V súčasnosti, keď sa čoraz viac ľudí snaží o energetickú sebestačnosť a znižovanie nákladov na energie, sa solárne kolektory stávajú atraktívnou alternatívou pre ohrev vody a podporu vykurovania. V tomto článku sa pozrieme na princíp fungovania solárnych kolektorov, ich konštrukciu, výhody a možnosti využitia v domácnostiach.
Čo sú solárne kolektory a ako fungujú?
Solárne kolektory sú zariadenia určené na získavanie tepelnej energie zo slnečného žiarenia. Hoci sa zdá, že najväčší rozmach už majú za sebou a záujem sa presúva k fotovoltickým panelom, v súčasnosti sa opäť dostávajú do popredia. Vlastnenie solárnych kolektorov nemusí byť alternatívou k fotovoltickým panelom, ale skôr ich doplnením.
Veľa laikov si mýli solárne kolektory s fotovoltickými panelmi (PV). Obe zariadenia využívajú slnečnú energiu, ale ich konštrukcia, princíp fungovania a účel inštalácie sú odlišné. Solárny kolektor sa inštaluje na zachytávanie slnečnej energie a jej prenos do vody, čím ju ohrieva. Solárne kolektory sa používajú na ohrev teplej úžitkovej vody (TÚV) a zriedkavo aj na podporu ohrevu vody v systéme ústredného kúrenia (ÚK). Naopak, fotovoltické panely sú elektrické zariadenia, ktoré obsahujú fotovoltické články produkujúce elektrinu pod vplyvom slnečných lúčov. Elektrická energia sa potom pomocou meničov prispôsobuje napätiu v dome (220-240V).
Fotovoltika alebo solárne kolektory?
Po zmene systému zúčtovania sa návratnosť fotovoltických systémov znížila, čo viedlo k opätovnému záujmu o solárne kolektory na ohrev teplej vody. Ďalším problémom je riziko preťaženia siete v krajine, keďže zastaraný energetický systém nebol pripravený na rýchly rozvoj fotovoltiky.
Konštrukcia solárnych kolektorov
Konštrukcia solárneho kolektora sa môže líšiť v závislosti od modelu, ale všetky pracujú na rovnakom princípe. Hlavným prvkom je absorbér, ktorý zabezpečuje príjem slnečného tepla. Absorbéry sú najčastejšie vyrobené z medi alebo hliníka a sú pokryté špeciálnym povlakom, ktorý zvyšuje schopnosť absorbovať teplo. Keď slnečné lúče dopadajú na absorbér, ten sa zahrieva a teplo sa prenáša na kvapalinu pretekajúcu solárnym panelom. Táto kvapalina je zvyčajne zmes vody a nemrznúcej kvapaliny (glykol), aby sa zabránilo zamrznutiu kolektora v zime. Solárne kolektory majú aj opláštenie, ktorého úlohou je chrániť kolektor pred únikom tepla smerom von. Celá konštrukcia je pokrytá sklom z tvrdeného skla.
Prečítajte si tiež: Možnosti vykurovania olejom
Princíp fungovania solárneho kolektora
Princíp fungovania solárnych panelov je jednoduchý. Kvapalina v rúrach sa vplyvom slnečného žiarenia zohrieva a dosahuje vysoké teploty. Zohriata kvapalina prechádza do zásobníka teplej úžitkovej vody (TÚV), kde odovzdáva teplo vode, ktorú využívajú obyvatelia domácnosti. Keďže sa v rúrach nachádza zmes vody a nemrznúcej kvapaliny, táto zmes prechádza cez výmenník tepla v zásobníku, ktorý zohrieva vodu bez toho, aby sa s ňou zmiešala.
Ak zásobník nemá voľný výmenník tepla, je možné zakúpiť doskový výmenník pre solárne panely. Podobne ako pri fotovoltických paneloch, aj správne umiestnenie a sklon solárnych kolektorov je dôležité. Odporúča sa montáž na južnej strane strechy. Pre efektívne zachytávanie tepla je dôležitý aj sklon solárnych kolektorov. V lete je optimálny uhol sklonu kolektora na streche približne 30° a v zime okolo 60°. Optimálnym riešením je nastavenie kolektorov na približne 40°.
Obnoviteľné zdroje energie v domácnosti
Obnoviteľné zdroje energie, ako sú solárne kolektory, nachádzajú čoraz častejšie miesto v bežných domácnostiach. Dôvodom je nárast cien energií z neobnoviteľných zdrojov a záťaž, ktorú predstavuje výroba elektriny z uhlia pre životné prostredie. Vďaka cenám solárnych systémov, finančným príspevkom a dotáciám môžete využívať energiu zo slnka aj u vás doma.
Solárne kolektory vs. solárne panely?
