Zhoršujúci sa stav životného prostredia a obmedzené zdroje fosílnych palív vedú k intenzívnejšiemu využívaniu solárnej energie. Táto energia, ktorú slnko poskytuje počas celého roka, je bezplatná a jej využitie je čoraz dostupnejšie vďaka množstvu firiem, ktoré sa venujú výrobe a montáži solárnych zariadení. To má priaznivý vplyv na zlepšovanie parametrov a znižovanie cien týchto zariadení.
Využitie Solárnej Energie v Domácnosti
Solárnu energiu možno využiť dvoma spôsobmi: na výrobu elektrickej energie prostredníctvom fotovoltickej elektrárne (FVE) alebo na ohrev vody pomocou termických solárnych panelov. Základom oboch systémov sú panely (kolektory), ktoré absorbujú slnečnú energiu. Ideálne je, keď sú natočené na juh, so sklonom 30 až 60°, aby sa dosiahli najvyššie solárne zisky. Dôležité je, aby panely neboli počas dňa zatienené.
Ohrev Vody Pomocou Solárnych Kolektorov
Pomocou solárnych kolektorov je možné pripraviť teplú vodu pre domácnosť na rôzne účely:
- Vykurovanie obytných priestorov
- Vykurovanie skleníkov alebo zimných záhrad
- Ohrev vody v bazéne
- Teplá voda na kúpeľ a hygienické účely
Výkonnosť týchto systémov ovplyvňujú klimatické podmienky, počet slnečných dní v roku a technické riešenie solárnej sústavy. Rozhodujúce je umiestnenie na streche, pričom ideálna orientácia je na juhozápad. Solárny systém dosahuje najvyššiu účinnosť, keď naň slnečné lúče dopadajú pod uhlom 90°. Keďže výška slnka sa mení, optimálny uhol sklonu je kompromisne nastavený na 30°. Vhodný sklon je možné zabezpečiť aj na plochých strechách pomocou špeciálnych nastaviteľných držiakov.
Počet Kolektorov a Zásobník
Slnečné kolektory majú obvykle rozmery 1 × 2 m. Na pokrytie bežnej spotreby štvor- až šesťčlennej domácnosti sú potrebné tri takéto panely s 300-litrovým zásobníkom. Ak má rodina vyššie nároky na ohrev teplej vody, napríklad aj na ohrev bazéna a vykurovanie väčších priestorov, je potrebné počet kolektorov zvýšiť.
Prečítajte si tiež: Možnosti vykurovania olejom
Fotovoltické Články a Výroba Elektrickej Energie
Podobne ako pri slnečných kolektoroch, aj fotovoltické články dosahujú optimálnu polohu na južnej alebo juhozápadnej streche v obdobnom sklone. Fotovoltický panel máva plochu 1,5 m2 a na strechu sa montujú minimálne v počte šesť kusov. Dnes sú k dispozícii aj fotovoltické panely, ktoré je možné zabudovať priamo do strešnej roviny, čím sa ušetrí na nákladoch na strešnú krytinu.
Fotovoltické zariadenia strácajú počas prevádzky na výkone, preto sa hovorí o garantovanom minimálnom výkone, ktorý by mal byť približne 80 % pôvodného výkonu počas 20 až 25 rokov prevádzky.
Solárne Sety na Ohrev Vody
Solárny set na ohrev vody GETI GWH02D 2,49 kWp s fotovoltaickými panelmi je prispôsobený na napájanie bežného 230 V bojlera či výhrevného telesa v akumulačnej nádrži na vodu. Je možné ho použiť aj na iné ohrievače a tepelné spotrebiče - napr. elektrické podlahové vykurovanie, infrapanely a pod., a to v dome i na chate. Musí to však byť spotrebič s mechanickým termostatom či vypínačom, bez elektroniky.
Tento set umožňuje zvoliť si fotovoltaický ohrev vody alebo ohrev z 230 V a nastaviť teploty, kedy sa to má prepínať - menič má vstavané prepínacie relé aj ochrany. Slnečnú energiu zachytávajú fotovoltaické panely JA Solar s čiernym rámom (6 ks po 415 Wp), a okrem nich a meniča tu nájdete 2 × 25 m káble aj s konektormi. Panely je možné neskôr dokúpiť, menič zvláda až 4 kW.
