SYSTEM pre okruhy solárnej tepelnej energie ponúka technické aj kvalitatívne výhody. Zo strojárskeho hľadiska ponúka oceľové lisovacie fitingy bezkonkurenčne ľahké a rýchle vytváranie spojov. Pri lisovacích fitingoch systému IVAR.PRESS FITTING SYSTEM sa, na rozdiel od zvárania, nepoužíva žiadny otvorený plameň. V systéme lisovaných fitingov IVAR.PRESS FITTING je možné použiť tri typy tesniacich O-krúžkov, ktoré je možné použiť v solárnych tepelných systémoch. Zelené a červené tesniace O-krúžky FPM, bez funkcie úniku kvapaliny pred lisovaním, je možné použiť pri inštalácii solárnych tepelných systémov s maximálnym prevádzkovým tlakom 16 barov a maximálnou prevádzkovou teplotou do +180 °C. Systém nerezových lisovacích fitingov IVAR.INOX tak už viac ako šesťdesiat rokov robí našu budúcnosť bezpečnejšou.

Výber a dimenzovanie solárneho systému

Pre spoľahlivú a dlhodobú činnosť solárneho systému je nutné používať aktívny uzavretý solárny systém s nepriamym ohrevom. Gravitačný systém, nazývaný aj samotiažny, musí obsahovať: Expanznú nádobu, Poistný ventil, Odvzdušňovacie zariadenie, Plniaci systém. Tieto systémy majú nižšie investičné náklady, avšak ich energetický zisk je o približne 30 % nižší v porovnaní so systémami s čerpadlom. Systémy s čerpadlom majú vyššie investičné náklady, ale zároveň poskytujú väčší energetický zisk.

Odborníci vyslovili názor, že v zemepisnej polohe, v ktorej leží Slovensko, by bolo možné pomocou slnečných kolektorov pokryť až 50-75 % celkovej spotreby úžitkovej vody. V lete je totiž možné z 2m2 plochy kolektoru získať až 50 l vody o teplote približne 40-45°C. V mesiacoch, kedy je slnečné žiarenie nižšie, zabezpečuje sa potrebný príkon ďalším výmenníkom tepla napojeným napr. z ústredného kúrenia alebo elektrickou špirálou.

Pre prípravu teplej úžitkovej vody pre 4-5 člennú rodinu je zvyčajne potrebná plocha kolektorov približne 5 m2. Dosahovaná teplota v kolektoroch závisí od intenzity slnečného žiarenia, typu použitých kolektorov a účelu ich použitia. Bežne je možné dosahovať teploty cez 100°C, avšak pre bežný ohrev TÚV sú postačujúce teploty 55-65°C. Je dôležité si uvedomiť, že čím vyššia je požadovaná teplota, tým nižšia je účinnosť a energetická výťažnosť kolektorov. Pre technologické účely a požiadavky na väčší energetický zisk v zime, firma THERMO|SOLAR Žiar s.r.o. ponúka typový rad kolektorov TS400.

Solárny zásobník nemôže byť nahradený akýmkoľvek bojlerom. Musí byť schopný kedykoľvek absorbovať solárnu energiu a uchovať ju aj počas kritických dní (zamračené, nárazová nadspotreba vody a podobne) a v prípade potreby musí umožniť núdzový dohrev, ale len v nevyhnutnom objeme svojej zásoby. Solárne bojlery sú prispôsobené nielen väčším objemom, ale aj špecificky umiestneným solárnym výmenníkom s oveľa väčšou aktívnou plochou (energia sa odovzdá rýchlo aj pri nižšom solárnom potenciáli). Ten je umiestnený v mieste prívodu studenej vody do zásobníka TÚV. Len tak sa dá využiť solárne teplo aj v zime a pri zamračenom počasí aspoň na predohriatie studenej vody, ktorú potom stačí len mierne prihriať na požadovanú úroveň klasickým zdrojom (kotlom). Dohrev je umiestnený až v hornej časti zásobníka, teda pri mieste odberu TÚV, čo je stav takmer prietokového dohrevu. Štíhly a vysoký tvar solárneho zásobníka umožňuje želanú stratifikáciu - prirodzené vrstvenie teplej a studenej vody podľa úrovne jej teploty. Prehriata voda prirodzene sa vrství a ukladá hore pri výtoku TÚV a studená voda obklopuje solárnu špirálu a je ňou prehrievaná. Len tak sa môže garantovať, že energia bude môcť byť odovzdávaná, aj keď sa nám zdá, že nie je využiteľná (slnko je pod mrakom a máme len difúzne zložky žiarenia). Pre tieto dôvody sa ležaté prevedenia zásobníkov veľmi nedoporučujú.

