V čase energetickej krízy, keď sú ceny elektrickej energie a plynu najvyššie za posledných dvadsať rokov, sa mnoho ľudí začína aktívne zamýšľať nad tým, akým spôsobom by mohli čo najefektívnejšie znížiť svoje mesačné náklady na bývanie. Na Slovensku od januára 2021 sa môžu stavať už len „ekologické stavby“, čo v praxi znamená, že každá novostavba, ktorá chce dostať stavebné povolenie, bude musieť spĺňať energetický certifikát A0. Toto kritérium predstavuje maximálnu ročnú spotrebu energie na meter štvorcový - 54 kWh.
Energetická trieda sa potom počíta v zmysle pomeru jednotlivých zdrojov. Platí, že najnáročnejšia je výroba a distribúcia elektrickej energie, ktorá má podľa vyhlášky najvyšší transformačný faktor, čo znamená, že jej výroba a distribúcia najviac zaťažuje životné prostredie. Naopak, solárne systémy na výrobu solárnej energie najmenej zaťažujú životné prostredie, a preto majú nulový koeficient. Práve preto je kombinácia fotovoltaiky a moderných vykurovacích systémov - ako je napríklad podlahové kúrenie - logickým krokom k znižovaniu nákladov na bývanie a zároveň zvyšovaniu komfortu vo vlastnom domove.
Prečo zvoliť fotovoltaiku pre vykurovanie a ohrev vody?
Kúrenie fotovoltikou môže byť veľmi efektívne, najmä ak sa kombinuje s vhodnými technológiami. Fotovoltaika je špičková technológia, ktorá umožňuje premieňať slnečné svetlo priamo na elektrickú energiu. Tento proces prebieha pomocou fotovoltaických článkov, ktoré sú základnou stavebnou jednotkou solárnych panelov, najčastejšie vyrobených z kremíka. Slnečné svetlo dopadá na povrch solárneho panelu, pričom každý fotón dokáže uvoľniť elektrón z atómu v štruktúre kremíka. Uvoľnené elektróny sa dávajú do pohybu a tým vzniká jednosmerný elektrický prúd (DC). Tento prúd následne putuje do meniča (tzv. striedača), ktorý ho mení na striedavý prúd (AC), kompatibilný s elektrickou sieťou v domácnosti.
Kompletný fotovoltaický systém pozostáva z niekoľkých kľúčových komponentov: solárne panely, menič a v prípade hybridného systému aj batéria. Ku systému je možné inštalovať aj wattmeter, ktorý slúži na presný monitoring spotreby. Vyrobená elektrina môže byť použitá okamžite na chod domácnosti, uložená do batérií pre neskoršie použitie - čo je obzvlášť výhodné v noci alebo počas dní so slabším slnečným svitom -, alebo, ak je jej prebytok, môže byť dodaná priamo do distribučnej siete. Inštalácia a umiestnenie solárnych systémov pre výrobu elektrickej energie je priamo na streche rodinného domu. Takto vyrobená elektrická energia pomáha znižovať celkovú spotrebu elektriny v dome, resp. ju v niektorých obdobiach úplne pokryť.
Výhody a nevýhody fotovoltaických systémov
Fotovoltaika je technologický zázrak, ktorý prináša viacero podstatných výhod. Medzi tie najdôležitejšie patrí výrazná úspora nákladov na elektrickú energiu. Raz investujete, a nasledujúce desaťročia môžete výrazne šetriť na mesačných platbách za elektrinu. Fotovoltaické systémy sú ekologické - pri ich prevádzke nevznikajú žiadne škodlivé emisie, takže sú ideálnym riešením pre tých, ktorí chcú žiť v súlade s prírodou a ekologickými princípmi. Navyše, okrem krátkej počiatočnej inštalácie sú prakticky bezúdržbové. Ich životnosť sa pohybuje bežne na úrovni 25 až 30 rokov, pričom aj po tejto dobe sú panely schopné produkovať značnú časť pôvodného výkonu.
Samozrejme, žiadna technológia nie je úplne bez nedostatkov. Fotovoltaika je závislá od počasia a najvýkonnejšie pracuje počas letných, slnečných dní. Vyššia počiatočná investícia môže niektorých záujemcov odradiť - no treba si uvedomiť, že sa vám v priebehu rokov vráti v podobe úspor. V zimných mesiacoch alebo pri zatienení môže byť výkon systému slabší, preto je dôležité správne navrhnúť orientáciu a sklon panelov. V decembri a januári fotovoltika pokryje približne 30 - 40 % potreby na kúrenie, takže potrebujete aj záložný zdroj - elektrinu zo siete, plyn alebo iný zdroj vykurovania.
