Potřebujete pro váš bytový dům vyřešit
zateplení
financování oprav
rekonstrukci kotelny
čistou fasádu
Zjisti více
První on-line konference portálu TZB-info
Rekonstrukce a provoz bytových domů
středa 9.12.2020od 10:00 hod.
Registrovat se
Nejnavštěvovanější odborný portál pro stavebnictví a technická zařízení budov

Přehled praktického využití sluneční energie

Využití slunečního záření pro ohřev teplé užitkové vody (TUV), pro vytápění a ohřev bazénu se dnes stává běžným jevem. Stále více lidí se seznamuje se základními pojmy, zásadami a částmi solárních soustav. Cílem snažení je ušetřit náklady za energii a také často vyjádřit své ekologické cítění.

Úvod

Sluneční (globální - celkové) záření se skládá z přímého záření a difúzního (rozptýleného) záření. Průměrná hodnota globálního záření za rok se pohybuje kolem 1000 kWh/m2. Podíl přímého záření je v létě 70 - 80 % a v zimě až 90%. Je vidět, že je důležité, aby byl solární kolektor co nejvíce přímo ozářen slunečními paprsky.

Sluneční záření je v průběhu roku nerovnoměrné a nejnižších hodnot dosahuje bohužel v zimním měsících, kdy je potřeba tepla největší. Roční rozdělení ovlivňuje především počet hodin slunečního svitu za den (tab. 1), poloha Slunce nad obzorem a počasí (oblačnost). Určité rozdíly v intenzitě záření jsou dány i lokalitou. Např. průmyslové oblasti s nižším svitem, větším znečištěním, výše položené oblasti s čistou atmosférou, ale zase s nižšími průměrnými teplotami ap.

Měsíc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 rok
kWh/m2 22 36 83 117 150 167 167 139 100 56 25 19 1081
hod/měsíc 53 90 157 187 247 266 266 238 190 117 53 35 1899
Tab. 1 - Množství záření v kWh/m2 a počet hodin slunečního svitu v jednotlivých měsících

Další nerovnoměrnost vzniká mezi spotřebou a tvorbou energie ze Slunce. Rozdíl mezi naším "zbožným přáním" a skutečností je značně nepříjemný. Při energetické soběstačnosti objektu je nutno používat reálná čísla. Tabulka 2 a obrázek ukazují názorně disproporce mezi tvorbou a spotřebou.

Měsíc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 rok
TUV+topení 16 12 12 9 5 3 3 3 4 6 12 15 100 %
Slunce 2 3 8 10 13 16 16 13 9 5 3 2 100 %
Tab. 2 - Procentuální rozdělení spotřeby a tvorby v jednotlivých měsících.

Z obrázku je vidět, že v našich klimatických podmínkách mohou sluneční kolektory pouze pomoci s temperací objektu, ale v žádném případě se nedá uvažovat s plnohodnotným vytápěním. Na přípravu teplé užitkové vody jsou solární kolektory ideální. Spoří až 60% ročních nákladů. Nejlepším řešením je použít solární techniku na přípravu TUV a zároveň ohřívání bazénu (přebytky ze žluté oblasti se využijí).


Zisk

Teoreticky možný zisk ze slunečního záření je dále snížen řadou faktorů:
  1. Typem kolektorů, jejich vlastnostmi a jejich účinností
  2. Vztah mezi okolní teplotou a požadovanou teplotou spotřebiče
  3. Ztráty tepla
  4. Orientací kolektorů (odchylka od jihu)
  5. Sklonem kolektorů
  6. Stupněm znečištění atmosféry a kolektorů
  7. Lokalizací (vliv nadmořské výšky, klimatu, zeměpisné šířky a délky)

Typ kolektorů

Kapalinové kolektory - vyrábějí se v následujících typech:
  • Absorbéry bez transparentního krytu (textilně-plastové absorbéry, černé hadice, rohože)
  • Neselektivní kolektory (neselektivní vrstva, plochý kolektor, zasklení)
  • Selektivní kolektory (selektivní vrstva, plochý kolektor, zasklení)
  • Vakuové kolektory (selektivní vrstva, plochý kolektor, zasklení, uvnitř vakuum nebo inert)
  • Vakuové trubice
Účinnost kolektorů je zobrazována grafem 2 Výkonová charakteristika. Průběh výkonnosti je vztažený k rozdílu teplot mezi kolektorem a okolním vzduchem.

