Slnko v spleti: nízkoenergetického bývania

Slnko v spleti: nízkoenergetického bývania

27. 08. 2008
Zdieľať

Netreba ju dovážať, netreba ju ťažiť. Dlho stála na okraji záujmu získavania energie. Bola takou džezovou záležitosťou skupiny nadšencov, ktorí sa oháňali jej nevyčerpateľnosťou, láskavosťou k životnému prostrediu a najmä obnoviteľnosťou – slnečná energia. Zatiaľ jej ešte stále vyčítajú neveľmi výhodnú ekonomickú rentabilitu, avšak vo svete, v ktorom sa čoskoro vyčerpajú pohodlnejšie zdroje a denne sa znečisťuje ovzdušie spalinami, je dôležitá každá kilowatthodina, ktorú získame z premeny slnečnej energie. Našťastie pre nízkoenergetické bývanie, pokrok v aktívnom využívaní solárneho žiarenia sa zrýchľuje...



Slnko v spleti: nízkoenergetického bývania

159927

Tip: Všetok nábytok a bytové doplnky na jednom mieste

Slnečné technológie, ktoré transformujú slnečnú energiu priamo na teplo, svetlo a elektrickú energiu, už nepatria len do oblasti sci-fi. Keď ide o solárnu energiu, tak ide predovšetkým o jej intenzitu a počet hodín slnečného svitu. Možno z klimatického hľadiska u nás nie sú také priaznivé podmienky na lovenie slnečnej energie do siete súčasných technológií ako v Stredomorí, ale vyhovárať sa na ne nemôžeme. V tomto smere a s podporou štátu sa aktívne činia tak u našich susedov v Rakúsku, ako aj v Škandinávii. Niečo na tom slnku teda bude!

Slneční aktivisti

Uchopiť slnko a ukryť ho do zázračnej skrinky, nájsť spôsob, ako čo najefektívnejšie pozbierať slnečné žiarenie a premeniť ho na iný druh energie… Výsledkom týchto úvah je vývoj slnečných kolektorov alebo inak povedané zberačov slnka rôznych konštrukčných vyhotovení, vďaka ktorým sa slnečná energia zachytí a premení na teplo s nízkym potenciálom (do 100 °C). Kolektory slúžia najmä na ohrievanie vody a čoraz častejšie na vykurovanie budov, prípadne na teplovzdušné sušenie rozličných materiálov. Najjednoduchšie možno premeniť energiu slnečného žiarenia na energiu tepelnú. Dnešné slnečné kolektory dokážu v prípade optimálneho zapojenia a prevádzkovania zabezpečiť až 70 % z celoročného množstva energie potrebnej na ohrev pitnej vody.









Slnko v spleti: nízkoenergetického bývania

159928

Solárne panely Sunroof možno do strešnej krytiny osadiť rovnakým spôsobom ako strešné okná. Na montáž nie je potrebná nijaká podporná či dodatočná konštrukcia. Kolektory sú spojené so zásobníkom na teplú vodu pomocou flexibilných hadíc s minimom spojov. Dažďová voda bezpečne stečie v okolí kolektoru vďaka špeciálnemu lemu.

Solárny kolektor chráni bezpečnostné ESG zasklenie s päťnásťročnou zárukou proti rozbitiu krúpami. (ROTO)







Na čo dbať pri využívaní solárnych kolektorov na prípravu ohriatej pitnej vody?


  • inštalovať špeciálne solárne vertikálne bojlery s výrazne väčšou teplovýmennou plochou
  • predpokladať na jedného člena domácnosti plochu kolektora od 1,2 do 1,5 m2
  • na 1 m2 kolektorovej plochy pripadá objem bojlera 50 až 60 l
  • optimálne ekonomické využitie solárnych kolektorov na prípravu ohriatej pitnej vody je vtedy, ak pokryje 55 až 60 % celkovej energie potrebnej na ohrev
  • požadovanú teplotu ohriatej vody nastaviť na 50 až 55 °C pre najoptimálnejšiu účinnosť (v prípade viacokruhových systémov)