Fotovoltaika a podlahové kúrenie: Ideálna kombinácia
Podlahové kúrenie je vynikajúcim príkladom toho, ako vie byť jednoduché riešenie účinné a komfortné. Je riešené výhrevným vodičom v podlahe. Systém je, na základe profesionálnej projekcie a odbornej inštalácie, umiestnený priamo v želanej vykurovanej miestnosti, kde je napájaný z elektrickej siete. Pre svoju činnosť nepotrebuje žiadne iné zariadenie slúžiace na výrobu tepelnej energie, ako napríklad plynový kotol alebo tepelné čerpadlo používané pri vodných vykurovacích systémoch.
Podlahové kúrenie a solárne panely predstavujú efektívnu kombináciu. Solárne panely dokážu podlahové kúrenie napájať cez rozvody priamo v podlahe alebo napríklad cez tepelné čerpadlo s vodným podlahovým kúrením. Veľkou výhodou podlahového kúrenia je nízka prevádzková teplota. Na jeho prevádzku a zabezpečenie komfortného tepla stačí 25 - 35 °C oproti 70 - 80 °C pri bežných radiátoroch. To znamená vyššiu účinnosť tepelného čerpadla a nižšiu spotrebu. Spotreba elektrického podlahového kúrenia je približne 80 - 120 W/m² podlahovej plochy. Pre dom so 100 m² vykurovanej plochy potrebujete približne 8 - 12 kW výkon. Kombinácia podlahové kúrenie a solárne panely tak dokáže v prechodných obdobiach pokryť až 90 % spotreby.
Výhody podlahového kúrenia:
- Minimálne tepelné vrstvenie medzi podlahou a stropom - len 0,4 °C
- Žiadny úbytok kyslíka ani vlhkosti vzduchu, vzduch je čistý a priestor bezprašný
- Pocit tepla ako u kachiel
- Suché murivo, nevytvárajú sa (miznú) plesne
- Nekovové vykurovacie teleso - žiadny elektrosmog
- Úspora miesta, možnosť vykurovania kúpeľne bez rušivého radiátora
- Vysoká prevádzková bezpečnosť - poruchy sú prakticky vylúčené
- Jednoduchá obsluha a možnosť regulácie v každej miestnosti
- Kontrolovateľná spotreba energie - presne spočitateľná spotreba elektrickej energie, zvlášť pre každý priestor
- Jednoduchá montáž, je možné začleniť do akéhokoľvek prostredia
- Čisté, zdravé prostredie v pohodlí domova
- Minimálne náklady pri sanácii starých domov bez centrálneho vykurovania
- Blahodárne pôsobí na rastliny
- Šetrí elektrickú energiu
Možnosti pripojenia a využitia fotovoltaiky v praxi (systémy Logitex a iné)
Patentované ovládanie jednosmerného prúdu (DC), ktoré používa Logitex, sa dá použiť okrem ohrevu vody aj pre kúrenie, ktoré je pripojené ku zdroju z fotovoltaických panelov. Absolútnou svetovou dominanciou systému Logitex je automatický presun jednosmerného prúdu medzi výrobkami, ktoré sú napojené na zdroj jednosmerného prúdu (DC). Ak sa v zásobníku vody zohreje voda na nastavenú teplotu, elektrinu (DC) presunie do druhého zásobníka alebo z vykurovacieho systému do zásobníka, čím sa rovnomerne rozdelí celodenná produkcia elektriny z fotovoltaických panelov.
Systémy fotovoltaického kúrenia by mali byť vždy predradené pred ohrievačmi vody. Systémy kúrenia a ohrevu vody Logitex komunikujú medzi sebou automaticky, bez potreby ďalšieho elektronického riadenia. Odporúčané riešenie pre nízkoenergetické a pasívne domy zahŕňa výhrevný vodič v podlahe zapojený na zdroj striedavého prúdu (AC) zo siete, ktorý garantuje vykurovanie v čase nedostatku slnečného žiarenia. Pod výhrevný vodič AC sa do podlahy uloží druhý výhrevný vodič Logitex, ktorý je priamo pripojený na prúd z FV panelov (DC).
Akumulácia DC prúdu do podlahy optimalizuje tepelný príkon zo slnka. Cez deň slnko zohrieva dom cez okná a zároveň akumuluje energiu cez zariadenie Logitex do podlahy. Večer a v noci stúpa naakumulované teplo z podlahy do domu. Preto je dôležité, aby bol vykurovací vodič Logitex uložený hlbšie v podlahe. Ohrev pitnej vody je zabezpečený prostredníctvom zásobníka objemu 300-500 l so systémom riadenia Logitex. Do zásobníka je priamo pripojený FV zdroj 1-2 kW DC, ku ktorému sa automaticky pripája druhý zdroj z FV panelov, po vypnutí podlahového kúrenia DC.
