Spočtěte si: Kdy se vyplatí solární kolektory?0

Uvažujete o instalaci solárních kolektorů pro rodinný dům? Co vše je třeba započítat do investičních nákladů? Jak snížit pořizovací náklady na solární soustavu? Kolik vás bude stát provoz solárních kolektorů? Kdy se solární kolektory vyplatí?

Ekonomika solárních soustav je často diskutovanou otázkou. Na jedné straně stojí sluneční energie jako zdroj tepla dostupný všude a zdarma, na druhé straně technická zařízení pro využití slunečních zisků, často složitá, komplikovaná a tedy i investičně náročná.

„U solárních soustav pro rodinné domy tvoří 30–40 % ceny instalace solární kolektory.“

Motivace pro instalaci solárních soustav mohou být různé: od čistě svědomitého ekologického přístupu ve snaze snížit spotřebu primární energie svázané s produkcí emisí znečišťujících látek přes marketingový trend obrazu zodpovědného investora či obyvatele, až po striktně ekonomický pohled.

Právě ekonomické parametry solárních soustav jsou předmětem řady více či méně čísly podložených diskuzí a výsledky ekonomických analýz výrazně závisí na kvalitě vstupních údajů, často účelně zkreslených buď do kladných či záporných oblastí.

Solární soustava a její investiční náklady

Do investičních nákladů na instalaci solární soustavy je nutné započítat všechny výdaje spojené s instalací solární soustavy, od ceny studie, projektu, materiálu, dopravy a montáže po nezbytné stavební úpravy, které instalace solární soustavy vyvolá. Právě stavební úpravy (kotvení nosných konstrukcí k plášti budovy, zajištění hydroizolací, úpravy pro strojovnu apod.) mohou investici do solární soustavy, především u bytových domů, významně prodražit a jsou místně specifické, obtížně postižitelné obecně statisticky.

Investiční náklady na instalaci solární soustavy jsou silně závislé na instalované ploše (apertury) a typu solárních kolektorů. Cena prvků solárních soustav souvisí s velikostí instalované plochy solárních kolektorů:

• objem solárního zásobníku tepla se odvíjí od potřeby tepla, na kterou je navržena plocha kolektorů,
• výměník tepla přenáší tepelný výkon kolektorů, daný jejich plochou,
• světlost potrubí je dána průtokem kolektory na základě celkového výkonu (plochy) kolektorů,
• tloušťka tepelné izolace potrubí je dána světlostí potrubí,
• oběhové čerpadlo je určeno na základě průtoku a tlakové ztráty související se světlostí potrubí
• objem expanzní nádoby primárního okruhu se odvíjí od objemu potrubí a instalovaných kolektorů.

Solární kolektory: Typ ovlivňuje cenu

Zároveň obecně platí, že čím větší je solární soustava, tím nižší jsou měrné investiční náklady na solární soustavu vztažené na 1 m² instalované plochy solárního kolektoru a tím více celkové náklady závisí na ceně solárního kolektoru. Na obrázku níže je uvedeno typické rozdělení nákladů na solární soustavu pro různě velké soustavy s plochými solárními kolektory. Zatímco u malých soustav pro rodinné domy tvoří kolektory 30–40 % ceny instalace a měrné náklady se pohybují od 25 000–30 000 Kč/m², u větších solárních soustav nad 50 m² je podíl kolektorů téměř 50 % a náklady mohou klesnout až na cca 15 000– 20 000 Kč/m². V případě trubkových vakuových solárních kolektorů lze očekávat náklady na solární soustavu o 25–50 % vyšší při stejné ploše kolektorů.

 
Rozdělení investičních nákladů na solární soustavu

Cena solárních kolektorů vztažená na m² apertury velmi ovlivňuje celkovou cenu investice. Ploché solární kolektory v průměru vykazují nižší měrnou cenu (poloviční až třetinovou) oproti trubkovým vakuovým kolektorům s plochým, resp. válcovým absorbérem (Sydney) bez reflektoru nebo s reflektorem. Na dalším obrázku jsou uvedeny měrné ceny (bez DPH) různých typů solárních kolektorů vztažené k ploše apertury.

 
Cena solárních kolektorů různých konstrukčních typů (bez DPH) vztažená k 1 m² apertury

Solární zásobníky tvoří velkou část nákladů

Další významnou položkou v nákladech jsou solární zásobníky a jejich příslušenství (izolace, expanze, jímky, čidla). Cena zásobníků se liší podle účelu použití (zásobníky teplé vody, zásobníky otopné vody), vnitřní povrchové úpravy (bez úpravy, smalt), případně použitého materiálu (uhlíková ocel, nerezová ocel). Na následujícím obrázku jsou uvedeny ceny solárních akumulačních zásobníků bez výměníků tepla (nádrže) a průměrné měrné ceny vztažené na objem zásobníku.

 
Měrná cena zásobníků teplé vody a zásobníků otopné vody (včetně tepelné izolace)

Solární low-flow soustava: Snížení investice do potrubí

V neposlední řadě hraje v nákladech významnou roli i cena potrubí a tepelné izolace. Světlost potrubí hlavní větve primárního okruhu je dána velikostí kolektorové plochy, návrhem průtoku (nízký průtok, vysoký průtok) a hydraulickým návrhem (např. snaha o minimalizaci tlakových ztrát). Cena potrubí je výrazně dána jeho světlostí.

