Solární ohřev vody se vyplatí!

Za cenu elektřiny si většina z nás v tomto roce opět připlatí. Kvůli zvyšujícím se cenám elektřiny na burze začala řada dodavatelů elektrické energie opět zvyšovat cenu elektřiny. Zároveň však poroste i ona regulovatelná část a to až o 2.5%. Přitom právě regulovaná cena dělá u elektřiny až 55% její celkové ceny. Stejně tak jako elektřina začal zdražovat i plyn. NApříklad pásmo Base Load pro plyn zdražilo za rok a půl o více než 50 procent.

Solární energie je zdarma. Průměrná intenzita slunečního záření v České republice je mezi 950 – 1350 kW na m2/rok. Počet slunečních hodin v ČR je okolo 1800 ročně, v závislosti na lokalitě. Pokud se rozhodneme pro realizaci solárního systému, ušetříme značnou část finančních prostředků, které bychom jinak zaplatili za dodávky energií potřebných k ohřevu teplé užitkové vody. Abychom mohli jednoznačně říci, zda se solární systém vyplatí, musíme vycházet z předpokládané úspory, kterou nám toto zařízení vytvoří. Návratnosti celého systému značně přispívá také štědrá dotace SFŽP ČR a to až do výše 40% způsobilých nákladů. Ceny solárního systému včetně montáže se tak pohybují již od 56.500,- Kč. vč DPH (po odečtu státní dotace). Vezmeme-li v potaz spotřebu vody a částku, kterou za tento ohřev vody zaplatíte, lze se snadněji dopočítat předpokládané návratnosti i úspory. V počátečním období vypočítáme návratnost a následně úsporu, kterou vám solární systém přinese v průběhu své životnosti. Praxe potvrzuje, že životnost těchto systémů je až 30 let. V době své životnosti tak můžete uspořit až statisíce korun. Investice do těchto systémů se vrátí mezi 5 – 8 lety v závislosti na ekonomických ukazatelích. Jednoduše řečeno, čím více vody spotřebujete, tím rychleji se pořizovací cena tohoto systémů vrátí.

Při výběru solárního systému vycházíme hlavně ze spotřeby vody na osobu.

Solární systémy s nuceným oběhem – solárním čerpadlem

Tyto systémy jsou vhodné pro uživatele s požadavkem největší účinnosti a možností kontroly nad teplotní energií získanou solárními kolektory.

Solární zásobník nabízíme v objemech od 200l do 1500l. Jeho umístění záleží pouze na dispozici stavby. Výškové umístění je možné jak nad solárními panely, tak třeba ve sklepních prostorách.

V příslušenství systému je také vysoce kvalitní čerpadlová jednotka k zabezpečení oběhu teplonosné kapaliny mezi solárními kolektory a boilerem. Čerpadlo je opatřeno teplotními sensory, které umožňují sledování teploty vody na kolektorech i ve všech částech zásobníku.

VŠECHNY NAŠE SYSTÉMY SPLŇUJÍ VYSOKÉ JAKOSTNÍ NÁROKY A JEJICH VÝROBA PROBÍHÁ V SOULADU S NORMAMI EN ISO 9001.

Ohřev vody solárním systémem je plně automatizovaný a pohodlný. Největších úspor dosáhnete, pokud přecházíte z klasického ohřevu vody elektřinou či ohřevu plynem. Solární ohřev je nejlevnější možný způsob jak ohřát užitkovou vodu v rodinném domě. Žádný systém nedokáže tak výhodně ohřát vodu jako systém solární. Ať již máte plynový kotel, elektrický bojler nebo tepelné čerpalo, investice do solárního systému stojí za to. Pokud ohříváte vodu v kombinovaném bojleru kotlem na tuhá paliva, o nic nepřijdete. Solární zásobníky lze připojit jak na solární systém, tak na alternativní dohřev třeba právě kotlem na TP, plynový kotel nebo elektrickou topnou patronou. Dnešní technologie dokáží vyřešit téměř jakékoliv připojení. Solární systém tak lze zbudovat na 99% rodiných domů. Výroba tepelné energie ze slunce je šetrná vůči životnímu prostředí a ekologická. Provoz těchto zařízení je naprosto tichý, bezpečný a téměř bezúdržbový.

Informace o solárních systémech, solárním ohřevu vody, tuv, solárním vytápění domu, solárních panelech a solárních kolektorech.

