Ak sa aj uplatnia všetky zásady energeticky úspornej výstavby, najdôležitejšou časťou domu zostáva systém na získavanie tepelnej pohody – či v lete alebo v zime. Podstatný vplyv na určenie najvýhodnejšieho spôsobu vykurovania majú okrem rozmerov budovy a orientácie vzhľadom na svetové strany tiež technológia výstavby, kvalita izolácie strechy a obvodového plášťa ako aj tepelný odpor otvorov. Pri voľbe systému získavania tepla a prípravy teplej úžitkovej vody pre nízkoenergetické a pasívne domy teda vychádzame z nízkej hodnoty celkových strát objektu.

Jednou z ciest, ako možno predísť negatívnym javom v dôsledku intenzívneho využívania fosílnych palív alebo ich aspoň obmedziť, je využívanie obnoviteľných zdrojov energie. Slnko je nevyčerpateľný zdroj energie a všetky ostatné obnoviteľné zdroje sú vlastne len pretransformovanou slnečnou energiou. Priame alebo nepriame využívanie slnečného žiarenia nemá takmer žiadne negatívne dopady na životné prostredie a zdravie človeka.

Teplo zo Slnka

Solárna energia je takmer stále k dispozícii, 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 aj na ohrev teplej úžitkovej vody alebo vody na vykurovanie.

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. V letných mesiacoch sa s výhodou využíva solárna energia aj na ohrev vody pre bazény.

Systém je jednoduchý – ak svieti slnko vykurovanie zabezpečuje solárna energia. 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 , 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 bivalentným spôsobom. Dodatkový zdroj tepla zabezpečí potrebnú dodávku tepla v období zníženej intenzity slnečného svitu.

Kolektory sú dobrá voľba 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.

Praktické využitie

Výroba slnečných termických kolektorov je síce spojená so spotrebou energie, avšak kvalitný slnečný kolektor vyprodukuje podľa dostupných údajov za 18 až 24 mesiacov toľko energie, koľko bolo nutné vynaložiť na výrobu potrebných komponentov a inštaláciu systému. Slnečné kolektory majú jednoznačne obrovský ekologický prínos, ktorý je evidentný najmä pri hodnotení redukcie ročných emisií.

Klimatické podmienky na Slovensku nie sú horšie ako v susednom Rakúsku. Rozdiel úrovne aktívneho využívania slnečnej energie u nás a u našich susedov je však priepastný. Kde hľadať príčiny?

Laická i odborná verejnosť na Slovensku má stále značne nereálne a skreslené predstavy o možnostiach využívania slnečnej energie. Na jednom póle tohto názorového spektra je totálne zavrhovanie tejto alternatívy, protipólom je nekritické vyzdvihovanie možností a potenciálu využívania slnečnej energie. Ako takmer vždy - pravda je niekde uprostred.

Praktické skúsenosti dokazujú, že príprava teplej vody pomocou solárnych sústav vykazuje veľmi priaznivé ekonomické parametre. Dnešné slnečné kolektory dokážu v prípade optimálneho zapojenia a prevádzkovania zabezpečiť 50 – 70 % z celoročného množstva energie potrebnej na ohrev TÚV. Technicky je možné dosiahnuť i vyššie percento pokrytia, ale za cenu zhoršenia ekonomických ukazovateľov. Optimálne navrhnutý a prevádzkovaný solárny systém na ohrev TÚV dokáže dodať ročne z 1m2 kolektorovej plochy 500 i viac kWh tepla (v letnom období je to denne cca 50 litrov teplej vody s teplotou 50 až 60 °C). V zimnom období, keď slniečko svieti nedostatočne, kolektory studenú vodu z vodovodu iba predhrejú a iný zdroj energie (elektroohrev, kotol ÚK) zabezpečí ohrev na požadovanú teplotu.

Bazén

Vďačným objektom na výhodnú inštaláciu solárneho ohrevu sú bazény. Vonkajšie bazény treba v našich podmienkach ohrievať aj v lete, aby sa dosiahla prijateľná teplota vody. Slnečné kolektory výrazne zvýšia teplotu vody a predĺžia dĺžku kúpacej sezóny. Ak je bazén skrytý vo vnútri budovy a nemá priame tepelné zisky zo Slnka, musíme na ohrev vody na príslušnú teplotu dodať všetku energiu.

V novostavbách rodinných domov bazénov pribúda a nie každý investor si uvedomuje, že okrem nemalých investičných nákladov sú s nimi spojené trvalé výdavky na ich prevádzku. Suma 1000 až 1 500 € ročne za ohrev vody v bazéne nie je ničím výnimočným. Z technického hľadiska sú práve bazény veľmi vhodné na ohrev vody solárnym systémom.

Vykurovanie

Častou otázkou je, či sa dá vykurovať iba slnečnými kolektormi. Odpoveď nie je jednoduchá. Treba mať na zreteli nesúlad medzi prísunom energie zo Slnka a potrebou tepla na vykurovanie. Technicky je síce možné realizovať vykurovanie objektu slnečnými kolektormi, ale ekonomická zmysluplnosť takéhoto riešenia je prinajmenšom otázna. Korektnejšie je hovoriť o podpore vykurovania, ak sú splnené určité podmienky:

- O bjekt má veľmi dobré tepelnotechnické parametre a nízkoteplotný vykurovací systém (stenové, podlahové, teplovzdušné alebo výrazne predimenzované konvekčné vykurovanie).

- Najjednoduchším a najlacnejším riešením je predohrev spiatočky pred jej vstupom do kotla alebo rozdeľovača.

- Citeľný prínos kolektorov pre ÚK nezabezpečia tri či štyri kolektory. Ich výrazne vyšší počet so sebou prináša potrebu riešiť otázku racionálneho využitia letných tepelných ziskov. Zmysluplným riešením je kombinácia s letným ohrevom vonkajšieho bazéna.

- Pretieto systémy je vhodný väčší uhol sklonu kolektorov (napr. 60°).

- V sporadicky využívaných rekreačných objektoch možno napojiť vykurovací systém priamo na kolektory bez výmenníka.

- V schéme zapojenia by mal byť aj centrálny zásobník tepla dostatočného objemu, do ktorého vstupuje teplo z kolektorov, ale aj z ďalších zdroje tepla, a napájajú sa z neho všetky spotrebiče.

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.

Ploché kolektory pozostávajú zo selektívne potiahnutej 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 znížiť tepelné straty. Trubice sa smerom k slnku dajú otáčať.

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 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.

Rastu záujmu o solárne systémy prospelo na Slovensku i zavedenie štátnych dotácií, predovšetkým ich dvojnásobné zvýšenie v auguste minulého roku

(mez)
Z podkladov firmy THERMO/SOLAR , Snímky: archív redakcie