Z nádrže je naviac možné pripojiť práčku a umývačku riadu, ktoré nebudú (alebo len minimálne) odoberať elektrinu zo siete pre svoj ohrev vody, čím dochádza k významnej finančnej úspore za odber elektriny zo siete a zároveň sa optimalizuje využitie ekologicky vyrobenej elektriny z fotovoltaických panelov. Inštalácia 4 kW fotovoltaického zdroja zabezpečí pri správnej polohe panelov ročnú výrobu elektriny na úrovni 4 000-5 000 kWh. O túto hodnotu klesne odber elektriny zo siete, a pre nízkoenergetické a pasívne domy to znamená výrazne vyšší podiel výroby a spotreby vlastnej elektriny ako samotný nákup elektriny z verejnej siete. Pritom nízkoenergetický a pasívny dom nie je pripojený s vlastnou výrobou elektriny do verejnej siete!
| Schéma | Popis riešenia | Využitie FV zdroja (DC) | Poznámky |
|---|---|---|---|
| 1. | Doporučené riešenie pre nízkoenergetické a pasívne domy s podlahovým kúrením AC a DC. | Pripojenie DC vodiča priamo na FV panely; ohrev pitnej vody v zásobníku (300-500 l) s FV zdrojom 1-2 kW DC. | Akumulácia DC tepla do podlahy, automatické presmerovanie prebytku. |
| 2. | Priame napojenie ekologicky vyrobenej elektriny z FV panelov na podlahové vykurovanie alebo akumulačnú elektrickú pec (LXDC/PEC). | Využitie FV panelov na kúrenie a ohrev TÚV cez riadiace boxy LXDC/H alebo LXDC/S. | Riadenie izbovými termostatmi. |
| 3. | Elektrické kúrenie a ohrev vody s väčším FV zdrojom (1-6 kW DC) a väčšou nádržou (300-2000 l). | Kúrenie cez LX DCBOX/H (S) s 1-2 kW DC. Po nahriatí miestnosti sa DC presunie do ohrevu vody. | Automatické presmerovanie prebytku FV energie. |
| 4. | Fotovoltaika pre kúrenie a ohrev vody so zvýšenou kapacitou pre elektrické kúrenie na 1-4 kW DC. | Využitie prebytku elektriny z FV zdroja pri vypnutom kúrení a nahriatom zásobníku. | Riešenie optimalizuje celodennú produkciu FV. |
| 5. | Priame napojenie fotovoltaických panelov na akumulačnú piecku LXDC/PEC. | Pre temperovanie a ohrev objektov (chaty, sklady, vlhké miestnosti). | Autonómne, nezávislé na AC sieti, manuálne ovládanie. |
| 6. | Pre objekty a priemyselné prevádzky s permanentným ohrevom vody. | Nádrže s pripojením 6 kW DC, 12 kW DC alebo 18 kW DC. | Vysoká kapacita pre špecifické požiadavky. |
| 7. | Použitie dvoch závesných nádrží Logitex (do 200 l) a FV zdroja 1-2 kW s prioritou nádrže na spiatočke kúrenia. | FV dohrieva vratnú vodu kúrenia, šetrí hlavný zdroj (tepelné čerpadlo, kotol). | Úspora elektriny alebo plynu z externých zdrojov. |
| 8. | Väčšie množstvo FV panelov (1-6 kW DC) a väčšia stacionárna nádrž (300-2000 l) na pitnú vodu. | Priama podpora kúrenia v závesnej nádrži (1-2 kW) a ohrev pitnej vody (1-4 kW). | Automatické presmerovanie energie po nahriatí oboch zásobníkov na batérie, do siete alebo ďalšieho kúrenia. Funkcia ON/OFF Grid. |
| 9. | Stacionárna akumulačná nádrž (300-2000 l) na kurenársku vodu (FV 1-6 kW DC a sieť AC 3-12 kW). | FV ohrev kurenárskej vody. Po nahriatí presun do druhej nádrže na pitnú vodu (1-2 kW DC). | Nie je potrebný elektrický kotol. Pri nedostatku slnka automatické zapnutie ohrevu zo siete. |
| 10. | Univerzálna stacionárna nádrž (300-2000 l) pre ohrev pitnej aj kurenárskej vody. | Ak sa nekúri, FV výkon zohrieva celú nádrž pre TÚV. Ak sa kúri, teplo sa presunie do kúrenia cez výmenník. | Potrebný zmiešavací ventil pre kúrenie. Funkcie LXDC BOX, bezpotenciálne pripojenie, ON/OFF Grid. |
| 11. | Vykurovanie pevným palivom s akumuláciou a doplnkovým ohrevom TÚV cez hybridný zásobník Logitex s FV panelmi a AC zdrojom. | FV zabezpečuje teplú vodu mimo vykurovacej sezóny, dohrieva vodu z akumulačnej nádrže v zime. | Ideálne pre používateľov pevného paliva, zabezpečuje teplú vodu celoročne. |
Infračervené panely ako alternatíva k podlahovému kúreniu
Ak ste už zachytili informáciu o infračervených paneloch, viete si predstaviť, že ide o malú revolúciu vo vykurovaní. Na rozdiel od klasických radiátorov nezohrievajú vzduch, ale priamo predmety a ľudí. Infrapanely sú aj preto skvelým tipom pre solárne kúrenie na chatu alebo víkendový dom, kde kúrenie neriešite ani v exponovaných mesiacoch denne. Najväčšou výhodou je, že nepotrebujú žiadne rozvody. Jednoducho ich môžete zavesiť na stenu alebo strop a zapojiť do zásuvky. A hrejú okamžite, takže nemusíte už pred príchodom na chatu vykurovať dom niekoľko hodín či dokonca dní vopred.