Solární systém je vaším ochráncem proti růstu cen energií

U dobře navržených solárních systémů lze v letních měsících dosáhnout pokrýt až 100% nákladů na ohřev vody, v ročním průměru pak až 75 %.

Solární systémy pracují na principu akumulace, kde je celkový objem vody ke spotřebě přes den nahříván na požadovanou teplotu nastavenou v elektronické řídící jednotce. Od jara do podzimu jsou v odpoledních hodinách běžně dosahované teploty až 70°C.

V podzimním a zimním období pak solární systém funguje v režimu předehřevu. Přispívá k omezení nákladů na ohřev tím, že vodu dokáže předehřát na 30-40°C. Konvenčním způsobem (el. topidlem, plynovým kotlem nebo kotlem na tuhá paliva) je pak voda dohřívána na požadovanou teplotu 55°C. Dohřev je realizován pouze v horní části solárního zásobníku, čímž je zajištěna energetická hospodárnost dohřevu.

Proč zvolit solární systém?

Doporučené podmínky pro efektivnost solárního systému:

Vhodná orientace střechy

V našich podmínkách je ideální orientace kolektorů směrem na jih, kde dosáhneme maxima využití slunečního záření. Pokud není možné nebo esteticky vhodné zachovat přesnou jižní orientaci, lze kolektory od jihu odchýlit: odchylka 30° od jihu způsobí pouze zanedbatelné ztráty, i při odchylce 45° jsou ztráty pouze cca 8 – 10 %. Pokud máme na výběr, je výhodnější poloha jihozápadní než jihovýchodní, protože v odpoledních hodinách je nižší pravděpodobnost výskytu podzimních mlh a dále jsou obvyklé vyšší teploty ovzduší, což snižuje teplené ztráty kolektorů a zvyšuje tak jejich účinnost.

Umístění kolektorů na otočné stojany sledující pohyb slunce se u termosolárních systému nepoužívá, neboť náklady na pořízení a pozdější údržbu těchto stojanů značně zhoršují rentabilitu systému a navíc by tyto stojany kladly vyšší nároky na statiku střech, na které se kolektory obvykle umisťují.

Vhodný sklon střechy

Ideální sklon kolektorů od horizontální roviny je takový, aby na jeho plochu dopadalo sluneční záření kolmo. Výška slunce nad obzorem se však mění nejen během dne, ale i v průběhu roku. V létě je vhodný sklon kolektoru 30° od vodorovné roviny, v zimě, kdy je slunce níže, je to 60°. Obvykle se jako kompromis volí sklon okolo 30 – 45°, tedy sklon více přizpůsobený letním měsícům, kdy je sluneční záření intenzivnější.

Volba mírně strmějšího sklonu nám umožní zajistit rovnoměrnější poskytování energie v průběhu roku optimalizací zimních solárních zisků na úkor letních (ty můžeme v případě potřeby opět dohnat zvětšením plochy kolektorů). Tato optimalizace má však své hranice, protože v zimě převládá spíše difúzní záření, které působí na kolektory nezávisle na jejich poloze. Plošší sklon kolektorů se naopak vyplatí, pokud kolektory musejí být výrazněji odkloněny od jihu.

Obrázek ukazuje dopad sklonu kolektorů a jejich odklonu od ideální jižní orientace na zisky solárního systému. Jak je vidět, kolektory se sklonem 30° a nasměrováním 45° na jihozápad stále dosahují 95 % optimálního zisku, při sklonu kolektorů 25° až 40° je stále možné dosáhnout 85 % ročního ozáření i při východním či západním nasměrování. Sklon menší než 20° se však nedoporučuje používat, neboť narůstá riziko znečištění kolektorů a tím zhoršení jejich účinnosti.

Při stanovování sklonu kolektorů se většinou vychází ze sklonu střechy, případně je možné pro nastavení požadovaného sklonu použít speciální konstrukce. Tyto konstrukce se používají i v případě, že je střecha rovná nebo že je potřeba kolektor upevnit na fasádu domu. Větší odklony kolektorů od ideálního sklonu či orientace lze v případě potřeby také kompenzovat zvětšením jejich plochy.

