MPO Efekt - energie efektivně
 INFORMAČNÍ PORTÁL Ministerstva průmyslu a obchodu
    O PODPOŘE ENERGETICKÝCH ÚSPOR A VYUŽITÍ OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ ENERGIE

Informační listy

Informační listy shrnují základní poznatky k danému tématu a odpovídají na často kladené otázky. Zpracovány byly pro podporu poradenství EKIS s finančním přispěním z Programu EFEKT - Státního programu na podporu úspor energie a využití obnovitelných zdrojů energie.

Využití solární energie k výrobě tepla

Rok vydání: 2006
Zdroj: EkoWATT

K výrobě tepla či ohřevu užitkové vody se požívají termosolární (nebo též solární) kolektory. Jedná se o zařízení pro zachycení slunečního záření a jeho přeměnu na teplo, které je následně odvedeno teplonosnou kapalinou do místa spotřeby, např. do zásobníku teplé vody. Základním stavebním prvkem termosolárního kolektoru je absorbér, což je obvykle plochá deska s neodrazivým (tmavým) povrchem na níž jsou uchyceny trubice pro odvod ohřátého teplonosného média (např. vody). Solární absorbér přeměňuje zachycené solární záření na tepelnou energii (dlouhovlnné záření). Ta je pomocí teplonosného média (kapalina, vzduch) proudícího trubicemi absorbéru odváděna do místa okamžité spotřeby nebo akumulována v zásobníku.

Uložením absorbéru do uzavřené skříně, která má jednu stěnu prosklenou vznikne solární kolektor, který využívá tzv. "skleníkového efektu" a má mnohem vyšší výkon zejména za horších meteorologických podmínek (na jaře, na podzim a v zimě).

Kolektory dělíme podle tvaru na ploché a trubicové (ty mají absorbér zataven ve vakuové trubici). Vakuum snižuje tepelné ztráty a zvyšuje účinnost při dosažení vyšších výstupních teplot; používá se i u plochých kolektorů.

Kvalitní solární kolektory mají absorbér opatřený spektrálně selektivní vrstvou (speciální černá barva nebo galvanické pokovení), zaskleny jsou speciálním sklem s nízkou pohltivostí slunečního záření. Mnohem lépe dokáží zpracovat i difúzní záření a mají tak i vyšší účinnost.

Vysokovýkonový solární kolektor HELIOSTAR H-202 N2P firmy thermo|solar Žiar s.r.o.

U koncentračních kolektorů čelní (lineární Fresnelovy čočky) nebo odrazová plocha (duté zrcadlo) koncentruje záření na menší absorpční plochu. Dosáhne se tak vyšších teplot a vyšší účinnosti. Doplňují se polohovacím zařízením, které natáčí kolektor nebo jeho absorbér za Sluncem.

Součástí systému je dále zásobník na teplou vodu s výměníkem tepla. Objem zásobníku musí odpovídat ploše kolektorů, aby i v létě akumuloval zachycenou energii a nedošlo k poškození systému. Potrubí mezi kolektorem a zásobníkem by mělo být co nejkratší, kvalitně tepelně izolované a navržené na požadovaný průtok teplotu a tlak teplonosné kapaliny. Cirkulaci teplonosné kapaliny zajišťuje oběhové čerpadlo. Nutná je rovněž expanzní nádoba a tlakový ventil pro vyrovnávání tlaku. Automatická regulace zabezpečuje řízení a optimální výkon systému, chrání jej před poškozením a zajišťuje regulaci tepla mezi spotřebiči.

Solární systémy se nejčastěji využívají pro ohřev teplé užitkové vody, pro ohřev bazénů a pro přitápění. Nejrozšířenější je v ČR bezesporu klasický solární systém pro ohřev teplé vody s celoročním provozem. Je to dvouokruhový systémem s kolektory, výměníkem a nemrznoucí teplonosnou kapalinou s možností elektrického dohřevu zásobníku, případně dohřevu ústředním vytápěním.