Kolektor slúži

Čo kolektor, to iná úloha, ktorá je mu predurčená klimatickými podmienkami a spôsobom využitia. V našich klimatických podmienkach možno ploché neselektívne kolektory využiť na letný ohrev ohriatej pitnej vody. Na sezónny ohrev vonkajších bazénov sa osvedčil nekrytý plastový absorbér alebo plochý neselektívny kolektor. Ploché selektívne kolektory premieňajú slnečnú energiu na teplo na ohrev pitnej vody, určené sú aj pre kombinované systémy s ohrevom vonkajších bazénov a na podporu vykurovania. Vákuové ploché či rúrové kolektory sa starajú o ohrev vody pre interiérové bazény, podporujú vykurovanie v energeticky úsporných domoch a sú vhodné aj na výrobu technologického tepla.









Slnko v spleti: nízkoenergetického bývania

159933

Kolektory Bramac inštalované priamo do strechy bez prechodu potrubia či upevňovacích konzol nedovolia, aby strecha zatekala. Solárny systém umiestnený namiesto krytiny strechu zbytočne nezaťaží. Kolektory môžu byť inštalované aj do existujúcej strechy pričom ešte nepotrebujete mať vybratú technológiu do kotolne. Tú si môžete spokojne vybrať neskôr. Kolektory fungujú so zásobníkmi úžitkovej vody alebo kúrením ľubovoľnej značky.

Montáž zaberie maximálne jednu hodinu počas ukladania strešnej krytiny. Životnosť kolektorov je 30 a viac rokov. (Bramac)



Optimálne navrhnutý a prevádzkovaný solárny systém dokáže dodať ročne z 1 m2 kolektorovej plochy 450 až 500 kWh tepla. V letnom období ide denne asi o 50 litrov teplej vody s teplotou 50 až 60 °C. V zime, keď ubudne slnečného žiarenia, kolektory vodu iba predhrejú a iný zdroj energie (elektroohrev, kotol ústredného vykurovania) odpracuje hlavný podiel na ohreve vody na požadovanú teplotu.






Prívod energie slnečného žiarenia je časovo nerovnomerný a v určitej miere nespoľahlivý. V letnom období je tejto energie nadbytok, v zimnom období, naopak, nedostatok. Dodávka energie tiež závisí od oblačnosti. Slnečné zariadenie teda treba doplniť zásobníkom tepla a v prípadoch, kde ide o celoročné prevádzky, aj pomocným zdrojom tepla. Tým sa však zvyšujú investičné náklady.



Kolektory a bojlery

Samozrejme, že teplá voda netečie rovno z kolektora do rozvodu pitnej vody. Akumulované teplo za horúcich letných dní ohreje oveľa väčšie množstvo vody, ako dokáže jedna domácnosť spotrebovať. A o to práve ide. Na „ukladanie“ teplej vody do zásoby je nevyhnutná inštalácia solárneho bojlera. Stojaté tepelne izolované valcové nádoby s rôznym objemom a so zabudovaným tepelným výmenníkom majú v porovnaní so štandardným bojlerom dvojnásobný objem (bežne 1 200 litrov).








Za srdce celého solárneho systému sa považuje zásobník – nádoba, do ktorej sa energia zo slnka uskladňuje. Preto je veľmi dôležité, aký objem a typ zásobníka sa pre konkrétnu stavbu použije.


Slnko v spleti: nízkoenergetického bývania

159929


Ak by sme nezladili potreby domu a schopnosti kolektorov, nevedeli by sme zachytenú energiu uskladniť tak, aby sme ju mohli využiť aj v čase, keď už slnko na kolektory nesvieti (neskoro večer). Pre potreby bytového domu je jedným z optimálnych technických riešení, použitie akumulačného zásobníka. Pri značnej dennej spotrebe ohriatej pitnej vody by uskladňovanie veľkého objemu vody v zásobníkoch bolo neekonomické a stúplo by riziko vzniku nebezpečných legionel. V zásobníku KS je špeciálna antikorová rúra, ktorá slúži na prietokový ohrev pitnej vody energiou naakumulovanou zo slnka. Pitná voda sa tak ohrieva len vtedy, keď je v objekte jej odber. Pokiaľ by nebolo dosť slnečnej energie, teplá voda sa dohrieva z centrálneho zdroja. (Herz)



