Solárne kolektory pre rodinný dom: Stačí 1 m2 na osobu

Technológie akými sú fotovoltaické panely alebo solárne-termické kolektory umožňujú premeniť slnečnú energiu na elektrinu, resp. teplo. A domácnostiam tým dokážu ušetriť časť výdavkov za energie.

Princíp solárno termických kolektorov – alebo bežnejšie slnečných kolektorov – je viacmenej jednoduchý: slnečná energia, ktorá na solárnu sústavu dopadá je prostredníctvom absorbérov premenená na teplo. Tepelná energia sa potom pomocou tzv. teplonosnej látky (napr. kvapalinou alebo vzduchom) odvádzaná potrubím na príslušné miesto, kde je teplo využité na ohrev vody alebo kúrenie.

Účinnosť slnečných kolektorov

Kľúčovým pojmom pre slnečné kolektory je ich účinnosť, teda schopnosť využiť slnečnú energiu a premeniť ju na teplo. Rozlišovať musíme medzi maximálnou účinnosťou, ktorú kolektory dosahujú za optimálnych podmienok a reálnou účinnosťou.

„Maximálna účinnosť sa pri bežných kolektoroch vhodných pre celoročné využitie pohybuje najčastejšie medzi 75 – 80 %. Použitím špeciálneho solárneho skla je možné túto účinnosť zvýšiť až na 85 %. Tieto kolektory sú však drahšie, než bežné kolektory a ich využitie je určené skôr pre náročnejšie solárne aplikácie,“ vysvetľuje Stanislav Němec zo spoločnosti Regulus.

Reálna účinnosť kolektorov je v skutočnosti nižšia než tá maximálna a odvíja sa od aktuálnych klimatických podmienok, ako je vonkajšia teplota alebo intenzita slnečného žiarenia. V lete, keď je čistá obloha, je možné prostredníctvom 1 m2 plochého kolektoru ohriať až 100 l vody (na teplotu okolo 55 °C), zatiaľ čo v zime dokážu slnečné kolektory vodu ohriať len o niekoľko stupňov.

Vákuové alebo ploché kolektory?

Pri výbere slnečného kolektoru je preto potrebné zohľadniť, akú účinnosť bude mať pri nižších vonkajších teplotách, alebo pri zníženej intenzite slnečného žiarenia s ktorou sa v našich klimatických podmienkach stretávame v zime. Zároveň by sme mali myslieť aj na ďalšie dôležité parametre kolektorov ako je ich tepelná izolácia a kvalita selektívnej vrstvy, ktorá zvyšuje ich účinnosť.

Na trhu existujú dva základné druhy slnečných kolektorov – ploché a vákuové, ktoré sa okrem iného odlišujú práve účinnosťou. Ploché kolektory majú maximálnu účinnosť okolo 75 – 85 %, zatiaľ čo vákuové iba 70 – 80 %.

„Pokiaľ budeme pri bežných prevádzkových podmienkach, kedy je vonkajšia teplota 10°C ohrievať teplú vodu na 55°C, majú ploché kolektory účinnosť medzi 50 – 60 %, trubicové vákuové kolektory majú v tomto prípade účinnosť stále ešte okolo 60 – 65 %. Ich účinnosť nie je tak náchylná na nepriaznivé podmienky prevádzkovania.  Z toho vyplýva známe  i keď nie vždy vhodné) rozdelenie: ploché kolektory na prípravu teplej vody a ohrev bazénov, vákuové aj na kúrenie,“ dopĺňa Stanislav Němec.

Koľko slnečných kolektorov pre rodinný dom?

Aby tepla (alebo teplej vody) nebolo veľa ani málo je potrebné správne vypočítať plochu kolektorov, ktoré na strechu domu umiestnime. Vo všeobecnosti môžeme povedať, že na prípravu teplej vody stačí asi 1 m2 slnečných kolektorov na osobu. Pokiaľ solárnu sústavu využijeme taktiež na vykurovanie, je potrebné pridať asi 1,2 m2 plochy na každý kW tepelnej straty domu.

Pre inštaláciou kolektorov je najvhodnejšia južná strana a optimálny sklon je 30-50°. Aby sa využívala slnečná energia efektívne, mal by byť ročný tepelný zisk 350 kWh na meter štvorcový plochy kolektorov. S výpočtom veľkosti solárnej sústavy je ale vhodné obrátiť sa na konkrétneho dodávateľa.

Do úvahy je nevyhnutné vziať aj kvalitu kolektorov, účinnosť a návrh zapojenia celého solárneho systému, objem solárneho zásobníka teplej vody a solárnej akumulačnej nádrže, alebo teplotný spád vykurovacej sústavy. Pri určovaní veľkosti akumulačného zásobníku by sme mali počítať s 80 – 100 litrov na osobu. Podceňovať by sme nemali ani kvalitu a odbornosť montáže.

Solárne kolektory v zime nestačia

Vzhľadom na polohu Slovenskej republiky a miestnym klimatickým podmienkam je potrebné počítať s doplnkovým zdrojom tepla pre ohrev vody a vykurovanie. Pre podmienky strednej Európy sa väčšinou počíta s tým, že solárny systém pokryje asi 50 – 60 % ročnej spotreby teplej úžitkovej vody. V letných mesiacoch sú solárne systémy schopné pokryť takmer 100 % energetickej spotreby, zatiaľ čo v zime podiel solárnej energie klesá na 10 %.

V lete, keď je dostatok slnečného žiarenia a spotreba tepla zároveň klesá, „hrozia“ tepelné prebytky a prehriatie sústavy. Môžeme sa tomu vyhnúť optimálnym návrhom a správnym určením počtu solárnych kolektorov na objem solárnej akumulácie a možnostiam spotreby energie v objekte. S prehrievaním pomôžu aj solárne regulátory.

Zdroj: nazeleno.cz

Text publikujeme v zmysle Zmluvy o obsahovej spolupráci

K téme