Zvažujete, že si na váš dom zaobstaráte slnečný kolektor na ohrev teplej vody? Prečítajte si v našom seriáli pripravovanom v spolupráci so Slovenskou inovačnou a energetickou agentúrou aspoň základné informácie, ktoré by ste pred týmto rozhodnutím mali vedieť.
Nespornou výhodou slnečného žiarenia je, že je ľahko dostupným zdrojom energie, ktorý nezaťažuje životné prostredie. Na druhej strane pri nízkej koncentrácii slnečného žiarenia treba počítať s nízkou účinnosťou premeny energie. Pri bezoblačnom počasí na zemský povrch dopadá žiarenie s výkonom zhruba 1 kilowatt na meter štvorcový.
Slnečný svit na Slovensku
Na Slovensku si pritom užijeme bezoblačného slnečného svitu zhruba 1 200 až 2 000 hodín ročne. Energiu slnečnými kolektormi získavame aj ak je zamračené. Vraví sa tomu difúzne žiarenie. Takéto žiarenie môže v lete predstavovať od 10 % až do 50 % celkového žiarenia. V zime je oblačnosť zvýšená a tak celoročne dosahuje difúzne žiarenie podiel až 60 %. Okrem toho kolektory dokážu na energiu spracovať aj žiarenie, ktoré sa odráža od zemského povrchu a iných objektov.
Najviac slnečného žiarenia si v našich zemepisných podmienkach užívame v júli, naopak minimum na prelome rokov v decembri a januári. Slnečnú energiu reálne využijete po väčšinu roka. Na 7 až 9 mesiacov na ohrev vody a na jar a na jeseň môžete vďaka nej aj prikurovať. Skutočnosť, kde na Slovensku kolektory plánujete umiestniť, hrá menšiu úlohu, ako by sa na prvý pohľad zdalo. Medzi slnečnejším juhom a menej slnečným severom je totiž rozdiel v intenzite slnečného žiarenia len zhruba 15 %.
Kam kolektor umiestniť?
Ak chcete zo slnka vyťažiť čo možno najviac energie, mali by ste zvažovať, kde konkrétne na objekt kolektor umiestniť. Maximum žiarenia prijme v kolmom smere k slnku. Lenže zem sa točí tak okolo svojej osi, tak aj okolo slnka. A tak na Slovensku najlepšie energetické zisky dosiahnete, ak kolektor na celoročnú prevádzku nastavíte na juh alebo juhozápad so sklonom približne 30-45°. Nevhodné je kolektory umiestňovať na objekty, na ktoré je slnečné žiarenie obmedzované, napríklad v horách či v tieňoch iných objektov.
AKO TO FUNGUJE…
Slnečné žiarenie dopadajúce na absorbér kolektora sa mení na teplo, ktoré sa akumuluje a odovzdáva teplonosnej kvapaline prúdiacej v nerezovom absorbéri kolektora. Naakumulovaná energia je prostredníctvom teplonosného média odovzdávaná zohrievanej vode vo výmenníku. Expanzná nádrž udržiava rovnomerný tlak a vyrovnáva zmeny objemu kvapaliny. Automatickú prevádzku zabezpečuje elektronické ovládanie, ktoré vypína a zapína obehové čerpadlo. Počas zamračených dní dohrieva vodu elektrické vyhrievacie teleso, kotol alebo iný zdroj tepla.
Slnečné kolektory možno využiť na prípravu teplej vody, podporu vykurovania budov, alebo ohrev vody v bazénoch. Na výber sú pritom dva základné druhy kolektorov. Ploché a trubicové. Ploché sa používajú častejšie. Ich výhodou je dlhšia životnosť a dosahovanie lepších výkonov v lete. Naproti tomu, jednou z výhod trubicových kolektorov je napríklad rovnomernejšia krivka účinnosti. Nevýhodou zas, že v zime medzi trubicami môže namŕzať sneh, čo znižuje ich účinnosť a môžu sa tým aj poškodiť.
Ohrev teplej vody
Pri dimenzovaní solárneho zariadenia na prípravu teplej vody treba myslieť na čo najväčšie pokrytie spotreby mimo obdobia vykurovania, aby na zohrievanie vody nebolo potrebné využívať inú energiu. Dôležité je preto zanalyzovať si spotrebu teplej vody. Cez slnečné kolektory je pritom možné pokryť od 40 až do 60 % ročnej potreby ohrevu teplej vody.
Postačia mi slnečné kolektory na vykúrenie budovy?
Cez solárne zariadenie sa nedá zabezpečiť úplné pokrytie vykurovacích potrieb rodinného domu. Teplo cez slnečné kolektory môže pokryť 15 % až 30 % ročnej spotreby tepla dobre izolovaného objektu vybaveného nízkoteplotným vykurovacím systémom. Zároveň je potrebná plocha kolektorov výrazne vyššia, ako keď vďaka ním chceme iba ohrievať vodu. Obvykle ich plocha predstavuje až do štvrtiny vykurovanej plochy.
Možnosti na ohrev vody v bazénoch
Na ohrev vody v bazénoch sú dva základné systémy. Tým jednoduchším je priamy ohrev, kedy sa slnečné kolektory priamo napoja na okruh filtračného zariadenia. Druhým nepriamy ohrev bazénovej vody cez dvojkruhový systém. Kolektorový okruh je v tomto prípade uzavretý a teplo získané z kolektorov je odovzdávané bazénovej vode prostredníctvom výmenníka tepla.
Ako zistiť, či sa inštalácia solárneho systému oplatí?
Pri rozhodovaní o kúpe a výpočte návratnosti tepelného solárneho systému je nevyhnutné zohľadniť štyri základné faktory. Tými sú obstarávacie náklady, výška úspor nákladov na energiu, čo závisí aj od spotreby teplej vody, prevádzkové náklady a životnosť solárneho systému.
ČO TREBA ZOHĽADNIŤ PRI ROZHODOVANÍ…
Obstarávacie náklady celého solárneho systému vrátane inštalácie – závisia od konkrétnej situácie (počet a umiestnenie kolektorov, objem zásobníka, dĺžka pripojovacích potrubí a pod.), bežne sa pohybujú od 2000 € do 4000 €, prípadne aj viac.
Výška úspor nákladov na energiu závisí napríklad od ročnej produkcie tepla dosiahnutej využívaním solárneho systému, od cien energie pri doterajšom spôsobe výroby tepla a v neposlednom rade aj od spotreby vody, prípadne tepla konkrétnej domácnosti. Netreba zabúdať na pravidlo, že čím má domácnosť vyššiu spotrebu teplej vody, tým sa jej investícia do kolektorov vráti rýchlejšie.
Prevádzkové náklady sú minimálne, zahŕňajú spotrebu elektriny na pohon obehového čerpadla s výkonom 25 – 40 W cca 6 €/rok a výmenu teplonosnej kvapaliny raz za 6 – 10 rokov v sume cca 100 €.
Životnosť solárneho systému sa pri materiáloch používaných v súčasnosti zvyčajne pohybuje v rozmedzí 25 – 30 rokov.
Pri zostavovaní textu sme vychádzali z materiálov Slovenskej inovačnej a energetickej agentúry, ktoré boli pripravené v rámci projektu bezplatného energetického poradenstva Žiť energiou. Viac o tejto téme aj s modelovým príkladom výpočtu výšky úspor si môžete prečítať na týchto stránkach Slovenskej inovačnej a energetickej agentúry.
