Pět otázek ohledně solárních soustav a kolektorů

02.07.2009 19:08

Otázka č. 1 - Jaké typy soustav a kolektorů jsou na trhu?

a) standardní soustava (high flow) - soustava s vysokým průtokem

kolektory:	standardní sluneční kolektory (plochý selektivní, vakuový nebo trubicový)
průtok:	cca 50 [l /h.m²] kolektorové plochy
použití:	celoroční příprava TUV, přitápění objektu a ohřev bazénové vody
výhody:	typizované soustavy pro rodinné domy, volně dostupné na tuzemském trhu
nevýhody:	nutná nemrznoucí náplň kolektorů, která je však zdravotně nezávadná a biologicky odbouratelná, pomalý ohřev zásobníku na žádanou teplotu, omezený počet kolektorů v jedné hydraulické skupině (vysoké tlakové ztráty).

b) low-flow soustava - soustava s nízkým průtokem

kolektory:	standardní sluneční kolektory (plochý selektivní, vakuový nebo trubicový) speciální sluneční kolektory s rozšířenou vnitřní přestupní plochou
průtok:	cca 20 [l /h.m²] kolektorové plochy
použití:	celoroční příprava TUV, přitápění domu a ohřev bazénové vody
výhody:	volně dostupné na tuzemském trhu, vyšší výstupní teplota z kolektorů umožňující okamžité využití
nevýhody:	nutná nemrznoucí náplň kolektorů, nižší účinnost kolektorů vzhledem k vyšší průměrné pracovní teplotě (lze částečně eliminovat použitím kolektorů se selektivním povrchem absorbéru nebo vakuovaných kolektorů)

c) drain-back soustava - soustava s opakovaným vyprazdňováním kolektorů

kolektory:	speciální kolektory
průtok:	lze provézt jako high-flow i jako low-flow soustavu
použití:	beztlaká soustava, použití pro sezónní přípravu TUV a ohřev bazénové vody
funkce:	solární soustava je vůči okolnímu prostředí uzavřena. Poklesne-li teplota v kolektoru pod úroveň teploty ve spodní části zásobníku, regulátor odstaví oběhové čerpadlo. Voda z kolektorů a horní části potrubí primárního (solárního) okruhu samospádem steče do rezervy zásobníku. V okamžiku, kdy teplota v kolektoru je vyšší než teplota ve spodní části zásobníku, regulátor oběhové čerpadlo sepne. To startuje při svých maximálních otáčkách, tlakem vody je vypuzen vzduch z kolektorů do prostoru v rezervě zásobníku. Po několika minutách regulátor přepne chod čerpadla na nižší otáčky (čerpadlo překonává již jen hydraulické ztráty)
požadavky na soustavu:	rezerva zásobníku musí být umístěna pod úrovní nejnižší části slunečních kolektorů; připojovací porubí mezi rezervou, příp. zásobníkem TUV a kolektory musí mít dostatečný spád pro odtok; minimální průměr potrubí na solárním okruhu musí být d = 15mm pro zajištění plynulého odvodu vzduchu. Oběhové čerpadlo musí mít dostatečnou výtlačnou výšku podle dispozice solární soustavy
výhody:	není nutná nemrznoucí náplň kolektorů. Voda jako pracovní látka v primárním okruhu má o 10-15 % vyšší měrnou tepelnou kapacitu. Soustava zaručuje automatickou ochranu před zamrznutím a přehřátím, odpadá zabezpečovací zařízení. Vzhledem k tomu, že se jedná o beztlakou soustavu, je možné použít levné plastové zásobníky
nevýhody:	vyšší spotřeba el. energie na cirkulaci v soustavě (v porovnání s high-flow). Při cyklickém plnění a vypouštění trubek hrozí nebezpečí koroze při použití nevhodných materiálů. Dále je třeba instalace čerpadla s vyšší výtlačnou výškou

Otázka č. 2 - Jaké jsou nejvhodnější kolektory?

Na obr. jsou porovnány křivky účinnosti vakuového solárního kolektoru se selektivním absorbérem s kolektory na bázi transparentních izolací bez selektivního absorbéru (N) a se selektivním absorbérem (S). Je zřejmé, že vícenásobná zasklení vlivem výrazného poklesu optické účinnosti nemohou konkurovat pokročilým transparentním izolacím či vakuovým kolektorům. Kolektory s aerogelem i bez použití selektivního absorbéru mohou nalézt uplatnění především v aplikacích kombinovaných solárních soustav pro vytápění a chlazení s T_m - T_a > 50 °C. V této oblasti se účinností vyrovnají plochému vakuovému selektivnímu kolektoru.

