Solární systémy, tepelná čerpadla a další obnovitelné zdroje

Solární systémy, tepelná čerpadla a další obnovitelné zdroje

Tato příloha bude aktualizována

Ušetříte energii, životní prostředí a můžete získat  podporu Solární systémy  Tepelná čerpadla - teplo z okolního prostředí Solární systémy Tepelná čerpadla Viessmann Vaillant Stiebel Eltron Viessmann Stiebel Eltron R&H Nibe Mach Tatramat  Regulus Veskom Regulus TWI Thermosolar  R&H   NELUMBO  Vermos     JH Solar   Reflex     Svoboda  VK Technik

Solární systémy

Využití sluneční energie k vytápění a ohřevu teplé vody je ideální jak z ekologického hlediska, tak i z hlediska dlouhodobé úspory energie. Solární systém je vhodný tam, kde je velká spotřeba teplé vody. Tento systém dovede kromě ohřevu vody i přitápět, a to za pomoci kolektorů napojených na běžný systém ústředního vytápění. Toto zařízení je určeno zejména pro celoroční přitápění v rodinných domcích. Použije-li se v objektech, které nejsou pravidelně obývány (rekreační chaty či chalupy), dokáže snížit jejich vlhkost i tvorbu plísní. Správně vyprojektovaný solární systém může svému majiteli ušetřit 70 až 80% nákladů na ohřev teplé vody, 25-30% nákladů na vytápění (při použití vakuových trubicových kolektorů až 40% nákladů na vytápění), až 90 % nákladů na ohřev bazénu (v letním období). Systém má řadu modifikací, lišících se počtem kolektorů, velikostí solárních zásobníků a zapojením.

Česká republika má poměrně dobré podmínky pro využití solární energie. Celkově na naší republiku dopadá od 1100 do 1250 kWh/m² solární energie ročně, přičemž doba přímého slunečního svitu se pohybuje mezi 1600-2200 hod. Nutno však dodat, že energie dopadá na zem značně nerovnoměrně, jednak v závislosti na počasí a jednak v závislosti na ročním období. V ČR dopadá v období mimo topnou sezónu až 75% ročního množství solární energie, na zbytek roku, tedy asi na 7 měsíců, připadá pak jen 25% energie.

Využití sluneční energie můžeme rozdělit na využití tepelné energie a přímou přeměnu slunečního záření na elektrickou energii pomocí fotovoltaických kolektorů.
Tepelnou energii využíváme pomocí slunečních kolektorů, existují v zásadě dva typy: deskové kolektory a kolektory koncentrační.

Deskové kolektory

Základem kolektoru je zasklený rám s absorbérem tepla. Sluneční záření projde krycím sklem a je absorbováno černou plochou (absorbérem) z mědi, hliníku nebo umělé hmoty, díky vlastnostem skla nedojde již k jeho opětovnému vyzáření do prostoru. Pro zmenšení tepelných ztrát je kolektor ze spodní části izolován.
V absorbéru proudí teplonosná látka, může to být kapalina (voda nebo nemrznoucí směs) nebo i obyčejný vzduch - podle se dělí deskové kolektory na kapalinové a vzduchové. Účinnost těchto kolektorů se během roku pohybuje od 80 a více procent. Existuje speciální typ deskového kolektoru - vakuový kolektor, který do určité míry kompenzuje tyto ztráty a je primárně určen pro přitápění v zimním období.

Solární soustavy pro ohřev TUV

Hlavní součástí solárních soustav jsou sluneční kolektory sloužící jako zdroj tepla a solární zásobník, v kterém se ohřívá TUV a který slouží zároveň jako akumulátor tepla, ve většině případů se jedná o bojler s topným výměníkem. Systém je dvouokruhový, a proto je možné jej používat celoročně.
Jednookruhové systémy bez výměníku, kdy v kolektorech proudí přímo ohřívaná voda, se pro ohřev TUV používají jen zřídka, pro svou nevýhodu každoročního vypouštění a napouštění.

Podle způsobu zapojení rozdělujeme systémy na samotížné a systémy s nuceným oběhem.

Samotížné soustavy
Používají se pro menší a střední systémy pro ohřev max. 400 l TUV denně.
Podmínkou funkce těchto soustav je umístění zásobníku TUV nad sluneční kolektory tak, aby výškový rozdíl mezi zásobníkem a horní hranou kolektorů byl alespoň 80 cm.
Prakticky systém funguje stejně jako samotížné topení, kolektory představují kotel a zásobník TUV radiátor. Hlavní výhodou samotížné soustavy je jednoduchost, není potřeba regulace ani oběhové čerpadlo. Soustava není závislá na dodávkách el. energie. Prakticky stačí pospojovat kolektory a připájet je dvěma trubkami k sol. zásobníku. Na nejvyšší místě okruhu je zapojen odvzdušňovací ventil, dále je do systému vřazena expanzní nádoba a napouštěcí a pojistný ventil. Vzhledem k tomu, že systém nemá žádné aktivní prvky, je vysoce spolehlivý a bezporuchový. Pokud jsou komponenty kvalitní - nerezový zásobník, kolektory z ušlechtilých kovů, měděné potrubí, bude jeho životnost mnoho desítek let.

Hlavní nevýhodou samotížných soustav je nutnost instalovat solární zásobník výše než kolektory, což omezuje množství aplikací. Systém také není tak účinný, protože směs proudí pomaleji než v soustavách s nuceným oběhem, což se projeví sníženou účinností v zimě nebo při špatném počasí, zase na druhou stranu není třeba žádná energie k pohonu oběhového čerpadla.

Soustavy s nuceným oběhem
Obsahují navíc oběhové čerpadlo, regulaci a zpětnou klapku, která zamezuje zpětnému proudění.
Jejich cena je sice vyšší než cena samotížných soustav, avšak mají oproti samotížným soustavám vyšší celkovou účinnost a umožňují velkou variabilitu připojení a umístění jednotlivých komponent soustavy.

Základní typy solárních kolektorů

Vakuové trubkové kolektory jsou kolektory s nejvyšší účinností zejména v zimním období, neboť vysokým vakuem uvnitř trubice jsou téměř eliminovány tepelné ztráty konvekcí. Další výhodou přímo protékaných trubkových vakuových kolektorů je variabilnost jejich umístění. Mohou být umístěny i ve svislé poloze a natočením trubic s absorbérem se docílí optimální orientace vůči dopadajícím paprskům slunečního záření. Jejich nevýhodou jsou vyšší pořizovací náklady.

Ploché vakuové kolektory jsou jedním z nejmodernějších výrobků v oblasti solární techniky. Spojují v sobě výhody trubkových vakuových kolektorů (nízké tepelné ztráty) a plochých zasklených kolektorů se selektivní vrstvou (nižší pořizovací náklady při zachování vysoké účinnosti).

Plochý zasklený kolektor se selektivní vrstvou. Tyto kolektory by měly v současnosti představovat nejrozšířenější typ instalovaných kolektorů. Jejich pořizovací náklady jsou jen o málo vyšší než u neselektivních plochých kolektorů s matným černým absorbérem avšak při vyšší účinnosti. Selektivní vrstva podstatně snižuje tepelné ztráty sáláním z povrchu absorbéru (o 15 - 30 %). Její princip spočívá v nízké emisivitě pohlceného záření.