Solárnu energiu začleňujeme medzi alternatívne zdroje na získavanie tepla. Prakticky je k dispozícii takmer stále, je nevyčerpateľná, čistá a jej využívanie vo vykurovacích systémoch predstavuje značnú úsporu. Solárne zariadenia sa dajú použiť na podporu nových inštalácií, ale aj existujúcich vykurovacích systémov, a to na ohrev teplej úžitkovej vody alebo vody na vykurovanie.

Teplo zo slnka
Solárne systémy, ktoré sa u nás realizujú najčastejšie, rozoznávame bivalentné alebo trivalentné. Kombinujú slnečné kolektory na získavanie energie zo slnečného žiarenia s doplnkovým zdrojom tepla, napr. s vykurovacou vodou z kotla, prípadne využívajú elektrické vykurovacie teleso na prípravu teplej úžitkovej vody a tepelné čerpadlo.

Systém je jednoduchý – ak svieti slnko, celý systém pracuje na solárnu energiu. V čase, keď slnko poskytuje málo tepelnej energie, zapojí sa klasický vykurovací systém. V podstate sa dá každé vykurovacie zariadenie doplniť solárnym systémom. Je jedno, či ide o vykurovací systém, ktorý spaľuje plyn, olej alebo pevné palivo.

Pri solárnom ohreve je najdôležitejšie akumulovať v zásobníkoch čo najväčšie množstvo energie, aby počas denného a večerného odberu nedochádzalo k štartovaniu doplnkového zdroja. Voľba typu zásobníka závisí od spôsobu použitia, či ide o ohrev teplej úžitkovej vody, podporu vykurovania alebo ohrev bazénu, od potrebnej veľkosti jeho objemu i od počtu nainštalovaných kolektorov. Aby sa solárna energia účelne využila, musia všetky komponenty vykurovacieho systému spolupracovať: kolektory, regulačné zariadenia, kotly, horáky a vykurovacie telesá.

Slnečné kolektory
Najdôležitejším komponentom systému je slnečný kolektor, ktorý premieňa slnečné žiarenie na tepelnú energiu odovzdávanú prostredníctvom teplonosnej látky do rozvodnej potrubnej siete. Množstvo energie, ktoré možno získať, závisí od klimatických podmienok, geografickej polohy miesta, správneho umiestnenia kolektorovej plochy a od technického vyhotovenia celého slnečného energetického zariadenia, ako sú regulačné a bezpečnostné zariadenia, čiže poistný ventil a expanzná nádoba.

Dôležitou súčasťou je regulácia solárnych zariadení. Snímače merajú teplotu kolektoru aj zásobníka, a keď sa teplota kolektoru zvýši nad nastavenú diferenčnú hodnotu – nad teplotu kolektoru, zapne sa obehové čerpadlo. Vytvorí sa uzavretý okruh a dochádza k ohrevu vody v zásobníkovom ohrievači.

Slnečné systémy efektívne pracujú s dodatkovým zdrojom tepla čiže bivalentnými systémami. Dodatkový zdroj tepla zabezpečí potrebnú dodávku tepla v období zníženej intenzity slnečného svitu. Kolektory sú dobrou voľbou pre nízkoteplotné energetické systémy, a to hlavne na ohrievanie teplej úžitkovej vody počas sezóny, ale aj na ohrievanie teplej úžitkovej vody v okrajových slnečných mesiacoch, prípadne na temperovanie vykurovaných miestností nízkoteplotnými systémami v okrajových mesiacoch vykurovacieho obdobia.

Montáž a upevnenie
Rôznorodosť stavieb si vyžaduje rôzne prvky na inštaláciu i montáž ako aj viaceré spôsoby upevnenia kolektorov. Solárne kolektory môžu byť montované na sedlovú, ale aj plochú strechu. Na sedlovú sú montované priamo, čím sa dá zmenšiť medzera medzi hranami panelu a strechou na minimum. Pre montáž na plochú strechu je nutné používať montážny rám. Avšak nepotrebujeme ho vždy montovať pevne k strešnej konštrukcii – stačí ich napríklad zaťažiť betónovými blokmi. Strešná krytina sa tým nepoškodí a nie je preto nutná ani ďalšia izolácia.

Ak montujeme doskové kolektory nad strešnú krytinu, máme k dispozícii rôzne druhy uchytávacích konzol, a to pre každý druh strešnej krytiny. Pri montáži doskových kolektorov do strešnej krytiny sa využíva najčastejšie strešná vaňa – pre každý slnečný kolektor osobitne. Pri plochých strechách sú to rôzne druhy nastaviteľných stojanov pre doskové kolektory. Tieto prvky na umiestnenie kolektorov umožňujú variabilnú skladbu kolektorov tak v zvislom ako aj vo vodorovnom vyhotovení.

Princíp fungovania
Ploché kolektory pozostávajú zo selektívne povrstvenej absorbérovej plochy s integrovanými rúrkami. Zmes nemrznúceho prípravku a vody prúdi cez rúrky, prijíma teplo slnečného žiarenia a odvádza ho na miesto spotreby. Kolektory na princípe vákuových trubíc sú zaujímavé tým, že dokážu ešte znížiť tepelné straty. Trubice sa smerom k slnku dajú otáčať.