V letnom období dokáže takéto zariadenie pokryť spotrebu rodiny počas jedného až dvoch daždivých dní. K tomu je však nevyhnutná primeraná veľkosť teplovýmennej plochy (0,25 až 0,35 m2 na 1 m2 kolektorovej plochy). Pri väčších objemoch nastáva konštrukčný problém s dostatočne veľkou teplovýmennou plochou. Pri väčších solárnych systémoch s väčšími bojlermi sa používajú riešenia s externými protiprúdovými výmenníkmi tepla (doskové, rúrkové, špirálové).





Ako so slnkom na ohrev vody pre bazény:


  • na ohrev vody vonkajších nekrytých bazénov sú vhodné kolektory s plochou, ktorá je polovicou plochy bazénu
  • na ohrev vody interiérových bazénov bez priamych ziskov slnečnej energie sa plocha kolektorov rovná 80 až 100 percentám plochy hladiny
  • bazény pod transparentnými krytmi sa správajú ako samokolektory, v lete ich treba skôr chladiť
  • úsporu elektrickej energie dosiahneme vybudovaním samostatného cirkulačného okruhu bazénovej vody cez solárny výmenník so samostatným čerpadlom
  • nie je vhodné, aby sa počas dňa, keď sa voda vyhrieva vďaka kolektorom, využíval aj doplňujúci ohrev z iného zdroja 
  • v prípade kovových kolektorov je nevyhnutná inštalácia vhodného (protiprúdového) výmenníka



Teplo, teplúčko a slnko v trojboji

Rozdiel medzi prísunom slnečnej energie a potrebou tepla na vykurovanie nie je práve priaznivo naklonený ekonomickej návratnosti vykurovania domácností slnečnými kolektormi. Technicky je to, samozrejme, možné, ale prakticky neekonomické. V tomto prípade sa teda slnečné žiarenie využíva na podporu vykurovania najčastejšie v rámci trojkombinácie – ohrev pitnej vody, ohrev vody vo vonkajšom bazéne a podpora vykurovania. Pri takomto riešení budú kolektory v lete ohrievať pitnú vodu a bazén, v zime zas predhrievať vodu a podporovať vykurovanie.








Najvhodnejšie na inštaláciu slnečných kolektorov je miesto nezatienené okolitou zástavbou a ani vegetáciou či svahom. Najlepšia je ich orientácia na juh, pričom odklon o 30° na západ alebo východ zníži energetický zisk len o menej ako 5 percent.


Slnko v spleti: nízkoenergetického bývania

159925


Sklon kolektorov proti horizontálnej rovine by mal byť v rozpätí 30° až 60°. Po technickej stránke sa dajú slnečné kolektory inštalovať na všetky typy sedlových, valbových či plochých striech. Alternatívou môže byť upevnenie na fasádu. (Thermosolar)








Najprv treba určiť predpokladanú spotrebu teplej vody a až potom nadimenzovať solárne zariadenie. Denná spotreba teplej vody na osobu je približne 40 až 60 litrov. Ďalší predpoklad vychádza zo skúsenosti, že solárna energia pokryje asi 70 percent požiadaviek rodiny na teplú vodu a vykurovanie v chladnejších mesiacoch a 100 percent mimo vykurovacieho obdobia.




Slnko, energie a bazén

Osemdesiat percent slnečných termických kolektorov sa využíva na prípravu ohriatej pitnej vody. Okrem záujmu vlastníkov rodinných domov o využitie slnečných kolektorov na podporu vykurovania, rastie skupina záujemcov o solárny ohrev exteriérových a interiérových bazénov. Tí, ktorí si vylepšili životný štýl bazénom vo vile alebo potrebujú ohrievať vodu vo vonkajšom rodinnom kúpalisku a súčasne chcú šetriť na nákladoch spojených s ohrevom vody, sa bez neho nezaobídu.









