Solární energie – ohřev vody, fotovoltaika a další možnosti využití

Každý někdy viděl solární panely nebo fotovoltaické články. Co se ale za nimi skrývá uvnitř budovy? Jaké součásti potřebujete k realizaci funkčního solárního systému? K čemu můžete energii ze Slunce využít a s jakým účinkem? To vám povíme v dalším díle seriálu o solární energii.

Praktická využitelnost dostupné sluneční energie

Jak už jsme si řekli v minulém článku – Možnosti solární energie v České republice - energie ze Slunce má několik významných výhod, mezi něž patří zejména dlouhodobá stabilita dodávek včetně konkrétního vyčíslení dostupné solární energie v našich zeměpisných šířkách. Tyto hodnoty jsou ale v současné době pouze papírové.

„V současnosti solární energii nejlépe využijete v systémech na ohřev vody, které pokryjí zhruba 10% energetickou spotřebu celého domu.“

Slunce by díky nim sice teoreticky mohlo pokrýt veškerou potřebu energie v domě, nicméně z mnoha důvodů je to zatím obtížně realizovatelné. Reálnou využitelnost nepříznivě ovlivňuje celá řada faktorů:

• Energie slunečního záření má jen malou plošnou hustotu a zařízení pro její zachycení jsou proto poměrně velká, a tudíž také drahá.
• Účinnost solárních kolektorů pro ohřev vody je zhruba 30–40%, fotovoltaické články mají průměrnou účinnost jen kolem 15 %, což dále zvyšuje rozměry zařízení a jeho cenu.
• Existuje výrazný časový a množstevní nepoměr mezi okamžitou nabídkou a okamžitou spotřebou (nejvíce dostupné energie je v létě, vodu ale spotřebováváte průběžně a topíte například hlavně v zimě) a zatím nejsou k dispozici vhodné metody pro dlouhodobé ukládání tepla ani elektřiny.

Standardní umístění panelů na jižní straně rodinného domu

Přesto je asi jediným opravdu zásadním omezením cena potřebných zařízení. Pokud by výrazně stoupla například cena elektrické energie a současně se snížila cena fotovoltaických modulů, většina ostatních problémů by se nejspíše rychle vyřešila. Možná, že se k tomu již rychle blížíme.

Po zahrnutí všech těchto faktorů lze s jistým zjednodušením říci, že v průměrném domě vytápěném plynem nebo elektřinou je výhodné použít solární systém na ohřev vody, a nahradit tak zhruba 10 % z té energie, kterou dům spotřebovává.

Možnosti využití sluneční energie

Sluneční energii lze využívat k celou řadou způsobů:

• vyhřívání domu (pasivní zisky jižními okny, Trombeho stěna, zimní zahrada apod.)
• ohřev vody v bazénu ohřev vody pro domácnost 
• absorbční chlazení (chladnička, klimatizace)
• destilace nebo sterilizace vody (získávání pitné vody)
• výroba elektřiny (fotovoltaické články) 
• pohon zařízení (pomocí Stirlingova motoru)

Komponenty solárních systémů

Při využití energie Slunce je zapotřebí:

• zachytit záření a přeměnit jej na vhodnou formu energie (teplo, elektřina)
• odvést energii do místa využití nebo uložení.
• uložit (akumulovat) energii pro pozdější využití 

Systémy na využití slunečního záření pro ohřev vody nebo přitápění mají zpravidla tyto základní součásti:

1. Kolektor – jeho cílem je zachytit dopadající záření a přeměnit jej v teplo. Jde tedy o zvenku „nejviditelnější část“ celého systému.

2. Zásobník – zde se teplo (ve formě ohřáté vody) podobně jako v systémech s elektrickým bojlerem uloží pro pozdější využití. Jeden z typů najdete např. zde.

3. Regulátor – elektronický mozek celého systému v provedení připomínajícím termostat. Jeho úkolem je zapnout oběhové čerpadlo ve chvíli, kdy teplota na kolektoru převýší teplotu ve spodní části zásobníku, a vypnout jej v okamžiku, kdy se teplota zásobníku blíží teplotě na kolektoru. Díky tomu zásobník neohřívá v noci kolektor. Příklady regulátorů najdete například na těchto stránkách.

4. Pomocná zařízení jako jsou ventily, expanzní nádoba, potrubí apod.

 
Některé fotovoltaické moduly se dokáží natáčet v osách pro dosažení maximální sluneční energie

Ne vždy musí být tyto části oddělené; existují systémy kde je kolektor a zásobník integrován dohromady a žádné potrubí a regulátor nejsou potřeba (pokud se zajímáte o problematiku hlouběji, na těchto anglicky psaných stránkách najdete základní typy solárních kolektorů). Podobná logika platí i pro pasivní domy; zde je kolektorem a současně zásobníkem vlastně celý dům.

U systémů pro výrobu elektřiny (fotovoltaické systémy) se záření zachycuje pomocí fotovoltaických modulů, což je analogie kolektoru, a jako zásobník slouží akumulátorová baterie nebo (častěji) se vyrobená elektřina rovnou pouští do rozvodné sítě.

Kapitoly článku

• • Praktická využitelnost dostupné sluneční energie
• • Solární systémy v praxi

Související články

• • Biopaliva – posel ekologie nebo hladomoru?
• • Máme adekvátní náhradu za benzin? Hybridy či LPG
• • Jsou elektřinou poháněné automobily řešením?
• • Tepelná čerpadla: ideální řešení pro rodinný dům?
• • Solární energie – kolik kWh lze získat? Výhody a nevýhody

Tagy: Energie, Dům a zahrada, Solární energie, Vytápění, Fotovoltaika, Krize fotovoltaiky

• Katalog firem
  úspory energií, obnovitelné zdroje
• Poradna
  nechte si poradit od odborníků
• Rodinný dům plný úspor
  interaktivní tipy na úspory
• Poptávka na zateplení
  nechte si spočítat náklady na zateplení
• Kalkulačky úspor
  spočítejte si náklady na fotovoltaiku či dotace
• Aktuální zpravodajství
  nenechte si ujít žádnou novinku

Nejlepší články ze Světa bydlení