Ohřev teplé užitkové vody je v objektech určených pro bydlení z hlediska návratnosti realizované investice nejlepším způsobem využití solárních systémů. U dobře navržených systémů lze dosáhnout ročních úspor 65 – 75 % z nákladů na ohřev vody. Přibližně 75 % těchto úspor připadá na období od dubna do října a 25 % na zbytek roku. V období od května do srpna se úroveň solárního krytí pohybuje v rozmezí od 90 do 100 % maximální úrovně solárních zisků, lze tedy operovat s minimální nebo žádnou potřebou dohřevu vody pomocí sekundárních zdrojů tepla. V přechodném jarním a podzimním období, tedy během měsíců březen, duben, září a říjen solární ohřev stále dokáže zajistit většinu tepla pro přípravu užitkové vody. V zimních měsících přispívá k omezení nákladů na konvenční způsob ohřevu tím, že vodu dokáže předehřát z 5 nebo 10°C na 20 až 30°C.

Schéma solárního systém pro ohřev TUV

„Vědci z University Ingolstadt – fakulty užitých věd zkoumali výkony solárních zařízení v rodinném dvojdomku. Cílem jejich projektu byl výzkum využití solární energie v dvojdomku s přestavěným systémem pro přípravu TUV a přitápění a jeho potenciál při redukcích emisí CO2. Dále se vědci zaměřili na vývojové parametry moderních vakuových kolektorů v porovnání s plochými kolektory v průběhu přípravy TUV a přitápění.
Konference ESTEC, Freiburg, Německo,

Rodinný dům je typický dvojdomek na bavorském venkově. Postaven v sedmdesátých letech minulého století, poté prošel modernizací na začátku let devadesátých. Zimní zahrada je integrována do budovy. Dům má relativně vysoký standard zateplení. Existující topná soustava (kotel na olejová paliva, ploché sluneční kolektory, podlahové vytápění) byla modernizována o integraci trubicových vakuových kolektorů a stratifikační nádrž (viz schéma). Do budovy bylo instalováno měřící zařízení k monitorování termo-dynamických funkcí jednotlivých komponentů daného systému, zvláště energetický výtěžek z obou systémů, vakuových a plochých kolektorů. Kromě toho bylo prováděno šetření i na zásobníku – zde se vědci zajímali hlavně o jeho stratifikační funkci.

Překlad popisek ve schématu – hydraulické schéma a měřící zařízení (Figure 2):

Obrázek 3, (Figure 3) zobrazuje výtěžnost vakuových i plochých kolektorů v průběhu zimy. Kromě oslunění na solární plochu je znázorněna výtěžnost co se týče hrubé plochy (šrafovaná část grafu) kolektoru. V průběhu celého období generovaly ploché kolektory vyšší výtěžnost na účinnou plochu kolektoru přes jejich nižší nominální výkonnost. Což je zajímavé, když uvažujeme nad těmito kolektorovými charakteristikami a náležitě hodnotíme oba typy kolektorů v reálném provoze (v poměru k laboratorním měřením). Pro zákazníka je toto určitě důležitá vlastnost výrobku jelikož pro zachytávání tepelného záření na střeše je vždy požadována kompletní plocha kolektorů, která je ve svém důsledku také koncovým zákazníkem zaplacena. Nehledě také na to, že dostupná střešní plocha limituje také množství (použitelných) kolektorů, zvláště v případech kdy je zapotřebí větších kolektorových ploch. U plochých kolektorů je poměr mezi celkovou plochou a plochou absorberu 1.12 u vakuových 1.60 (viz foto) !

Uvážíme-li absorbční plochu kolektoru, tedy čistou plochu absorberu (vyplněné části grafu) pak zjistíme že vakuové trubicové kolektory vykazují vyšší výtěžnost než ploché kolektory na podzim a na jaře. Přirozeně by se dalo předvídat, že energetická výtěžnost vakuových trubicových kolektorů bude růst při porovnání s plochými kolektory v období kdy okolní teplota vzduchu klesá. Z tohoto důvodu je to překvapivé zjištění, když uvážíme vyšší teoretickou i nominální účinnost vakuových kolektorů.

Překlad popisek v grafu č 3 – Oslunění, energetická výtěžnost a okolní teplota v podzimních, zimních a jarních měsících (Figure 3)

Insolation on collector surface – oslunění na kolektorovou plochu
Collector Yield FPC (Aperture Area) – Výtěžnost FPC – plocha kolektorového pole
Aperture Area – kolektorová plocha
Collector Yield VTC (Aperture Area) – Výtěžnost VTC – vakuový trubicový kolektor – plocha kolektor. pole
Aperture Area – kolektorová plocha Collector Yield FPC (Gross Area) – Výtěžnost FPC – plochý kolektor – účinná absorbční plocha
Gross Area – absorbční plocha
Collector Yield VTC (Gross Area) – Výtěžnost VTC – vakuový trubicový kolektor – účinná absorbční plocha
Gross Area – absorbční plocha
Ambient Air Temperature – venkovní teplota okolního vzduchu FPC – Plochý (vzdušný) kolektor VTC – vakuový trubicový kolektor

Poznámka v grafu: Výtěžnost plochého (vzdušného) kolektoru je vyšší než vakuového trubicového pokud jde o kolektorovou plochu, dokonce i v případě, kdy teplota okolního vzduchu klesá.