Optimálna montáž a orientácia kolektorov

Podmienkou pre správne využívanie solárneho systému je jeho správna inštalácia. Odporúča sa montovať kolektory na strechu orientovanú južným smerom (azimut 180°) so sklonom 45°. Pri odchýlkach od uvedeného azimutu v rozmedzí ±45° nie je nutná korekcia plochy kolektorov. Sklon kolektorov by mal byť zhodný so sklonom strechy. V rozsahu sklonu strechy 35° až 50° nie je potrebné plochu kolektorov korigovať. Solárne kolektory by mali orientované na juh, nemali by na ne dopadať žiadne tiene spôsobené či už budovami alebo blízkymi stromami. Ich sklon by mal ideálne dosahovať 45 - 60°. Pri smerovaní kolektorov na juhovýchod alebo juhozápad, je nutné pre dosiahnutie rovnakého výkonu, zväčšiť plochu kolektorov cca. o 20 %. V lokalitách s veľkým množstvom snehu sa doporučuje montovať slnečné kolektory zvislo na fasády domov.

Aplikácie solárnych systémov

Solárne systémy a kolektory sa najčastejšie používajú na:

• Ohrev vody v domácnosti
• Vykurovanie bazénov
• Podporu vykurovania (vhodné pre budovy s nízkoteplotným vykurovacím systémom)

Celoročne fungujúce solárne systémy v slovenských klimatických podmienkach optimálne pripravujú 60-75 % ročnej potreby ohriatej pitnej vody pre domácnosť. Vo všeobecnosti slnečné kolektory pokryjú 60 - 80 % ročnej spotreby teplej vody v domácnosti, najviac v lete, v prechodnom období a v zime zabezpečia jej predohrev.

Podpora vykurovania

Teplo nimi vyrobené sa rovnako dá využívať aj na vykurovanie či prikurovanie objektov. Je možné ich využiť aj na podporu vykurovania, takéto využitie je najefektívnejšie pre budovy, ktoré využívajú nízkoteplotné vykurovacie sústavy a sú kvalitne zateplené, t.j. ich tepelné straty sú na úrovni nízkoenergetických stavieb. Pre prikurovanie je potrebné vykonať energetický prepočet a na základe výsledku navrhnúť počet kolektorov. Prikurovanie solárnymi kolektormi je zmysluplné v domoch s nízkymi tepelnými stratami, ktoré nepresahujú normou predpísané maximum pre novostavby. Je nevyhnutné použiť nízkoteplotný vykurovací systém, napríklad podlahové alebo stenové kúrenie. V našich klimatických podmienkach je kombinácia s ďalším zdrojom tepla nevyhnutná, či už sa jedná o klasický plynový kotol, elektrický ohrev, kotol na tuhé palivo, alebo najefektívnejšie tepelné čerpadlo.

• Podlahové kúrenie: Vhodné, aj keď s miernymi nedostatkami. Vyžaduje inštaláciu väčšej akumulačnej nádrže (750 alebo 1000 litrov).