Slnko v spleti: nízkoenergetického bývania

159926

Využívanie slnečných kolektorov na podporu vykurovania má význam iba v domoch s tepelnotechnickými parametrami na úrovni nízkoenergetického domu, s nízkoteplotným vykurovacím systémom, najčastejšie podlahovým alebo stenovým. 

Aby bol  vykurovací systém efektívny nestačia len tri či štyri kolektory. Treba ich oveľa viac. Obvykle ich plocha predstavuje 15 až 25 % vykurovanej plochy. To prináša so sebou problém zmysluplného využitia tepelnej energie v letných mesiacoch. Riešením je kombinovanie s ohrevom vody vo vonkajšom bazéne a prípravou ohriatej pitnej vody. (Thermosolar)








Náklady na inštaláciu
Slnečné kolektory sú len časťou zariadenia, ktoré umožňuje využiť slnečnú energiu na konkrétny účel. Ich cena sa v rodinných domoch pohybuje od 30 do 40 percent z ceny celého zariadenia. Napríklad  za inštaláciu zariadenia na ohrev teplej vody pre štvorčlennú rodinu v prípade dodávky „na kľúč“ zaplatíte približne 110 000 Sk. (Thermosolar)




Aktívny dom kolektoru naklonený


Slnko v spleti: nízkoenergetického bývania

159934

V aktívnom dome, teda dome, kde zdrojom tepla a chladu je tepelné čerpadlo, klimatizuje sa progresívnym stropným chladením, alebo sa o vetranie stará vetracia jednotka s rekuperáciou, nie sú solárne panely nevyhnutnosťou. Napriek tomu, ak sa pre ne stavebník rozhodne, vhodne tým doplní koncepciu aktívneho domu a súčasne pomôže čerpadlu znížiť počet štartov. Vďaka tomu, že solárny panel počas leta zabezpečí ohrev teplej vody, čerpadlo má dovolenku. Počas nej sa súčiastky tohto mechanického zariadenia neopotrebujú, a tým slnečné kolektory nepriamo ovplyvnia životnosť čerpadla.










Ako prikurovať so slnkom?


  • na solárnu podporu vykurovania sú vhodné iba domy s výbornými tepelnoizolačnými parametrami a nízkoteplotným vykurovacím systémom (stenové, podlahové, teplovzdušné alebo predimenzované konvekčné vykurovanie)
  • najjednoduchším a najlacnejším riešením je ohrev vykurovacieho média vo vratnom potrubí pred jeho vstupom do kotla alebo rozdeľovača
  • ak má byť prínos kolektorov pre ústredné vykurovanie citeľný, nestačia tri alebo štyri kolektory, treba ich výrazne viac, čo so sebou prináša problém racionálneho využitia letných tepelných ziskov – zmysluplným riešením je napríklad kombinácia s letným ohrevom vonkajšieho bazénu
  • pre solárne vykurovacie systémy je vhodný väčší uhol sklonu kolektorov, napríklad 60°
  • v rekreačných objektoch s prechodným využívaním sa dá napojiť vykurovací systém priamo na kolektory, bez výmenníka
  • v súčasnosti sa presadzujú schémy zapojenia solárnych kolektorov s centrálnym zásobníkom tepla s dostatočným objemom, do ktorého vstupujú okrem kolektorov aj ďalšie zdroje tepla – stále atraktívnejším sa stáva vykurovanie drevom –, a z neho sa napájajú všetky ďalšie spotrebiče
  • z praxe i z literatúry je známe, že v prípade podpory vykurovania má zmysel maximálne 25- až 30-percentné pokrytie energetických požiadaviek na vykurovanie


(Ján Tomčiak: Slnečné termické kolektory. In: Všetko o nízkoenergetickom dome. Bratislava: Vydavateľstvo JAGA, 2008.)



Článok bol uverejnený v časopise Môj dom 07/2008

Kategória: Nezaradené
Tagy: alternatívne zdroje energie slnečná energia slnečné kolektory
Zdieľať článok

Diskusia