Infra kúrenie je vynikajúcim príkladom toho, ako vie byť jednoduché riešenie účinné a komfortné. Zdroj infra vykurovania neobsahuje žiadne elektronické alebo mechanické súčasti, ktoré by vyžadovali servis, revíziu, opravy či výmenu. Infra fólia nepotrebuje ani žiadnu komplikovanú sústavu slúžiacu na transport média zo zdroja výroby tepelnej energie do miestností. Práve pre svoju jednoduchosť a odolnosť sa infra kúrenie vyznačuje bezporuchovou a bezúdržbovou prevádzkou, ako i dlhou životnosťou totožnou so životnosťou samotnej stavby.
Optimalizácia spotreby a úspory nákladov
Oplatí sa fotovoltika na kúrenie? Kúrenie fotovoltikou dokáže ušetriť 40 - 70 % nákladov na vykurovanie. Najdôležitejším faktorom, ktorý ovplyvňuje cenu fotovoltiky na kúrenie, je veľkosť vášho domu a spotreba energie. Na fotovoltiku môžete napojiť prakticky akýkoľvek elektrický vykurovací systém. Treba si dobre zvážiť, čo je pre vás to najlepšie. Ak chcete FVE a neviete akú potrebujete, odporúčam vám spraviť si štatistiku spotreby, tzn. že povedzme každý deň si zapíšete spotrebu s vášho elektromera povedzme po dobu jedného roka. Čím bude štatistika väčšia, tým presnejší bude návrh.
Cenu ovplyvňuje viacero vecí ako napríklad značka panelov a meniča, ale najviac či vaša FVE bude hybridný systém so záložným zdrojom (batériou) alebo bez. Batéria slúži ako zásobník vami vyrobenej elektrickej energie a zároveň filter a regulátor napätia vo vašej elektrickej sieti. Cena kvalitnej batérie je ale dosť vysoká a predstavuje zhruba polovicu celkovej ceny FVE. Na druhej strane vám batéria vie poskytnúť el. energiu aj keď už slnko nesvieti. Životnosť batérií sa obyčajne pohybuje medzi 8 až 15 rokmi v závislosti od typu a spôsobu používania.
Návratnosť investície závisí od veľkosti systému, spotreby, cien elektriny a možností dotácií. Vďaka dotáciám z programu Zelená domácnostiam sa dá cena fotovoltiky znížiť o atraktívnu sumu. Aby vám fotovoltika na kúrenie prinášala maximálne úspory, musíte ju správne využívať. Najvyššie úspory pri fotovoltike dosiahnete, keď budete spotrebovávať elektrinu presne vtedy, keď ju panely vyrábajú. Dnešné SMART technológie a inteligentné domácnosti (alebo minimálne SMART termostaty) bez problémov prepojíte s fotovoltikou. Aj bojler môžete naprogramovať tak, aby ohrieval vodu na maximum práve cez poludnie. Táto vodná rezerva vám vydrží niekedy až do ďalšieho dňa. Aj laik dnes dokáže pomocou šikovnej aplikácie sledovať produkciu fotovoltickej elektrárne a taktiež spotrebu domácnosti.