Je vidět, že pro ohřev bazénu není vždy nutné mít nejdražší kolektory. Rozdíl ceny mezi levným (barva) kolektorem a Tinoxovým kolektorem je dvoj až trojnásobný. A účinnost "levných" je pouze o 10 až 15% nižší. Podobně pro sezónní ohřev TUV často stačí levné kolektory.

Při výběru kolektorů se zákazník často řídí kritérii v pořadí:
  • cena
  • účinnost
  • životnost
Často však zanedbá další vlivy, které mohou podstatně ovlivnit účinnost.


Orientace

Orientace na jih zajišťuje nejvyšší účinnost. Malá odchylka nemá podstatný vliv. Pokud máme volit jihozápad nebo jihovýchod, dáváme přednost jihozápadu (TUV potřebujeme více večer a slunce ozařuje kolektor déle v odpoledních hodinách, čímž se zmenší ztráty při skladování vody v zásobníku).


Sklon

Zpravidla je dán sklon sklonem střechy. Pokud můžeme volit, je optimální sklon 35° - 55°. V létě volíme menší sklon - 35° (slunce vysoko), v zimě volíme vyšší sklon - 55° (slunce nízko nad obzorem). Celoroční sklon se doporučuje 45°. Pro solární kolektory se většinou nepoužívají polohovací zařízení (přínos neodpovídá vloženým nákladům).


Solární zařízení

Solární zařízení není pouze kolektor! Aby kolektor mohl dobře předávat teplo a přinést uživateli zisk z investice, je nutné kolektory doplnit řadou komponentů:
  • kolektory
  • montážní sada (upevnění kolektorů)
  • odvětrávací sada (odstranění vzduchu ze systému)
  • propojovací sada (propojení kolektorů mezi sebou)
  • hnací sada (čerpadlová jednotka)
  • pojistná sada (pojistná armatura a expanzní nádoba)
  • zásobník (bojler nebo akumulátor)
  • regulace
  • výměníky (bazénové a deskové)
  • trubky a izolace
  • elektro-rozdělovač a kabely
  • armatury a ostatní příslušenství
Z hlediska celkových nákladů: kolektory 1/4, zásobník 1/4, ostatní 1/4, montáž 1/4.

Montáž doporučujeme, aby prováděla odborně proškolená firma, protože solární zařízení pracuje (na zvyklosti v domácnosti) s vyššími parametry - vysoký tlak (6 - 10 barů), vysoká teplota (150 - 170°C), elektrické připojení, instalace ve výškách.

Shrnutí:
  1. Provozní náklady u solární techniky jsou minimální.
  2. Volbou typu kolektorů můžeme významně ovlivnit náklady.
  3. Ne vždy je nutný nejlepší (a tudíž nejdražší) kolektor.
  4. Solární technika je výborná pro TUV, nejlepší pro TUV a bazén, pro vytápění (akumulaci) problematická.
  5. Potřeba kolektorů pro TUV:
    2 lidi - bojler 200 litrů, 2 kolektory
    4 lidi - bojler 300 litrů, 4 kolektory
    6 lidí - bojler 500 litrů, 6 kolektorů
  6. Bazén zakrytý - 1/3 až 1/2 plochy bazénu = plocha kolektorů, v praxi na běžný bazén stačí 4 kolektory.
  7. TUV a bazén - optimální - 6 kolektorů
  8. Akumulace - minimálně 6 kolektorů, doporučujeme TINOX
  9. Do bojleru vždy umístit elektrickou topnou patronu (když nesvítí slunce, ohřeje vodu).
  10. Na výstupu z bojleru instalovat směšovací ventil (sníží teplotu a neopaříte se).
  11. Pro akumulaci použít větší zásobník 500 - 1000 litrů.
  12. Každý rok si objednat revizní preventivní prohlídku.
REFLEX CZ, s. r. o.
logo REFLEX CZ, s. r. o.

Značka Reflex je v mnoha zemích světa známá svými zařízeními na udržování tlaku v topných soustavách a systémech pitné a užitkové vody. Expanzní nádoby a systémy - vše od malých soustav v rodinných domcích až po velké soustavy zásobování teplem. Doplňovací ...