Solární systém - jeho výběr, stavba, první potíže
Solární systémy jsou dnes všude. Můžete se dočíst se o moderních technologiích, ambiciózních plánech na vybudování solární elektrárny na Sahaře a jiných vzletných nápadech. Jaká je ale jejich využitelnost v praxi? Nabízíme vám unikátní zkušenosti jednoho obyčejného systému na ohřev vody z české kotliny. + VYPLATÍ SE JEHO PROVOZ?
V našem seriálu o solární energii jsme vám na Nazeleno.cz doposud představili možnosti solární energie a její konkrétní kvantitativní vyjádření v České republice (aneb kolik kWh slunce je u nás k dispozici?). Představili jsme si konkrétní systémy, které využívají slunečního záření. Tentokrát se ale přesuneme z plánů, nabídek a ambiciózních prohlášení politiků do reality. Konkrétní místo v České republice, konkrétní solární systém na ohřev vody a konkrétní zkušenosti po pěti letech provozu.
Reklama Solární energie krok za krokem |
|
Komponenty solárního systému
Letos uplynulo již 30 let od doby kdy jsem se začal poprvé zajímat o využití sluneční energie a 5 let od chvíle, kdy jsem instaloval solární systém k ohřevu vody na svém domě. Prodleva čtvrt století mezi těmito událostmi se zdá být neúměrně dlouhá, myslím, že ale dobře ilustruje základní problém spojený s využíváním solární energie u nás – dlouhou dobu návratnosti vložených prostředků a tedy malou motivaci k pořízení takového systému.
Já jsem se k tomu dlouhá léta chystal, porovnával investice a výnosy a pořád mi to připadalo jako nevýhodná investice. Je ovšem pravdou, že u mne byly podmínky ještě zhoršené tím, že nemám na domě dostatečný kus střechy orientované na jih a tak jediné místo, které pro umístění systému přicházelo v úvahu, byla střecha zahradní boudy. Tu ovšem v odpoledních hodinách stíní střecha domu, což snižuje zisky solárního systému zhruba o 10 až 15 %.
V roce 2005 jsem nicméně usoudil, že je to již morálně neúnosné přednášet o využití solární energie a sám ji doma nepoužívat, a začal plánovat solární systém. Využil jsem nakonec zájmu rakouských kolegů z ARGE Erneuerbare Energie z Villachu, kteří chtěli rozšířit svůj svépomocný způsobu solárních instalací do České republiky a uspořádali jsme u mne doma dvoudenní kurz spojený s instalací solárního systému na výše zmíněnou zahradní boudu.
Minerální vata izoluje absorbéry zespodu
Stavba solárního systému
Bylo to zajímavé, místy dobrodružné a nakonec celkem úspěšné. Použity byly komerčně dostupné kvalitní vysoce selektivní absorbéry TINOX (ve formě proužků s měděnou trubkou uprostřed), které se paralelně propojily a vytvořily výsledný absorbér. Absorbéry („solární panely“) s celkovou plochou zhruba 5,5m2 byly uloženy do kolektorové vany vyrobené z dřevěných trámků a sololitu.
Jako izolace pod absorbéry byla použita minerální vata (obr.1). Pro zakrytí absorbérů bylo použito speciální profilované kalené sklo (obr.2). Hotový kolektor byl pak za pomoci účastníků kurzu vyzvednut na střechu boudy (obr.3) upevněn a oplechován. Mezitím byl ve sklepě umístěn 400litrový solární zásobník (obr.4). Poté následovalo připojení spojovacího potrubí a osazení čidel teploty (na výstup kolektoru a do jímky ve spodní části zásobníku), zapojení čerpadla a regulační jednotky (SH-1).
Absorbéry (solární panely) shora kryje speciální kalené sklo
Primární okruh byl po propláchnutí a zkoušce funkčnosti naplněn nemrznoucí solární kapalinou Solaren. Aby bylo možné sledovat okamžitý výkon systému a měřit množství tepla dodaného do zásobníku, namontovali jsme do solárního okruhu měřicí turbínku. Ve spojení se solárním regulátorem poskytuje údaje o okamžitém výkonu a o celkovém množství tepla dodaném kolektory do zásobníku. Stav počítadla (suma energie v kWh) zaznamenávám pravidelně do sešitu a převádím do tabulky v Excelu. Ukázka ročního průběhu teplot a tepelné zisky v jednotlivých měsících je v grafu 1.
První problémy s provozem
Ukázalo se, že v období mimo topnou sezónu (řekněme od poloviny května do poloviny září) je solární systém schopen pokrýt prakticky všechnu naší spotřebu teplé vody. Plynový kotel mohu nechat mimo topnou sezónu vypnutý a zapínám jej jen občas, když několik dnů vůbec nesvítí slunce. Možnost vypnutí kotle na celé léto je velice výhodný, předtím jsem používal nepřímotopný zásobníkový ohřívač a kotel jej dohříval i několikrát denně.
Manželka si chválí, že máme k dispozici mnohem větší pohotovou zásobu teplé vody než dříve. V zimním období je naopak příspěvek solárního systému jen málo významný; nejhorší měsíce jsou prosinec a leden, kdy je velmi málo slunečných dnů. Z grafu 2 je vidět, že teplota ve spodní části solárního zásobníku je jen kolem 25°C (voda z vodovodní sítě má kolem 10°C).
První rok měl občas potíže s přehříváním, regulace je nastavena tak, že při 90°C v zásobníku vypne čerpadlo. Zapne se, až když teplota na kolektoru vystoupí nad 120°C. Poté se snaží zvýšit tepelné ztráty kolektoru, což ovšem v situaci bez odběru tepla nepomůže. V trubkách kolektoru se pak vytváří pára a kapalina se stáhne do expanzní nádoby.
Instalace „svépomocí“ (a s pomocí 10 dalších lidí)
Systému by to nemělo vadit, ale podle mého názoru to snižuje životnost solární kapaliny. Časem jsem se naučil v době, kdy je nejvíce slunečního svitu, vodou trochu více plýtvat a dopřávat si třeba vanovou koupel namísto obvyklé sprchy. Občas jsem kolektor i zakrýval, když jsem byl doma sám a nebyla šance vodu spotřebovat. Zdá se, že systém je mírně předimenzovaný – respektive, že my hospodaříme s teplou vodou příliš úsporně.