Vhodnost typů kolektorů podle toho, co všechno budou mít za úkol ohřát, popisuje ve své práci Alena Hrubešová - ZDE.

Experimentální dům s vakuovými kolektory ZDE.

Kolektory s vakuovými trubicemi jsou sice dražší než kolektory ploché, ale mají lepší vlastnosti (vyšší účinnost) při nízkých venkovních teplotách. Vzhledem k velmi nízké tepelné ztrátě domu je tak možné pomocí vakuových kolektorů pokrýt významnou část energie potřebné na vytápění. Použité vakuové kolektory umožňují podle údajů výrobce získat v podmínkách České republiky 650 až 850 kWh/m² za rok. Pro 6 m² to představuje 3900 až 5100 kWh za rok.

Různé kolektory slouží k různým účelům. Dané podmínky a způsob využití určují, jaký typ je třeba zvolit. Pro sezonní ohřev vody pro venkovní bazény je vhodný nekrytý plastový absorbér nebo plochý neselektivní kolektor. Ploché neselektivní kolektory je v našich klimatických podmínkách možno využít i k letnímu ohřevu pitné vody (OPV). K celoročnímu OPV, pro kombinované systémy s ohřevem vody pro venkovní bazény a na podporu vytápění jsou zapotřebí ploché selektivní kolektory. Pro interiérové bazény, na podporu vytápění v energeticky úsporných domech a na výrobu technologického tepla jsou vhodné vakuové kolektory (ploché, trubicové).

Z meraní ktoré sa robili na dvoch systémoch 24 m2 kolektorov plochých a 24 m2 vákuových bol od skorej jary do neskorej jesene rozdiel účinosti max 10% v prospech vákuových kolektorov ale rozdiel v cene bol skoro 100% .Vákuové kolektory majú zmysel v oblastiach ako je Šumava,Tatry...kde sú extrémne zimy alebo na technologické účely(teploty nad 100 stupňov) ale na ohrev teplej vody resp. prikurovanie sú vhodnejšie kvalitné ploché kolektory napr.Heliostar T2,SunWing, a pod
Celkem souhlas, ale trubicové kolektory nemusí být nutně dražší, mrkněte za kolik prodává trubice čínská továrna a budete překvapen. Trubicové kolektory májí v čase vyšší stabilitu učinnosti, zkrátka plochý kolektor po 10 letech bude díky konstrukčnímu provedení vždy více ohlodán zubem času než skleněný válec s vákuem uvnitř.
A návratnosť kolektorov? Pred 20 rokmi sme 3 roky monitorovali na tú dobu najkvalitnejšie sl.kolektory u nás SALK 200. Po 3 rokoch prevádzky,nám vyšiel priemerný denný zisk z 1m2,cca 2,8 kWh. V dnešnej dobe sa vyrábajú kvalitnejšie kolektory /napr.SunWing viď foto./.Napr.uvedený kolektor má abs.plochu 2.027 m2 x 2.8 kWh x 365 dní= 2071,59 kWh za rok !! Vynásobte to sadzbou za el.energiu a máte ročný zisk !! Cena uvedeného kolektora je 12.500Kč. Návratnosť kolektorov je necelých 5 rokov pri súčas.cenách,neuvažujem zdražovanie energii...Ak uvažujete o bojlery treba vačší z prevádzkových dovodov.120-200l je na kolektrory málo.

Otázka č. 3 - Jaký energetický zisk přináší kolektorové pole v praxi?

NED ve Samotíškách: Pùvodní plocha kolektorového pole 9 m², byla navržena pro pøitápìní a ohøev TUV. Celkový energetický zisk za tøi roky byl 18 655 kWh, to je prùmìrný roèní energetický zisk 690,9 kWh/m².

Použité vakuové kolektory umožňují podle údajů výrobce získat v podmínkách České republiky 650 až 850 kWh/m² za rok. Pro 6 m² to představuje 3900 až 5100 kWh za rok.

Energetický audit RD Kaliště u Lípí
Bilance po 5 letech provozu