Solárne kolektory môžeme nazývať aj solárne panely, avšak tento pojem môžeme použiť aj na fotovoltické panely. Medzi kolektormi a fotovoltickými panelmi je rozdiel. Solárny kolektor využíva slnečnú energiu výlučne na výrobu tepla, zatiaľ čo fotovoltický panel premieňa slnečné žiarenie na elektrickú energiu.
Využitie solárnych kolektorov
Solárne kolektory premieňajú slnečné žiarenie na tepelnú energiu, ktorú odovzdávajú teplonosnej látke. Solárny kolektor si môžete predstaviť ako malý skleník, ktorý akumuluje slnečné žiarenie a tým ohrieva teplonosnú látku, ktorá preteká v trubiciach pod sklenenou doskou. Ďalej putuje potrubím a teplo odovzdáva vode, ktorá je zhromaždená v solárnom zásobníku, ktorý môže byť podľa potreby doplnený elektrickým doohrevom. Solárne kolektory dokážu priniesť ročnú úsporu na ohreve vody až do 70 %. Ak nevyužijete všetku ohriatu vodu na umývanie a sprchovanie, môžete ňou podporiť vykurovanie, najmä podlahový systém, alebo ohriať vodu v bazéne.
Prečítajte si tiež: Moderné vykurovacie riešenia pre kúpeľne
Solárne kolektory v bivalentnom systéme
Využívanie slnečnej energie nemožno naplno využívať počas slabej intenzity slnečného žiarenia, preto sa slnečné kolektory využívajú iba ako doplnkový energetický zdroj na ohrev teplej úžitkovej vody (TÚV) a prikurovanie v miestnostiach (temperovanie), prípadne aj na ohrev vody v bazénoch. Jedným z najpoužívanejších riešení je kombinácia solárneho systému s moderným kondenzačným kotlom. V takomto bivalentnom systéme kondenzačný kotol zohrieva vodu v solárnom zásobníku pri nedostatku slnečného žiarenia. Používajú sa bivalentné zásobníky teplej vody, ktoré sú vybavené dvomi výmenníkmi tepla, čo umožňuje ľahké pripojenie k solárnemu systému aj ku kondenzačnému kotlu. Kombinácia solárneho systému a plynového kondenzačného kotla nám môže ušetriť aj viac ako 40 % nákladov na vykurovanie a ohrev úžitkovej vody.
Umiestnenie solárnych kolektorov
Pri umiestňovaní solárnych kolektorov na stavbu treba brať do úvahy orientáciu strechy a sklon, aby sa dal využiť čo najväčší potenciál slnka. Ideálna orientácia strechy je na juh so sklonom 45°, avšak smerovanie na juhovýchod či až juhozápad a sklon strechy v rozpätí 30 - 60° sú plne postačujúce.
Typy solárnych kolektorov
V kombinácii s kondenzačným kotlom sa môžu využívať ploché aj trubicové kolektory. Ploché kolektory využívajú na zachytenie lúčov až 90 % svojej celkovej plochy, trubicové len okolo 50 %, no majú lepšie izolačné vlastnosti. Ploché kolektory dosahujú vyššie tepelné zisky v letných mesiacoch a trubicové zas počas chladných jarných a jesenných mesiacov.
Výhody solárneho ohrevu vody
Solárny ohrev vody poskytuje efektívny, ekologický a nákladovo efektívny spôsob, ako zabezpečiť teplú vodu. S jeho využitím môžete znížiť náklady na energiu, prispieť k ochrane životného prostredia a zabezpečiť spoľahlivý prísun teplej vody.
- Zníženie nákladov na energiu: Solárne systémy využívajú slnečnú energiu, ktorá je zdarma, čím sa znižuje závislosť od elektrickej energie alebo fosílnych palív na ohrev vody.
- Zníženie emisií CO2: Solárny ohrev vody produkuje energiu bez emisií skleníkových plynov.
- Využitie obnoviteľného zdroja energie: Solárne systémy poskytujú domácnostiam možnosť využívať slnečnú energiu, ktorá je dostupná každý deň.
- Nízka údržba: Solárne ohrevové systémy majú málo pohyblivých častí, čo znamená menej pravdepodobnosti porúch a vyžadujú minimálnu údržbu.
- Dlhá životnosť: Solárne panely a kolektory sú navrhnuté tak, aby vydržali 20 až 25 rokov alebo viac.
Inštalácia solárneho systému
Inštalácia solárneho systému zahŕňa výber vhodných solárnych kolektorov (ploché alebo trubicové), ich inštaláciu na strechu alebo iné slnečné miesto, inštaláciu zásobníka na ohriatu vodu a potrebné potrubia. Po inštalácii sa systém testuje, aby sa zabezpečilo, že funguje správne a efektívne.
Prečítajte si tiež: Vykurovanie plynom a zásobníkový ohrev
tags: #vykurovanie #solarnymi #kolektormi