Jak zaměstnat slunce

Přestože se snažíme ušetřit co nejvíce nákladů za energie, a stavíme proto energeticky co nejúspornější domy, ohřev vody nejčastěji svěřujeme drahým energiím – plynu a elektřině. Proč tuto činnost raději nesvěřit slunci? Solární termické kolektory mohou významně snížit náklady na ohřev vody, případně i na vytápění. Dokonce ještě můžete stihnout získat dotaci na jejich pořízení.

Spotřeba teplé vody v domácnostech stoupá, každodenní sprcha je samozřejmostí, vybavujeme se masážními vanami, přibývá venkovních i vnitřních bazénů. Ohřát ji na potřebnou teplotu je však energeticky náročné. V domácím rozpočtu tak výdaje za teplou vodu zaujímají stále větší podíl, i v poměru k tomu, že za vytápění utratíme v dobře zateplených domech stále méně. Sluneční energie je sice zdarma, avšak zařízení, které ji dovede využít, něco stojí. Kolik, to záleží především na tom, jak dalece chceme slunce zaměstnat. Můžeme jednoduše přihřívat vodu v bazénu, ohřívat teplou užitkovou vodu nebo můžeme kolektory zapojit do teplovodního otopného systému.

 

JAK FUNGUJÍ? 
Solární kolektory jsou konstruovány tak, aby dokázaly absorbovat co největší množství sluneční energie. Ty nejjednodušší, sluneční absorbéry, zahřívají přímo vodu, která jimi prochází. Používají se především k ohřevu vody v bazénu. U solárních termických kolektorů, plochých či trubicových, se nasbíranou sluneční energií ohřívá nemrznoucí kapalina, která pak dopravuje teplo k „uskladnění“, aby mohlo být využito v potřebnou chvíli, tedy i když slunce právě nesvítí. Uskladnit teplo dokážeme v akumulačním zásobníku, tedy dobře tepelně izolované nádobě s vodou. Voda se zde ohřívá pomocí výměníku – trubkové spirály, kterou proudí teplonosná kapalina zahřátá v kolektoru, odevzdá teplo vodě v zásobníku a uzavřeným okruhem se vrací zpět. Kromě těchto základních prvků musí být systém vybaven oběhovým čerpadlem zajišťujícím proudění teplonosné kapaliny, elektronickou regulací, která na základě porovnávání teplot v kolektoru a zásobníku spíná oběhové čerpadlo, expanzní nádobou sloužící k vyrovnání tlaku v primárním okruhu a dalšími prvky. Aby nám slunce přineslo co největší úspory energie, je potřeba co nejvíce vody ohřívat právě sluncem. Solární zásobníky se proto předřazují hlavnímu zdroji tepla, který pak pouze dohřívá již více či méně předehřátou vodu. Toto řešení volíme zejména tehdy, instalujeme-li kolektory dodatečně a pokud máme v domě pro umístění samostatného solárního zásobníku dostatek místa. Prostorově úspornější jsou zásobníky se dvěma výměníky, z nichž každý je napojen na jiný zdroj tepla, tak zvané bivalentní. I zde se dodržuje zásada přednostního ohřevu sluncem. Mohou být doplněny ještě elektroohřevem – topnou patronou, která poslouží k dohřátí vody v době, kdy je hlavní zdroj tepla mimo provoz. Existují i zásobníky, které umějí využívat kombinaci tří zdrojů tepla, například ještě krbovou vložku. Takzvané vrstvené nebo též stratifikační zásobníky dokáží přesně po vrstvách ukládat topné médium o různých teplotách do různých výšek zásobníku a tím efektivně využívat například sluneční záření i při nízké intenzitě.

 

 

 

 

PLOCHÉ, NEBO TRUBICOVÉ? 
To bývá jedna z nejčastějších otázek zájemců o pořízení solárních kolektorů. Je však třeba si uvědomit, že nepořizujeme pouze kolektory, ale celý výše popsaný solární systém. Volba typu kolektorů závisí na tom, k jakému účelu má systém sloužit. Svou roli hraje i jejich umístění, jednak z hlediska klimatických podmínek, ale i možností instalace. Ne vždy se podaří kolektor umístit optimálně k jihu a pod optimálním sklonem. Ploché kolektory jsou díky své jednoduché konstrukci levnější než trubicové vakuové kolektory, v porovnání s nimi však mají nižší účinnost zejména při nízkých venkovních teplotách a snížené intenzitě slunečního záření. Účinnost celého systému však není závislá pouze na účinnosti kolektorů a důležitý je samozřejmě vztah výkonu a ceny. Proto o volbě rozhoduje konkrétní situace, kterou by měl posoudit odborník, jenž dokáže zahrnout všechny potřebné faktory a zpracuje projekt. Obvykle se pro ohřev vody v domácnosti, případně sezonní ohřev bazénu, používají ploché kolektory s kvalitním selektivním povrchem a solárním zasklením. Pro náročnější instalace, pokud chceme slunce využívat v zimě i k podpoře vytápění nebo nemůžeme zajistit přímý dopad slunce, přicházejí v úvahu ploché vakuové kolektory s větší výškou izolace nebo vakuové trubicové kolektory, které dokáží účinně sbírat teplo i v zimních měsících.