Obrázek 4, (Figure 4) zobrazuje typické období v Lednu. Sluneční záření (oslunění) je mírné a venkovní teplota je srovnatelně nízká (< 0ºC). Ve dnech 28 a 29.01 pracují pouze ploché kolektory. Dne 30.01 jsou téměř ideální podmínky pro vakuové trubicové kolektory: Vysoká hodnota slunečního záření při nízké teplotě okolí. Vakuové trubicové kolektory ale toho dne pracují pouze krátkou dobu v odpoledních hodinách, kdy již zapadá slunce. Na rozdíl od nich ale ploché kolektory pracují po celý den a přinášejí tepelnou energii na dostatečné úrovni. Tento stav nasvědčuje, že vakuové trubicové kolektory jsou pokryty námrazou, nebo sněhem po celou dobu a jejich přirozené odmrazování probíhá velice zvolna z důvodu jejich velice účinné izolaci vakuem.

Překlad popisek v grafu č 4 – Typické chování ko lektorů v Lednu (Figure 4)

Poznámky v grafu:

Flat plate Collector operates at low insolation and ambient temperature – Plochý kolektor pracuje při nízkém slunečním záření a nízké okolní teplotě
Flat plate Collector works continuously – Plochý kolektor pracuje nepřetržitě
Flat plate Collector (store inlet) – Plochý kolektor (teplotní příkon)
Vacuum Tube Collector starts late and operates short time (insolation decreases) – Vakuový kolektor začíná později a kratší dobu (záření ubývá)
Vacuum Tube Collector (store inlet) – Vakuový kolektor (teplotní příkon)
Insolation – sluneční záření (oslunění) Ambient

Obrázek 5, (Figure 5) zobrazuje typické fotografie obou typů kolektorů za podmínek pokrytí sněhem (vlevo) a námrazou (vpravo). Sníh může jednoduše sklouznout po hladkém skleněném povrchu plochých kolektorů. V opačném případě je zachycen mezi jednotlivé vakuové trubice a spodní uchycení kolektorových polí i při sklonu 33º.

Ohřevem vody v krytém bazénu si prodloužíte koupací sezónu o dva až tři měsíce. U nekrytých bazénů si v létě kompenzujete teplotní výkyvy.

Schéma solárního systém pro ohřev vody do bazénu

Ohřev bazénu je zajímavý doplněk systémů pro ohřev teplé vody, neboť v letních měsících zajišťuje odběr tepla z velké plochy kolektorů a v zimě snížit potřebu ohřevu teplé vody na minimum. Solární ohřev může i výrazně prodloužit sezónu užívání venkovních bazénů, resp. snížit náklady na vytápění bazénů krytých.

Schéma solárního systém pro ohřev TUV a vody do bazénu

Systém je vhodný pro ekonomický ohřev vody a podporu vytápění s možností ukládat přebytky do bazénu. Roční úspora nákladů činí až 75% na ohřev vody a 35% na vytápění. I zde je možnost do systému připojit další zdroje tepla..

Schéma solárního systém pro ohřev vody, přitápění a ohřev bazénu

Sluneční kolektory lze vedle ohřevu teplé vody také použít pro podporu vytápění domu. I když návratnost investice do tohoto systému je delší než v případě ohřevu teplé vody, lze u nízkoenergetických domů ušetřit až 35 % nákladů z celkové potřeby energie na vytápění a ohřev teplé vody. Delší návratnost investice je dána především skutečností, že zimní období, kdy potřebujeme topit nejvíce, je obdobím, kdy máme k dispozici nejméně slunečního záření. Tedy, aby se mohlo vytápění místností podpořit, musí se stanovit relativně velká plocha kolektorů. Při větší ploše kolektorů je však potřeba zamezit přehřívání systému v letních měsících – ideálním způsobem je v takovém případě použití solárního systému i k ohřevu bazénu.

Schéma solárního systém pro ohřev TUV a přitápění