Schéma zapojení dvouokruhového solárního systém s nuceným oběhem. © EkoWATT
Popis: 1-solární kolektor, 2-solární zásobník (trivalentní), 3-kotel ústředního vytápění, 4-elektronická regulace solárního systému, 5-elektrické topné těleso, 6-výměník tepla okruhu ústředního vytápění, 7-výměník tepla solárního okruhu, 8-teploměry, 9-manometr, 10-expanzní nádrž, 11-oběhové čerpadlo, 12-pojišťovací ventil, 13-odvzdušňovací ventil, 14-výstup teplé vody, 15-uzavírací ventily, 16-zpětná klapka, 17-plnicí kohout, 18-vstup studené vody z vodovodního řadu. Pozice č. 8, 9, 10, 11, 12, 16 spolu s průtokoměrem jsou na solární instalační jednotce.

Jaká termosolární zařízení jsou v současnosti na trhu?

Předně je potřeba uvést, že solární systém je vždy dodáván „na míru“ specializovanou firmou, i když je složený z dostupných komponent na trhu. Někteří výrobci dokonce solární kolektory neprodávají samostatně, aby si neodbornou laickou instalací nezkazili dobré jméno na trhu. Pro sestavení solárního systému je třeba celá řada odborných zkušeností. Chybné zapojení může mít vážné následky, včetně například zničení kolektoru. Koupi samotného kolektoru lze přirovnat ke koupi automobilového motoru. Bez celé řady dalších dílů a odborných znalostí se nesvezete.

Některé společnosti však dodávají celé solární systémy jako stavebnice. Zde se může amatérský zájemce mnohem lépe a bezpečně realizovat.

Z výše uvedeného také vyplývá, že v systému EIS nemohou být zařazeny jako výrobky solární systémy, ale jen jejich komponenty – zejména solární kolektory.  

Jaké kolektory použít pro určitou aplikaci?

Jednoduché plastové absorbéry, nebo jednoduché kolektory jsou vhodné zejména na letní ohřev vody, na ohřev bazénu. V létě dosahuje i takto jednoduché zařízení téměř stejných parametrů, jako kvalitní solární kolektor, nebo může mít dokonce i lepší parametry. Je to tím, že absorbér němá krycí sklo, které snižuje výkon a tepelné ztráty do okolí jsou zanedbatelné (teplý vzduch na sluníčku má teplotu až kolem 40°C).

Tyto absorbéry dodává např. známá česká společnost Ekosolaris.

Výhody: Jsou levné a mají velmi dobrý výkon v létě, snadno se instalují a udržují.

Nevýhody: Hodí se pouze pro sezónní použití, nevhodné jsou na celoroční provoz.

Kovové ploché kolektory s konverzní selektivní vrstvou jsou velmi rozšířeny a používají se na celoroční provoz – pro celoroční ohřev teplé vody a případně i pro přitápění. Dávají velmi dobrý výkon i v zimních měsících, na jaře a na podzim.

Plochý vodní kolektor. Foto: EkoWATT

Výhody: Přijatelná cena, vysoký výkon, celoroční provoz, univerzální použití;

Nevýhody: Náročná instalace, nevhodné pro montáž vlastními silami;

Trubicové vakuové kolektory jsou speciální kolektory určené do klimaticky náročnějších podmínek. Mají velmi malé tepelné ztráty do okolí a i v zimě poskytují vyšší teplotu na výstupu než ploché kolektory. Jsou vhodné zejména na přitápění a ohřev vody pro celoroční provoz.

Trubicový vakuový kolektor. Foto: EkoWATT

Výhody: Nejvyšší možný výkon; celoroční provoz; zvláště vhodné pro přitápění.
Nevýhody: Vysoká cena; velmi náročná instalace; zcela nevhodné pro montáž vlastními silami.

Zpracoval: EkoWATT

© MPO 2008. Kontakt na správce webu:
Realizoval: EkoWATT. Webhosting, webdesign a publikační systém Toolkit - Econnect