Táto solárna zostava na ohrev vody neobsahuje batérie - energiu uskladňuje samotná voda vo forme tepla, a neobsahuje ani držiaky na solárne panely. Kvôli bezpečnosti by ste mali dokúpiť rozvádzač s poistkami a prepäťovou ochranou.
Prečítajte si tiež: Moderné vykurovacie riešenia pre kúpeľne
Ďalším variantom je Solárny set na ohrev vody GETI GWH03W 2,49 kWp s fotovoltaickými panelmi prispôsobený na napájanie bežného 230 V bojlera či výhrevného telesa v akumulačnej nádrži na vodu. Rovnako sa dá použiť aj na iné ohrievače a tepelné spotrebiče, avšak s mechanickým termostatom či vypínačom, bez elektroniky. Tento set má vstavané prepínacie relé, ochrany a WiFi, takže ho môžete ovládať na diaľku cez smartfón.
Inštalácia a Bezpečnosť
⚠️ Fotovoltaický ohrev pracuje ako samostatný elektrický okruh mimo rozvodnej siete.
- Fotovoltaické panely sú pripojené fotovoltaickými káblami (+ a - ide zvlášť) k fotovoltaickému rozvádzaču. Ten nebýva v balení solárnych zostáv na ohrev vody, musíte ho dokúpiť samostatne, alebo vám ho zloží na mieru elektrikár. V rozvádzači sú poistkové odpínače s poistkami chrániace obvod proti nadprúdu a zvodič prepätia, ktorý chráni obvod proti prepätiu z úderu blesku.
- Z meniča potom ide 230 V výstup do bojlera. Môžete ho vyviesť do zásuvky, ak má bojler napájací kábel s 230 V zástrčkou, alebo bojler pripojiť k meniču káblom priamo (musí však mať vypínač), vhodný je kábel CYSY s adekvátnym prierezom (aspoň 2,5 mm2, ideálne 4 mm2).
- Do bojlera/akumulačnej nádrže ešte môžete vložiť tepelný senzor, ktorý býva v balení meniča. V tom prípade budete môcť nastavovať teplotu vody priamo na meniči. S týmto vám pomôže vodár/kúrenár alebo niekto, kto s tým má skúsenosti.
- K mnohým meničom môžete ešte pripojiť 230 V prívod, aby menič prepínal na ohrev bojlera z rozvodnej siete, keď nie je dosť elektriny zo slnka. Opäť ho pripojíte buď napevno káblom z príslušného elektroinštalačného okruhu (ističa v rozvádzači), alebo ho osadíte káblom s 230 V zástrčkou.
⚠️ Aj keď je fotovoltaický ohrev samostatný elektroinštalačný okruh, je to vyhradené technické zariadenie, na ktorom môže pracovať iba elektrotechnik s osvedčením. Napätie na ňom môže prekročiť 200 aj 300 V jednosmerných, čo je životu nebezpečné. Navyše, elektrické oblúky, ktoré vznikajú okrem skratu aj pri vypínaní jednosmerných obvodov, sa oproti striedavým veľmi ťažko zhášajú.
Výber Komponentov a Inštalácia Panelov
Pri výbere solárneho setu na ohrev vody alebo zostavovaní vlastného si dajte pozor na max. výkon meniča. Dôležitý je tiež odstup niekoľko cm od povrchu strechy, aby mohol vzduch voľne prúdiť a chladiť panely. Prehriaty panel = pokles výkonu. Niektorí domáci majstri si na panely vyrábajú konštrukcie, lepšou voľbou sú však rôzne konštrukčné systémy držiakov, ktoré sú na tento účel navrhnuté a vyrobené.
Optimizéry a Meniče
Optimizéry fotovoltaických panelov sú malé krabičky, ktoré sa zapoja ku každému panelu, a ktoré zabezpečujú, že všetky panely budú dodávať maximálny možný výkon za každých okolností. Ak by ste napríklad zatienili 1 alebo viac zo 6 panelov, poklesol by výkon každého jedného panela. No a práve tento problém riešia optimizéry.