Ohrev bazénovej vody

Iná situácia je, pokiaľ máme to šťastie a vieme nadbytok energie v lete umoriť napríklad do bazéna. Pre ohrev exteriérového bazénu v kombinovaných systémoch je potrebné počítať s plochou kolektorov od 40 do 50 % z plochy povrchu bazéna. Pri interiérových bazénoch s celoročnou prevádzkou a umiestnených v nepresklených objektoch je plocha kolektorov približne rovná ploche povrchu bazéna. Priamy ohrev bazénovej vody v kovových kolektoroch nie je prípustný kvôli riziku korózie a poškodenia mrazom.

Pre solárny systém je bazén ideálnym spotrebičom. Jednak preto, že je energeticky veľmi náročný a môže zužitkovať všetky prebytky, ktorých býva v letnom období neúrekom a na druhej strane sa uspokojí s pomerne nízkym potenciálom energie. Vodu v bazéne potrebujeme udržiavať na hodnote 22-24 °C. Na to, aby sme dokázali takúto teplotu odovzdávať solárnym systémom, potrebujeme, aby sa nám do výmenníka, ktorý nahrieva bazénovú vodu, dostala teplota o taký gradient vyššia, aby došlo k prestupu tepla získaného na kolektoroch do bazénovej vody. A získať na kvalitných kolektoroch aj pri zamračenom počasí 35-40 °C nie je žiadne umenie. Vodu v bojleri po dosiahnutí aktívnej hodnoty systém dohreje za veľmi krátku dobu. Jednak preto, že bežných 300 litrov zásoby TÚV nie je žiadny energetický problém (v porovnaní s bazénom doslova smiešny), jednak preto, že počet kolektorov je dimenzovaný pre samotný bazén, teda výkon solárnej sústavy je razantný a efekt dohrevu rýchly. Systém sa po chvíli vracia k ohrevu bazéna, ale už nám vyprodukoval dostatok teplej vody aj pre celú domácnosť. Ak chceme, aby sme zo solárneho systému mali úžitok aj pri temperovaní a dokurovaní v zime, potom je vyšší počet kolektorov prínosom a treba už len zvážiť, ako ju v tomto čase prerozdelíme.

Nikdy nedimenzujme počet kolektorov na energetickú náročnosť spojenú s jeho nábehom do prevádzky! Ak máte šťastie a dostatok slnka a kolektorov, za 1 deň zdvihnete teplotu bazéna o 2-3 °C. V noci Vám však celkom prirodzene poklesne teplota v bazéne o minimálne jeden až dva stupne, napriek najkvalitnejšej izolácii. Prečo? Pretože ste nútení mimo slnečnej aktivity prestať dodávať teplo, keď jednoducho nie je slnečná energia k dispozícii. A každý krytý aj voľný bazén prirodzene chladne, odvodom do podložia, difúziou a evaporáciou. Ak si teoreticky pridáte ďalšie kolektory do výkonu, budete síce rýchlejšie s teplotou stúpať počas solárnej aktivity, ale v noci vám príroda zase čosi ukradne z bazéna a vy budete postupovať s teplotou hore po krivke pripomínajúcej zuby pílky. Ak by ste totiž nábeh urýchlili jednorázovým dynamickým, v noci neprerušovaným dohrevom plynom, alebo to dotiahli elektroohrevom, bolo by to drahé, ale rýchle a dospeli by ste naviac k poznaniu, že čím viac sa blížite k prevádzkovej teplote a teplote vzduchu v bazénovej hale, tým sú nároky na energetický príkon menšie.

