Solární energie

Solární soustavy v panelových domech

Využití sluneční energie pro přípravu teplé vody v panelových domech je na jedné straně energeticky výhodné vzhledem k celoročně zajištěnému a relativně rovnoměrnému odběru tepla (např. oproti vytápění), na straně druhé musí respektovat daný typ domu, konstrukční soustavu, dispoziční podmínky nejen pro umístění solárních kolektorů, ale také solárních zásobníků, vlastní systém přípravy teplé vody případně zdroj tepla (plyn, elektřina, CZT), který je v dané lokalitě k dispozici. Vlastnímu rozhodnutí o instalaci solární soustavy by proto měla předcházet studie proveditelnosti, která posoudí možnosti realizace a varianty návrhu, ekonomiku instalace a vyhodnotí související rizika.

Energetické parametry solárních soustav

Základem návrhu a hodnocení solárních soustav pro přípravu teplé vody je správně stanovená vlastní spotřeba tepla, kterou má solární soustava pokrýt, a skutečně využité tepelné zisky solární soustavy. Určení reálných přínosů solární soustavy slouží jako podklad k energetickému (úspora energie), ekologickému (úspora emisí) a ekonomickému (návratnost) hodnocení solárních tepelných soustav.

Provozní účinnost solární soustavy

Vzhledem k nestejným klimatickým podmínkám a různým úrovním dopadající sluneční energie se bude v různých lokalitách a v různých letech hodnota využitých tepelných zisků solární soustavy lišit. Vztažením využitelných tepelných zisků ke sluneční energii dopadlé v místě instalace na plochu kolektorů se stanoví celková účinnost solární soustavy

Účinnost solární soustavy charakterizuje energetickou kvalitu solární tepelné soustavy bez ohledu na klimatické podmínky. Účinnost soustavy je závislá jak na kvalitě použitých prvků (kolektor, zásobník, výměník, tepelné izolace, regulace, hydraulické zapojení) tak na dimenzování plochy kolektorů vůči potřebě tepla.

Spotřeba pomocné energie soustavy

Pro stanovení celkové energetické bilance solární soustavy je vhodné hodnotit také spotřebu pomocné elektrické energie na provoz solární soustavy (spotřeba oběhových čerpadel, pohonů, regulace, aj.). Zatímco u samotížných solárních soustav je spotřeba pomocné energie nulová, u solárních soustav s nuceným oběhem je zapotřebí dodat elektrickou energii na pohon, případně regulaci. Pomocná elektrická energie je důležitá pro vyhodnocení reálných přínosů solární soustavy s ohledem na vyjádření skutečných úspor primární energie a emisí CO₂.

Návrh plochy solárních kolektorů

Předpoklady pro úspěšnou technickou realizaci solárních soustav v panelových domech zahrnují kvalitní analýzu provozních podmínek (doba provozu, spotřebitelská náročnost, životní styl obyvatel, roční profil spotřeby, atd.), možnosti umístění solárních kolektorů s ohledem na architektonickou koncepci domu a okolí, a dále prostorových nároků na související technologii (zásobník, rozvody).

U návrhu solárních soustav pro přípravu teplé vody v panelových bytových domech je zásadní omezující podmínkou skutečnost, že v letním období není k dispozici žádný „spotřebič tepla“ pro využití letních zisků. Dimenzování solární soustavy je tak omezeno plochou kolektorů pro krytí letní potřeby teplé vody. Předimenzované solární soustavy v panelových domech mohou vést k provozním problémům spojeným v letním období se stagnací (var teplonosné látky ve velké ploše kolektorů, pronikání přehřáté páry do rozvodů, nebezpečí poškození i prvků vzdálených od kolektorového pole) a ke snížení měrných ročních využitých tepelných zisků solární soustavy, které jsou u bytových domů obecně více zohledňovány z důvodu sledování ekonomických parametrů instalace.

Na Obrázek 1 je znázorněna bilance solární soustavy pro přípravu teplé vody s různým pokrytím potřeby tepla. Z grafu je patrné, jak vlivem předimenzované plochy rostou významně letní nevyužitelné přebytky, zatímco odpovídající pokrytí již významně neroste.

Obrázek 1: Průběh teoreticky využitelných tepelných zisků a skutečně využitých zisků solární soustavy pro přípravu teplé vody při různém solárním pokrytí (orientační příklad).

Energetické přínosy soustavy – využité solární zisky

Zhodnocení solární soustavy z hlediska jejích energetických přínosů lze provést různým způsobem:

Umístění solární soustavy na panelovém domě

Nejjednodušší zapojení solární soustavy pro přípravu TV je soustava s kolektory umístěnými na střeše s jedním centrálním stratifikačním zásobníkem. Solární okruh je zapojen přes deskový výměník do centrálního tlakového zásobníku, stejně jako dodatkový zdroj tepla pro doohřev vody v horní části zásobníku.

 

Obrázek 2: Realizace solárních kolektorů. Bytové družstvo Orlová.

Další možností, kam umístit solární soustavu na panelovém domě je zábradlí balkonů a lodžií jednotlivých bytů, je to opět soustava s jedním centrálním stratifikačním zásobníkem. Solární okruh je zapojen přes deskový výměník do centrálního tlakového zásobníku, stejně jako dodatkový zdroj tepla pro doohřev vody v horní části zásobníku.

 

Obrázek 3: Realizace solární soustavy na lodžiích panelového domu. Zelený pruh

 

 

 

Kapitolu zpracoval pro VaV Ing. Tomáš Matuška, PhD., doplnil Miroslav Purkert.

-Telefonická konzultace s panem Kalinou - Reguluj

-http://www.scmbd.cz/priklad-navrhu-solarniho-systemu-pro-pripravu-teple-vody-v

-Analýza pana Kaliny na tzb-info