Na obrázku (viz níže) jsou uvedeny měrné ceny měděného a ocelového potrubí pro různé světlosti. Je patrné, že u měděného potrubí cena od rozměru 42×1,5 začíná strmě růst. Proto se u větších solárních soustav měděné potrubí nahrazuje ocelovým. Pracnější montáž je kompenzována nižší cenou potrubí.

Pro snížení investice do potrubí se velkoplošné solární soustavy projektují jako soustavy s nízkým průtokem (low-flow, 10–20 l/m².h) a vysokým ohřátím teplonosné kapaliny v kolektoru (nad 30 K). Solární low-flow soustava však zároveň předpokládá pokročilý systém řízeného nabíjení více zásobníků podle teploty, která je k dispozici na výstupu z kolektoru nebo řízeného teplotního vrstvení objemu uvnitř zásobníků samočinnými stratifikačními vestavbami či kombinaci obou přístupů.

Potrubí solární soustavy musí mít izolaci

Na světlosti potrubí závisí tloušťka tepelné izolace. Pro potrubí solárních soustav se obecně doporučuje tloušťka izolace rovná průměru potrubí, což zároveň přibližně odpovídá požadavkům vyhlášky (vyhláška 193/2007 Sb., kterou se stanoví podrobnosti účinnosti užití energie při rozvodu tepelné energie a vnitřním rozvodu tepelné energie a chladu) na instalaci tepelné izolace rozvodů tepelných soustav obecně. Na základě analýzy hospodárné tloušťky tepelné izolace je však možné stanovit hodnoty jiné (menší).

Na obrázku níže jsou také uvedeny ceny používaných tepelných izolací pro primární okruh solárních soustav na bázi EPDM (uzavřená nenasákavá struktura, odolná UV, tmax = 175 ºC) a minerální vlny (otevřená struktura, kašírovaná Al, tmax = 280 ºC). I když cena minerální izolace je především pro větší světlosti potrubí velmi příznivá, je nutné v případě venkovních instalací počítat s použitím plechového nebo alespoň plastového opláštění izolace jako ochrany před atmosférickými vlivy (vlhkost, vítr).

 
Srovnání ceny potrubí a tepelné izolace vztažené na 1 m pro různé materiály

Solární soustava na klíč

Pro investiční náklady v případě dodávky instalace solárních soustav na klíč ve stavbách pro sociální bydlení lze uvažovat podle zákona o DPH (Zákon č. 235/2004 Sb., o dani z přidané hodnoty) sníženou sazbu 10 %. Pro obytné budovy lze s ohledem na definici staveb pro sociální bydlení (rodinný dům s celkovou podlahovou plochou menší než 350 m² a bytový dům, v němž jsou byty pouze s celkovou podlahovou plochou menší než 120 m²uvažovat sníženou sazbu DPH v naprosté většině instalací solárních soustav v obytných budovách.

Solární soustava: Náklady sníží dotace

Investiční náklady mohou být sníženy veřejnými podporami, buď ve formě paušálního příspěvku na solární soustavu (rodinné domy), na bytovou jednotku (bytové domy), na m² kolektorové plochy apod. nebo ve formě procenta z investičních nákladů. Paušální podpora z veřejných prostředků sleduje především maximalizaci solárního pokrytí, tzn. za daný finanční objem dotace se očekává co největší zisk a úspora (dotační program Zelená úsporám).

Procentní podpora (dotace je poměrná částka z celkových investičních nákladů) sleduje i ekonomické parametry podpořené solární soustavy jako je investiční náročnost uspořené energie nebo úspory emisí, tzn. zda jsou veřejné finanční prostředky vynakládány efektivně (Operační program Životní prostředí).

Provozní náklady solární soustavy

Finanční prostředky vynakládané pro zajištění provozu solární soustavy působí proti úsporám zajišťovaným solární soustavou. Patří mezi ně především náklady na pomocnou energii pro pohon solární soustavy, servisní náklady na obsluhu a údržbu zařízení, případné opravy, náklady na pojištění apod. Obecně opět platí, že čím větší solární soustava, tím menší měrné provozní náklady vztažené k dosaženému zisku nebo kolektorové ploše.

Náklady spojené se spotřebou pomocné elektrické energie pro pohon solární soustavy (spotřeba čerpadel, regulace aj.) se pohybují u rodinných domů mezi 3–5 % tepelného zisku solární soustavy, zatímco u větších solárních soustav klesají pod 1 %.

Roční servisní náklady na údržbu a opravy je možné odhadnout ve výši 0,3–0,5 % z investičních nákladů na pořízení soustavy bez dotace (více viz publikace Remmers, K., H.: Velká solární zařízení, Era 2007). Procento je nižší než u konvenčních zdrojů tepla, neboť opotřebení solární soustavy za standardních provozních podmínek je nižší. Čím větší je solární soustava, tím nižší procento je možné uvažovat. Údržba se skládá především z vizuální kontroly, kde náklady jsou z velké části spojené s dopravou. Výměna solární kapaliny (40–80 Kč/l) se provádí cca po 5 letech, výměna oběhových čerpadel po cca 10 letech, výměna zásobníků po cca 15 letech.

Autorem článku je Ing. Tomáš Matuška, Ph.D. Článek vyšel v časopise Alternativní energie

Autor: Redakce Nazeleno.cz

Více článků od autora