Finančné aspekty a dotácie

Navyše stále ide o zariadenia s najnižšou vstupnou investíciou spomedzi obnoviteľných zdrojov energie. Jednorazová investícia do slnečných kolektorov je okolo 4 500 € za zostavu aj s montážou. „Žiadna banka vám nedá lepšie zhodnotenie investície. Preto ak máte voľné finančné prostriedky, netreba príliš váhať.” Príprava teplej vody pomocou slnečných kolektorov sa po poslednom zdražovaní cien energií stáva nielen jedným z najekologickejších, ale aj najekonomickejších spôsobov. A čím skôr si slnečné kolektory kúpite, tým skôr začnete vďaka slnku šetriť. Slnečné kolektory sú zariadenia, ktoré znižujú spotrebu plynu a oplatia sa aj bez dotácie. Počiatočná investícia do solárneho systému je pomerne vysoká, avšak návratnosť investície závisí od počtu členov domácnosti a ceny energie. V prípade solárnych kolektorov THERMO|SOLAR je doba návratnosti investície 4-6 rokov s dotáciou a do 10 rokov bez dotácie. Za dobu svojej životnosti (vyše 30-40 rokov) sa investícia vráti 4-5x.

Na Slovensku je možné získať dotácie na kúpu solárnych kolektorov a fotovoltiky v rámci programu Zelená domácnostiam. Štát prispieva sumou 500 eur za každý kW inštalovaného výkonu, s maximálnym limitom 2 000 eur na solárne kolektory a 3 500 eur na fotovoltické panely. Okrem programu Zelená domácnostiam môžu byť dostupné aj ďalšie granty či regionálne programy na podporu obnoviteľných zdrojov energie. Možnosť financovania je aj prostredníctvom úverov, napríklad Úveru pre modrú planétuTB. Je dôležité poznamenať, že získanie dotácie môže byť náročnejšie a v niektorých krajoch už môžu byť poukážky rozčlenené, čo môže viesť k čakacím dobám. Finančné prostriedky z programu Zelená domácnostiam sú inšpiratívne. Ale práve slnečné kolektory sú návratné aj bez nich, a to vo veľmi krátkom čase. Poukážky na vybrané zariadenia v programe Zelená domácnostiam môžu pokryť až 40 až 50 % oprávnených výdavkov. Ak ich budete využívať na prípravu teplej vody, podľa prepočtov Thermo|Solaru v rodinnom dome so systémom pre 4 až 5 osôb ušetríte ročne až 250 eur. Návratnosť systému podporovaného poukážkami sa tak dostáva pod 9 rokov, ich uvažovaná životnosť je až 40 rokov.

„Nemusíte ani čakať na poukážky na podporu inštalácie zariadení na obnoviteľné zdroje. Pri takých cenách energií, aké sú ohlasované na najbližšie roky, sa slnečné kolektory oplatia. Navyše sú práve slnečné kolektory zariadeniami, ktoré znižujú spotrebu plynu a oplatia sa aj bez dotácie.”

Environmentálne výhody

Hlavným cieľom prechodu na čistejšie a udržateľnejšie systémy vykurovania a chladenia je ochrana životného prostredia. Solárne kolektory produkujú čistú energiu bez emisií skleníkových plynov a iných znečisťujúcich látok, čím prispievajú k ochrane životného prostredia. Solárne panely vypúšťajú do ovzdušia 20-krát menej oxidu uhličitého než vykurovacie systémy na fosílne palivá.

V súčasnej dobe pochádza väčšina energie využívanej na klimatizovanie budov z fosílnych palív a systémov založených na zdrojoch, ktoré sú obnoviteľné, ale zatiaľ nie celkom účinné, ako je biomasa a geotermálna energia.

Často kladené otázky a mýty o solárnych systémoch

Dokáže termický systém vyrábať elektrický prúd pre domácnosť?

