Solární systémy, tepelná
čerpadla a další obnovitelné zdroje
|
Tato
příloha bude aktualizována |
|
Solární
systémy
Využití
sluneční energie k vytápění a ohřevu teplé
vody je ideální jak z ekologického hlediska,
tak i z hlediska dlouhodobé úspory energie.
Solární systém je
vhodný tam, kde je velká spotřeba teplé vody.
Tento systém dovede kromě ohřevu vody i přitápět,
a to za pomoci kolektorů napojených na běžný
systém ústředního vytápění. Toto zařízení
je určeno zejména pro celoroční přitápění v
rodinných domcích. Použije-li se v objektech,
které nejsou pravidelně obývány (rekreační
chaty či chalupy), dokáže snížit jejich vlhkost
i tvorbu plísní. Správně
vyprojektovaný solární systém může svému
majiteli ušetřit 70 až 80% nákladů na ohřev
teplé vody, 25-30% nákladů na vytápění (při
použití vakuových trubicových kolektorů až 40%
nákladů na vytápění), až 90 % nákladů na ohřev
bazénu (v letním období).
Systém má řadu modifikací, lišících se počtem
kolektorů, velikostí solárních zásobníků a
zapojením.
Česká
republika má poměrně dobré podmínky pro využití
solární energie. Celkově na naší republiku
dopadá od 1100 do 1250 kWh/m2 solární
energie ročně, přičemž doba přímého slunečního
svitu se pohybuje mezi 1600-2200 hod. Nutno však
dodat, že energie dopadá na zem značně nerovnoměrně,
jednak v závislosti na počasí a jednak v závislosti
na ročním období. V ČR dopadá v období mimo
topnou sezónu až 75% ročního množství solární
energie, na zbytek roku, tedy asi na 7 měsíců, připadá
pak jen 25% energie.
Využití
sluneční energie můžeme rozdělit na využití
tepelné energie a přímou přeměnu slunečního záření
na elektrickou energii pomocí fotovoltaických
kolektorů.
Tepelnou energii využíváme pomocí slunečních
kolektorů, existují v zásadě dva typy: deskové
kolektory a kolektory koncentrační.
Deskové
kolektory
Základem
kolektoru je zasklený rám s absorbérem tepla.
Sluneční záření projde krycím sklem a je
absorbováno černou plochou (absorbérem) z mědi,
hliníku nebo umělé hmoty, díky vlastnostem skla
nedojde již k jeho opětovnému vyzáření do
prostoru. Pro zmenšení tepelných ztrát je
kolektor ze spodní části izolován.
V absorbéru proudí teplonosná látka, může to být
kapalina (voda nebo nemrznoucí směs) nebo i obyčejný
vzduch - podle se dělí deskové kolektory na
kapalinové a vzduchové. Účinnost těchto
kolektorů se během roku pohybuje od 80 a více
procent. Existuje speciální typ deskového
kolektoru - vakuový kolektor, který do určité míry
kompenzuje tyto ztráty a je primárně určen pro přitápění
v zimním období.
Solární
soustavy pro ohřev TUV
Hlavní
součástí solárních soustav jsou sluneční
kolektory sloužící jako zdroj tepla a solární zásobník,
v kterém se ohřívá TUV a který slouží zároveň
jako akumulátor tepla, ve většině případů se
jedná o bojler s topným výměníkem. Systém je
dvouokruhový, a proto je možné jej používat
celoročně.
Jednookruhové systémy bez výměníku, kdy v
kolektorech proudí přímo ohřívaná voda, se pro
ohřev TUV používají jen zřídka, pro svou nevýhodu
každoročního vypouštění a napouštění.
Podle
způsobu zapojení rozdělujeme systémy na samotížné
a systémy s nuceným oběhem.
Samotížné
soustavy
Používají
se pro menší a střední systémy pro ohřev max.
400 l TUV denně.
Podmínkou funkce těchto soustav je umístění zásobníku
TUV nad sluneční kolektory tak, aby výškový
rozdíl mezi zásobníkem a horní hranou kolektorů
byl alespoň 80 cm.
Prakticky systém funguje stejně jako samotížné
topení, kolektory představují kotel a zásobník
TUV radiátor. Hlavní výhodou samotížné
soustavy je jednoduchost, není potřeba regulace
ani oběhové čerpadlo. Soustava není závislá na
dodávkách el. energie. Prakticky stačí
pospojovat kolektory a připájet je dvěma trubkami
k sol. zásobníku. Na nejvyšší místě okruhu je
zapojen odvzdušňovací ventil, dále je do systému
vřazena expanzní nádoba a napouštěcí a pojistný
ventil. Vzhledem k tomu, že systém nemá žádné
aktivní prvky, je vysoce spolehlivý a bezporuchový.
Pokud jsou komponenty kvalitní - nerezový zásobník,
kolektory z ušlechtilých kovů, měděné potrubí,
bude jeho životnost mnoho desítek let.
Hlavní
nevýhodou samotížných soustav je nutnost
instalovat solární zásobník výše než
kolektory, což omezuje množství aplikací. Systém
také není tak účinný, protože směs proudí
pomaleji než v soustavách s nuceným oběhem, což
se projeví sníženou účinností v zimě nebo při
špatném počasí, zase na druhou stranu není třeba
žádná energie k pohonu oběhového čerpadla.
Soustavy
s nuceným oběhem
Obsahují
navíc oběhové čerpadlo, regulaci a zpětnou
klapku, která zamezuje zpětnému proudění.
Jejich cena je sice vyšší než cena samotížných
soustav, avšak mají oproti samotížným soustavám
vyšší celkovou účinnost a umožňují velkou
variabilitu připojení a umístění jednotlivých
komponent soustavy.
Základní
typy solárních kolektorů
Vakuové trubkové kolektory jsou kolektory s
nejvyšší účinností zejména v zimním období,
neboť vysokým vakuem uvnitř trubice jsou téměř
eliminovány tepelné ztráty konvekcí. Další výhodou
přímo protékaných trubkových vakuových
kolektorů je variabilnost jejich umístění. Mohou
být umístěny i ve svislé poloze a natočením
trubic s absorbérem se docílí optimální
orientace vůči dopadajícím paprskům slunečního
záření. Jejich nevýhodou jsou vyšší pořizovací
náklady.
Ploché
vakuové kolektory
jsou jedním z nejmodernějších výrobků v
oblasti solární techniky. Spojují v sobě výhody
trubkových vakuových kolektorů (nízké tepelné
ztráty) a plochých zasklených kolektorů se
selektivní vrstvou (nižší pořizovací náklady
při zachování vysoké účinnosti).
Plochý
zasklený kolektor
se selektivní vrstvou. Tyto kolektory by měly v
současnosti představovat nejrozšířenější typ
instalovaných kolektorů. Jejich pořizovací náklady
jsou jen o málo vyšší než u neselektivních
plochých kolektorů s matným černým absorbérem
avšak při vyšší účinnosti. Selektivní vrstva
podstatně snižuje tepelné ztráty sáláním z
povrchu absorbéru (o 15 - 30 %). Její princip spočívá
v nízké emisivitě pohlceného záření.
Fotovoltaický
kolektor - pomocí
fotovoltaických panelů získáte elektrickou
energii přímo ze slunce. Fotovoltaika patří k
nejperspektivnějším alternativním zdrojům
energie, ale zatím k nejdražším. |