Prečítajte si tiež: Vykurovanie plynom a zásobníkový ohrev
Meniče na fotovoltaický ohrev vody produkujú tzv. modifikovanú sínusovku a pracujú ako off-grid, tj. mimo rozvodnej siete. Na rozdiel od bežných fotovoltaických meničov ich nemôžete spojiť s rozvodnou sieťou, práve preto, lebo parametre výstupného napätia sú odlišné.
MPPT alebo PWM Regulácia
Vo svete fotovoltaických meničov existujú 2 spôsoby regulácie: MPPT a PWM. MPPT regulácia dokáže panely zaťažiť vždy takým prúdom, aby napätie na nich príliš nepokleslo a dodali tak optimálny výkon. Druhým typom regulácie je PWM, ktorá však dokáže napätie len znižovať a potenciál panelov nemusí využiť ani na polovicu.
Ďalšie Funkcie Meničov
Niektoré meniče na fotovoltaický ohrev vody dokážu prepínať medzi ohrevom z fotovoltaiky a z rozvodnej siete (230 V). Ďalšou funkciou je tzv. WiFi, takže sa pripoja cez vašu domácu WiFi sieť k internetu a môžete ich ovládať cez aplikáciu v smartfóne odkiaľkoľvek.
Batérie nie sú súčasťou fotovoltaických systémov na ohrev vody, pretože nabíjať prebytkom batérie a potom ich vybíjať ohrevom vody by zbytočne skracovalo ich životnosť.
Solárne Systémy a Kolektory
Solárne systémy a kolektory sa obvykle používajú na ohrev vody na vykurovanie bazénov, skleníkov a podobne. Možno ich použiť aj na vykurovanie, no takéto použitie je vhodné najmä pre budovy s tzv. nízkoteplotným vykurovacím systémom, teda napríklad podlahové vykurovanie.
V našich klimatických podmienkach dokážu celoročne fungujúce solárne systémy pripraviť 60-75% ročnej potreby ohriatej pitnej vody pre domácnosť (rodinné domy). Pre väčšie inštalácie, ako sú napríklad hotely, bytové domy a podobne, je percento pokrytia energie solárnym systémom najlepším pomerom medzi výškou investície a výkonom solárneho systému.
Kolektory pracujú na princípe fototermálnej konverzie, teda premene slnečného žiarenia na tepelnú energiu.
Dotácie
O dotáciu na zariadenia využívajúce obnoviteľné zdroje energie (OZE), ako sú solárne kolektory alebo fotovoltické panely, môžete požiadať v rámci projektu SIEA Zelená domácnostiam II.
Na inštaláciu slnečných kolektorov boli 23. júna 2020 vydané podľa nových pravidiel poukážky pre 694 zariadení v hodnote 1,15 milióna €.
Návratnosť Investície
Hovoriť o návratnosti investícií do solárneho systému je ťažké, vo všeobecnosti sa dá uvažovať nad desiatimi až jedenástimi rokmi. Na návratnosť investícií má vplyv aj správanie ľudí v domácnosti. Paradoxne, ak sú sporivejší a míňajú menej teplej vody alebo vykurujú priestory na nižšie teploty, návratnosť investície do zariadenia je dlhšia.
Návratnosť investícií do fotovoltických elektrární je na úrovni 11 rokov.
Výhody a Nevýhody Solárnych Zariadení
Veľkou nevýhodou solárnych zariadení je časový nesúlad medzi výrobou a spotrebou vyrobenej energie, čo platí aj o fotovoltickej elektrárni. Domácnosti majú najvyššiu spotrebu elektriny práve v čase, keď je slnečného žiarenia najmenej. Prebytok elektriny je možné ukladať v akumulátoroch, avšak táto možnosť je vzhľadom na vysoké vstupné náklady stále málo obľúbená.
Uvažovanie o inštalácii solárnych zariadení je dnes vzhľadom na vysoké vstupné náklady a dĺžku návratnosti investícií skôr otázkou pozitívneho postoja k novým technológiám a k ochrane životného prostredia.
tags: #vykurovanie #a #ohrev #vody #vyuzivanim #slnecnej