Táto pomerne frekventovaná otázka často vyplýva zo zámeny fotovoltaického systému (výroba elektrickej energie) so systémom termickým (ohrev prúdiaceho média). Už vzhľadom na to, že fotovoltaika aj pri najvyššej možnej snahe nedokáže efektívne a zmysluplne pokryť všetky energetické potreby domu (pri cene desiatok tis. Sk na m2 je v zime dosahovaný výkon iba v desiatkach wattov na m2). Termický systém je na tom omnoho lepšie (desiatky tis. Sk investovaných na m2 už vydá nejaké stovky wattov tepelnej energie). Je nutné si uvedomiť, že aj keď termický kolektorový systém je mnohonásobne účinnejší, produkovať elektrický prúd nedokáže a na prenos tepla do objektu tiež potrebuje niečo a to je prúdiace médium. Fotovoltaika síce priamo vyrába elektrický prúd, ale bez meniča žiaľ iba jednosmerný, nízkeho napätia a malého výkonu. Pre pokrytie vykurovacích potrieb domu fotovoltaikou by preto bolo nutné inštalovať asi 25 násobok vykurovacej plochy, čo by bolo viac než absurdné a v zimnom období aj tak nedostatočné a v noci bez akumulácie neúčinné.

Môžem vykurovať dom solárnym systémom celoročne?

Toto je možné skutočne iba teoreticky, pri aplikácii v tzv. pasívnych domoch, alebo v praxi s pomerne ťažko aplikovateľným megazásobníkom. Paláce a energeticky rozšafné domy stavané v našich končinách sa stávajú nevhodnými na taký účel a spomínané pasívne domy vyžadujú okrem špecifických technických riešení aj určité obmedzenia a prispôsobenia prevádzkových režimov potrebám praktickej efektívnosti. To u nás ešte vnímame skôr negatívne. Reálne fyzikálne zákony sa nám zase stavajú do cesty pri snahe uchovať energiu v obrovských akumulačných nádobách. Žiaľ, ani najlepšia izolácia nezabráni spätnej difúzii tepla do prírody a akumulácia je buď stratová, alebo sa nám pri zlom plánovaní nepodarí vždy dosiahnuť potrebný tepelný potenciál v potrebnom čase a celom akumulačnom objeme. Potom sme vlastne vyplytvali obrovské množstvo energie, z ktorej nám príroda dennodenne kradne svoj podiel a po niekoľkých mesiacoch v zime, keď ju chceme konečne využívať, môže byť už neupotrebiteľná pre nízku technicky aplikovateľnú hodnotu. A čo s tepelnou zásobou tisícok našetrených kW, ak je tepelná úroveň nižšia, než vratná voda vykurovacieho systému? Dohriať ju kotlom? Potom sme pre také prípady nútení doplniť do systému napr. tepelné čerpadlo, aby sme potenciál dostali na využiteľnú úroveň. Pritom každý kilowatt tepla, ktorý kolektorová sústava zachytí, ale sa zmysluplne nevyužije, znamená iba zhoršenie celkovej návratnosti. Už len to, že ak energiu využijeme pokiaľ možno hneď po jej zachytení, sme už o koeficient strát lepší. Preto pre naše podmienky je efekt krátkodobej akumulácie omnoho vhodnejší.

Môžem si solárny systém nainštalovať sám?

Bez podceňovania schopností slovenských a českých kutilov a domácich majstrov je nutné odhovoriť bežného záujemcu od takéhoto postupu. Určite sa nájdu fachmani pracujúci v príbuznom odbore (kúrenári, vodári a podobne), ktorí si dokážu systém postaviť za cenu takzvaného učenia sa za pochodu. Ale tých odhovárať nie je zmyselné a je dobré, ak si rozšíria svoje zručnosti o nový perspektívny odbor činnosti. Už len to, že výrobca Vám predá kolektory drahšie, ako ich predáva certifikovaným montážnikom, stojí za úvahu a predovšetkým zbytočne strácate záruku na systém. Kto vám bude garantovať tlakový okruh s pracovným pretlakom do 0,6 MPa ak ho celý nerobil? Musíte perfektne zvládnuť hneď niekoľko profesií: zváranie medi, práca vo výškach, pokrývačské úkony, izolatérstvo, vodárčina, kúrenárstvo, bazénárstvo, elektroinštalácia a aj systém riadenia.

tags: #najvyhodnejsie #potrubie #na #solarny #ohrev #uzitkovej