Musíme spomenúť aj doplnkové vykurovanie k slnečným kolektorom, ktoré je potrebné, keď nesvieti slnko alebo vo veľmi chladných mesiacoch. Doplnkové zdroje sú najčastejšie zabezpečené lokálnymi elektrickými kotlami, plynovými kotlami, tiež kotlami na tuhé palivo alebo aj kachľovými pecami.

Trh ponúka kompletnú paletu produktov na využitie všetkých dôležitých obnoviteľných zdrojov tepelnej energie na zásobovanie nízkoenergetických či pasívnych domov. Kvalitná a dobre navrhnutá systémová technika zaručuje vzájomné prispôsobenie všetkých potrebných komponentov. Takto možno bez technických problémov kvalitne skombinovať kotly, slnečné kolektory, riadené bytové vetranie a zásobníkové ohrievače vody na riešenie konkrétnej aplikácie pre konkrétny dom, a to ako pri sanácii, tak aj pre novostavbu.

Kvalita a dobrá cena
Ak chcete mať vysoko funkčný a maximálne úsporný systém na ohrev úžitkovej vody, uvažujte o využití výhodného „balíka“ solárneho systému. Dokonale fungujúci solárny systém má byť ušitý „na mieru“ a vyladený pre vaše potreby a spokojnosť. Solárne systémy sú nielen ekologické, ale aj hospodárne.

Solárny „paket“ môže byť vyskladaný z 2, 3 alebo 4 kolektorov podľa veľkosti domácnosti. Podľa toho sa navrhuje aj veľkosť zásobníka vody. Každá z častí „paketu“ by mala mať značku renomovaného výrobcu a záruku kvality. Celkový návrh solárneho systému musí obsahovať aj príslušenstvo, predovšetkým pre automatickú reguláciu.

Najvýhodnejšie je obstaranie celého „balíka“ od jedného výrobcu, pretože to je zárukou hladkej spolupráce napríklad medzi reguláciou kondenzačného kotla a samotného solárneho systému.

Solárne systémy sú už úspešne odskúšané v praxi – množstvo podobných realizácií predovšetkým v západnej Európe, ale čoraz viac sa ich realizuje aj u nás. Pri rozhodovaní o výbere solárneho systému rozhoduje predovšetkým jeho energetická účinnosť, t. j. schopnosť premeniť čo najväčšie množstvo slnečnej energie na tepelnú. Ďalej je to komfort zaručený automatickou reguláciou prípravy teplej vody, bezproblémovosť prevádzky a dĺžka životnosti solárnych kolektorov ako aj celého systému. Bez pochyby treba oceniť vlastnosti systému vo vzťahu k životnému prostrediu.

Konkrétne technické riešenie
Ploché slnečné kolektory sú najrozšírenejším druhom slnečných kolektorov. Ich výhodou je dobrá nadobúdacia cena a vysoká účinnosť počas slnečných dní, ak je priaznivý uhol dopadu slnečných lúčov. Špičkový výkon dosahujú najmä v čase obeda a ráno a na večer sa ich výkon znižuje. Vysokú využiteľnosť dosahujú najmä v oblastiach s vysokou intenzitou slnečného žiarenia. Ploché slnečné kolektory sa používajú najmä na solárny ohrev vody.

Energetické využitie solárnych kolektorov a celého systému sa skúša podľa európskych noriem (EN 12975, časť 2).

Hlboko zapustená kolektorová vaňa má byť maximálne odolná proti nepriaznivým poveternostným podmienkam. Tepelná izolácia z minerálnej vlny v hrúbke 60 mm minimalizuje tepelné straty. Absorbér môže mať veľmi účinný selektívny povrch, napríklad s konštrukčnou formou – meander. Medzi kolektormi býva zabudovaný kompenzátor predĺženia. Panely majú bezpečnostné sklo (napr. v hrúbke 3,2 mm), ktoré sa odskúšava podľa EN 12975 proti krupobitiu. Je termicky predpäté, so zvýšenou svetelnou priepustnosťou. Panely sa dodávajú v dvoch variantoch: vertikálne  alebo horizontálne, pričom pri niektorých sa dá z jednej strany pripojiť až 5 kolektorov – ľubovoľne sprava i zľava.

Ploché slnečné kolektory sa pomerne jednoducho dajú namontovať na všetky bežné krytiny i na vodorovné plochy. Sú nastaviteľné v rôznych uhloch podľa potreby (20°, 30° či 45°). Záruka kolektorov sa pohybuje v rozpätí 5 – 10 rokov.

Solárne systémy môžu byť uceleným riešením ako pre domácnosti, tak aj pre náročných používateľov a navyše solárne „pakety“ spĺňajú aj podmienky na udelenie štátnej dotácie na podporu solárnych systémov.

(mez)
Snímky: Schuco, THERMO l SOLAR Žiar, Velox