Sluneční záření - teplo pro váš rodinný dům
Slunce je prakticky nevyčerpatelný zdroj energie přístupný během větší části roku. Využívání energie slunce přispívá k udržitelnému způsobu života a nezatěžuje budoucí generace.
Množství sluneční energie,
které za rok dopadne na povrch země, je asi desettisíckrát větší než současná celosvětová roční spotřeba energie. Co se týče jednotlivých regionů naší republiky, v intenzitě slunečního záření nejsou mezi nimi velké rozdíly - mezi nejteplejšími a nejchladnějšími regiony je to asi 15 procent. Důležitější je správně umístit kolektory na jižně orientované slunné místo než to, ve kterém regionu bydlíte.Intenzita slunečního záření se během roku mění. Nejvíce sluneční energie získáte v letních měsících, kdy je intenzita záření nejvyšší. Maximum získáte v červenci, minimum na přelomu prosince a ledna. Nejvíce záření dopadá na zem v poledne. I když se sluneční kolektory dají doinstalovat na každý rodinný dům, je lepší s nimi počítat již při jeho projektování.
Sluneční kolektory
Sluneční kolektor je zařízení přeměňující sluneční záření na tepelnou energii. Záření dopadá na absorbér kolektoru spojen s trubkovým rozvodem teplonosné kapaliny. Přenos energie zajišťuje kapalné teplonosné médium, které proudí mezi kolektorem a výměníkem tepla umístěným v zásobníkovém ohřívači vody. Sluneční kolektory nejčastěji slouží k přípravě teplé vody, k ohřevu vody v bazénech, případně jako podpora vytápění v nízkoenergetických domech s nízkoteplotním otopným systémem (podlahové, stěnové a stropní vytápění). Podle typu absorbéru se dělí na ploché a trubicové (trubkové).
► Ploché kolektory mají plochý absorbér chráněn speciálním tvrzeným sklem v pevném izolovaném rámu. Nosičem tepla je speciální nemrznoucí kapalina, která proudí v měděném trubkovém rejstříku pod absorbérem. Jsou ideální pro přípravu teplé vody a sezónní ohřev vody bazénů.
► Vakuové kolektory mají dvoustěnné skleněné vakuové trubice s vloženým měděným potrubím, ve kterém proudí tepelná kapalina. Selektivní absorpční vrstva se tvoří na vnitřní straně skleněné trubice. Na maximální využití záření je za vakuovou trubicí parabolické odrazové zrcadlo. Dokonalou izolační ochranu vysoké teploty v měděných trubkách tvoří vakuum. Jde o kolektory s vyšší účinností v přechodném a zimním období. Využívají se na přípravu teplé vody i na podporu vytápění.
Výhody slunečních kolektorů
• Po vstupní investici je energie ze slunce prakticky zdarma.
• Ušetří se 60 až 70 procent nákladů na přípravu teplé vody.
• Sluneční energie je nezávisí od požadavků na paliva a není ovlivněna jejich rostoucími cenami.
• Úspora je okamžitá a dlouhodobá.
• Solární energie je čistá, obnovitelná a udržitelná, čímž pomáhá chránit přírodu.
• Solární energie nezvyšuje globální oteplování, kyselé deště ani smog.
• Aktivně snižuje množství nebezpečných skleníkových plynů.
• Solární systémy prakticky nevyžadují údržbu a vydrží desetiletí.
• Solární kolektory lze instalovat na všechny typy střech horizontálně i vertikálně.
Návrh a instalace
Při instalaci je třeba věnovat pozornost umístění kolektorů (může to být střecha domu i volná plocha na stojící kolektory) s ohledem na plánované rozvody. Při volbě místa je třeba zvážit přirozenou nebo obezděnou polohu (stromy, domy v zástavbě), případně stinné místo. Na přípravu teplé vody a sezónní ohřev vody v bazénu jsou vhodnější ploché kolektory s příznivým poměrem ceny a výkonu. Pokud se uvažuje i o přitápění, jsou vhodnější vakuové trubicové kolektory, neboť mají v přechodném a zimním období vyšší výkon. Při instalaci je třeba pamatovat na úhel naklonění, který určuje maximální využití solární energie. Optimální úhel naklonění na celoroční rovnoměrné využití (podpora přípravy teplé vody) je 40 až 50 °, při letním využití (podpora ohřevu vody a ohřev vody bazénu) je vhodnější úhel 25 až 30 °. Způsob využití solární energie je důležitý i z hlediska orientace kolektoru. Odklon od jižní strany snižuje množství energie, ale při úhlu 30 ° ne tak výrazně. Orientace na východ - západ snižuje využití o 30 procent. Pokud si lze vybrat ze dvou možností, doporučuje se orientace na západ.
Při jednoduchém návrhu solárního systému se vychází z těchto vztahů:
- počet osob v domácnosti × 1,5 - 2 = plocha solárního kolektoru v m 2
- objem solárního zásobníku = spotřeba teplé vody × počet osob × 1,5 - 2
- průměrná spotřeba teplé vody je 50 l (osoba / den), přičemž počítáme s teplotou vody 50 ° C, (při sprchování spotřebujeme asi 40 l teplé vody (40 ° C), při koupání ve vaně asi 120 až 150 l (40 ° C )
Podle využití je důležitý i výběr typu kolektoru
Pro celoroční využití je vhodný vakuový, na sezónní (letní) využití je zase lepší plochý kolektor. Při návrhu systému je třeba dbát na dostatečný objem zásobníku na jeho bezpečný provoz a spolehlivou funkci.
Jaké úspory lze dosáhnout se solárními systémy?
Úspory závisí na typu solárního systému a způsobu ohřevu vody. V současném období se uvádějí dva hlavní způsoby využití solárního ohřevu, a to pro přípravu teplé vody, kde úspory dosahují až 70 procent, a na solární podporou vytápění s úsporou 20 až 30 procent.
Podle čeho si zvolit typ a počet solárních panelů na rodinný dům?
Typ solárních panelů závisí na způsobu využívání solárního systému. Na přípravu teplé vody se preferuje využívané plochy kolektorů. Počet kolektorů v tomto případě závisí na počtu lidí v domácnosti. Při aplikaci systémů na podporu vytápění se nejčastěji setkáváme s vakuovými trubicovými kolektory, kde počet kolektorů závisí na tepelných ztrátách objektu a vytápěné plochy.
Na jakou teplotu umí solární systém ohřát teplou vodu?
Teplota, na kterou ohřeje solární systém teplou vodu, závisí na typu solárního systému. Beztlakové systémy, takzvané drain-back systémy, dokáží ohřát teplou vodu na teplotu 75 ° C a klasické tlakové solární systémy až na teplotu do 90 ° C.
Autor: Martina Dvořáková