 

 

NEBUDE SE PŘEHŘÍVAT? 
Další z obvyklých otázek, která vyplývá z nerovnoměrného rozložení slunečního svitu během roku. Obavy plynou z toho, aby se v letním období, třeba v době dovolené, voda neohřála natolik, že by mohla systém poškodit. Vhodným řešením je odvádět přebytečné teplo do bazénu, z toho pak plyne mylný názor, že si solární systém můžeme dovolit pouze s bazénem. Existuje více způsobů jak ochránit systém před přehřátím. Základem je správný návrh systému a kvalita jednotlivých prvků, aby při nenadálé provozní situaci odolaly extrémním teplotním a tlakovým podmínkám. Zejména důležité je, aby nebyl systém poddimenzován, to znamená, aby odpovídala velikost nádrže ploše kolektorů. A samozřejmě správná regulace systému. V našich podmínkách bývá dostatečnou pojistkou funkce nočního vychlazování. Havarijní stav může nastat při výpadku elektrického proudu, kdy se zastaví oběh nemrznoucí směsi systémem. Proto se do okruhu instaluje expanzní nádoba, která vyrovnává tlakové výkyvy, a pojistný ventil.

 

 

VYPLATÍ SE? 
Asi nejobvyklejší otázka. Odpověď na ni opět záleží na konkrétních podmínkách, kvalitním návrhu a také provedení. Špatně navržený solární systém nejenže nebude dostatečně efektivní, ale vzhledem k možnému přehřátí i nebezpečný. Co se efektivity, respektive návratnosti vložených prostředků týče, je podstatná spotřeba teplé vody v domácnosti, čím větší, tím je využití solární energie přínosnější. Rozdíl je i v tom, zda pořizujeme systém do staršího domu nebo do novostavby. Systémy pro ohřev vody nejsou závislé na typu a energetické náročnosti domu, jsou vhodné jak do starší zástavby, tak do novostaveb. Zato systémy sloužící v zimě i k přitápění se vyplatí v domech s malou tepelnou ztrátou a s nízkoteplotním teplovodním vytápěním. Oč je menší celková potřeba energie na vytápění, tím významnější bude příspěvek solárních kolektorů. A v neposlední řadě záleží na tom, s jakým palivem srovnáváme. Čím dražší, tím větší úspora. Tedy největší bude ve srovnání s elektrickou energií, o něco menší pak s plynem. Budeme-li uvažovat například o tepelném čerpadle, pak se efektivnost investice do solárních kolektorů může zdát malá. Přesto je i v tomto případě možné tuto kombinaci zvolit, pokud preferujeme co nejnižší provozní náklady, bereme ohled na přírodu a chceme si zajistit co nejmenší závislost na neobnovitelných zdrojích energie. Pro představu: Kvalitní solární systém pro ohřev vody v domácnosti je možné pořídit již za 85 000 Kč, systémy s přitápěním vyjdou o 20 000 až 30 000 korun dráž. Přitom solární kolektory dokáží pokrýt spotřebu energie na ohřev vody až ze sedmdesáti procent, přitápěním můžeme ušetřit až třetinu nákladů na vytápění. V současné době, do konce října, je možné získat dotaci z programu Nová zelená úsporám: u systémů pro ohřev vody až 35 000 Kč, pro ohřev vody a přitápění pak 50 000 Kč. V obou případech nesmí dotace přesáhnout 40 % nákladů na realizaci. Je zřejmé, že dotace pokryje zvýšenou investici do ohřevu vody s přitápěním. Pokud to nestíháte, nezoufejte, další výzvy mají následovat. A odpověď na otázku, za jak dlouho se nám vložená investice vrátí? Může to být již za pět let, možná za deset. Ptáme se však na návratnost investice, kupujemeli si auto nebo pořizujeme-li si bazén? Kromě slunce by nás mělo hřát pomyšlení, že využíváme energii, která nezatěžuje těžce zkoušené životní prostředí.

 

 

 

Datum vydání: 28. 5. 2015

Edit: Miloslava Perglová