Porovnanie s inými vykurovacími systémami
Kombinácia fotovoltaiky a elektrického vykurovania sa v našich klimatických podmienkach ukazuje ako efektívna. Ak porovnáme dve podobné investície, získame jasnejší obraz. Prvou možnosťou je tepelné čerpadlo typu vzduch-voda v kombinácii s teplovodnými rozvodmi v podlahe. S využitím štátnych dotácií sa investícia pohybuje okolo sumy 14 000 €. Pri rodinnom dome s rozlohou 100 m² sú náklady na vykurovanie približne 20 € mesačne, pričom spotreba elektriny na ostatné spotrebiče v domácnosti je zhruba 45 €.
Druhá možnosť je kombinácia vykurovacej fólie, fotovoltaickej elektrárne s výkonom 6 kW a batérie s kapacitou 8 kWh. Investícia, opäť s dotáciou, sa pohybuje na úrovni 14 000 €. V tomto prípade by boli mesačné náklady na vykurovanie bez fotovoltaiky asi 40 € a na ostatné spotrebiče rovnako 45 €. Ročne by ste teda minuli 1 020 €. V čom spočíva tento rozdiel? Je to jednoduché - tepelné čerpadlo šetrí elektrickú energiu len na vykurovaní, zatiaľ čo fotovoltaika šetrí na celkovej spotrebe elektrickej energie v domácnosti. Z praxe vyplýva, že vykurovacie systémy na báze tepelných čerpadiel sú v porovnaní s vykurovaním cez infra fólie viackrát poruchovejšie, drahšie na údržbu a vyžadujú pravidelné revízie.
Naopak, hybridné fotovoltaické systémy v spojení s vykurovacími fóliami sa ukázali ako mimoriadne stabilné, s minimálnou potrebou údržby a veľmi dlhou životnosťou. Ak to zhrnieme, fotovoltaika predstavuje z hľadiska životnosti, ceny investície a úspor na prevádzke ideálne riešenie na kombinovanie s moderným vykurovacím systémom. Aj keď sa na prvý pohľad môže zdať, že obdobia najväčšieho slnečného svitu sa nezhodujú s obdobiami najväčšej spotreby energie na vykurovanie, v praxi sa fotovoltaika ukazuje ako najefektívnejšia voľba.
Ohrev pitnej vody (TÚV) je jedným z najvýhodnejších spôsobov využitia solárnej energie, pretože teplú vodu potrebujeme celý rok, nielen v zime. Už len so základnou fotovoltikou 4,65 kWp dokážete pokryť 70 - 80 % tejto spotreby. Solárny systém na dom na ohrev teplej vody dnes stojí od 2 500 do 4 000 eur. Ak použijete solárne kolektory aj na podporu vykurovania, môžete dokopy ušetriť cca 35 % energie, ktorú by ste vynaložili na ohrev i vykurovanie. Počítať musíte aj s vyššou vstupnou investíciou, ktorá sa v tomto prípade pohybuje v rozsahu 7 000 - 10 000 eur.
Kľúčové faktory ovplyvňujúce výber a cenu
Najdôležitejším faktorom, ktorý ovplyvňuje cenu fotovoltiky na kúrenie, je veľkosť vášho domu a spotreba energie. Veľkú rolu hrá aj samotný typ vykurovania (podlahové kúrenie, elektrický kotol, infrapanely a pod.). Rozdiel v tisícoch eur robí typ fotovoltickej elektrárne, pre ktorú sa rozhodnete. Ak chcete fotovoltiku s batériou, rátajte s navýšení minimálne 2000 €. Fotovoltická elektráreň s batériou stojí od 5700 € oproti 3700 € za fotovoltiku bez batérie (ceny uvádzané v rámci dotácií na fotovoltiku Zelená domácnostiam).
Orientačná cena kvalitného hybridného systému 5,4kW bez batérie je cca 7500.-eur a pri získaní štátnej dotácie cca 6000.-eur. Ak vložíte svoju dôveru nám, tak vám navrhneme, namontujeme a odovzdáme systém elektrického kúrenia spolu s fotovoltaickou elektrárňou FVE, ktorý nie len spĺňa najprísnejšie kvalitatívne požiadavky dnešnej doby ale je aj inovatívny a jedinečný nakoľko vie inteligentne rozdeľovať výkon potrebný pre kúrenie a zároveň strážiť určené limity pre vašu elektrickú sieť v domácnosti.
Životnosť batérií sa obyčajne pohybuje medzi 8 až 15 rokmi v závislosti od typu a spôsobu používania, zatiaľ čo fotovoltické panely vyžadujú minimálnu údržbu a majú životnosť 25 až 30 rokov. Fotovoltika na kúrenie nie je len trend alebo zelená teória, ale reálny spôsob, ako znížiť účty a získať energetickú nezávislosť.