Solárna trubica: Princíp fungovania a využitie

Slnko predstavuje nevyčerpateľný zdroj energie, ktorý je možné efektívne využívať prostredníctvom solárnych termálnych systémov. Tieto systémy umožňujú majiteľom domov využívať slnečnú energiu na ohrev teplej úžitkovej vody a podporu vykurovania, čím sa znižujú náklady na energie a emisie CO2. Solárne termálne systémy sú ideálnym doplnkom vykurovacích systémov v obytných, komerčných aj obecných budovách.

Ako funguje solárny termálny systém?

Základný princíp solárneho termálneho systému je pomerne jednoduchý. Solárne kolektory zachytávajú slnečné žiarenie a premieňajú ho na tepelnú energiu. Táto energia sa následne prenáša do zásobníka, kde sa uchováva a neskôr využíva na ohrev vody alebo podporu vykurovania. Solárne kolektory sú kľúčovou súčasťou solárnych termálnych zariadení.

Solárne kolektory: Srdce systému

Ich hlavnou úlohou je zachytávať slnečné svetlo a premieňať ho na teplo. Existujú dva hlavné typy solárnych kolektorov:

• Ploché kolektory: Skladajú sa z tepelne izolovaného hliníkového rámu pokrytého vysoko priehľadným špeciálnym sklom. Toto sklo umožňuje preniknutie veľkej časti slnečného žiarenia do vnútra kolektora, kde dopadá na absorbér. Absorbér je povrchovo upravený tak, aby pohltil čo najviac slnečných lúčov a len minimum sa odrazilo späť do okolia. K absorbčnej vrstve je prichytené potrubie, cez ktoré prúdi teplonosná kvapalina. Pre minimalizáciu tepelných strát je kolektor uložený v tepelne izolovanom ráme. Ploché kolektory Viessmann, ako napríklad Vitosol 100-FM alebo Vitosol 200-FM, sú vybavené patentovaným vypínaním ThermProtect v závislosti od teploty.
• Vákuové trubicové kolektory: Skladajú sa z jednotlivých trubíc, ktoré sú prepojené cez kolektor. Každá trubica obsahuje absorbér a teplonosné médium. Teplonosné médium sa počas ohrevu odparuje, kondenzuje na kolektore a odovzdáva slnečnú energiu solárnej kvapaline (solárnemu médiu).

Ploché a vákuové trubicové kolektory

ThermProtect: Ochrana pred prehriatím

Solárne kolektory Viessmann sú vybavené patentovaným vypínaním ThermProtect v závislosti od teploty. V prípade plochých kolektorov ThermProtect pozostáva zo špeciálneho absorpčného povlaku, ktorý mení svoje vlastnosti pri zmene teploty. Ak teplota kolektora stúpne nad bod vypnutia, zmena štruktúry kryštálov spôsobí, že sa vyžiari viac tepla. Teplota kolektora potom klesá a solárne kolektory už nie sú ohrozené prehriatím. Vo vákuových trubicových kolektoroch funguje vypnutie v závislosti od teploty prostredníctvom samoregulačnej tepelnej trubice. To zabraňuje kondenzácii média v tepelných trubiciach vždy, keď ich teplota stúpne nad 150 stupňov Celzia. Funkcia vypnutia závislá od teploty ThermProtect funguje bez ďalších komponentov.

Solárny zásobník: Uchovávanie energie

Ak je ponuka slnečnej energie väčšia ako potreba tepla v dome, solárny zásobník absorbuje energiu zo solárneho systému pred jej neskorším uvoľnením pre spotrebiteľov. To pomáha zabezpečiť, aby sa v dome využilo čo najviac solárneho tepla. Typ použitého zásobníka energie závisí od funkcie solárneho tepelného systému.

• Zásobník teplej úžitkovej vody: Používa sa, ak sa systém používa na ohrev teplej úžitkovej vody. Zásobníky teplej vody, ako napríklad Vitocell 100-B/-W, sa plnia teplou vodou a sú vybavené dvoma špirálovými výmenníkmi tepla. Spodný výmenník tepla vedie horúce solárne médium cez zásobník, zatiaľ čo horný výmenník tepla je pripojený ku kotlu, ako je napríklad plynový kondenzačný kotol Vitodens 300-W. Ak výkon solárneho systému nepostačuje na dosiahnutie požadovanej teploty teplej vody, riadiaca jednotka aktivuje druhý generátor tepla.
• Zásobník vykurovacej vody: Používa sa, ak je solárny tepelný systém navrhnutý tak, aby fungoval ako záloha ústredného kúrenia. Zásobník vykurovacej vody sa naplní vykurovacou vodou, ktorá sa ohrieva solárnym teplom prostredníctvom výmenníka tepla.

Solárny okruh: Prenos tepla

Solárny okruh zabezpečuje, aby sa teplo z kolektorov dostalo do domu. Spája komponenty systému a je naplnený solárnym médiom (zmesou vody a nemrznúcej zmesi). Médium sa ohrieva v solárnych kolektoroch a čerpadlom sa čerpá do zásobníka. Tu médium uvoľňuje tepelnú energiu, zohrieva zásobník a ochladzuje sa.

Inštalácia a umiestnenie solárnych kolektorov

Pre dosiahnutie maximálneho úžitku zo slnečnej energie je dôležité správne umiestnenie a inštalácia solárnych kolektorov.

• Umiestnenie: Solárne kolektory by mali byť inštalované na mieste, kde budú vystavené slnečnému žiareniu po celý deň, najčastejšie na streche.
• Orientácia: Na dosiahnutie čo najvyššej účinnosti by mali byť kolektory otočené na juh, s odchýlkou do 30°. Pri predimenzovaní kolektorov ich môžete orientovať aj na východ alebo západ.
• Sklon: Sklon kolektorov by mal byť v rozsahu 25 - 60°, max. 25 - 70°.

Výhody solárnych termálnych systémov

• Úspora nákladov na energiu: Správne navrhnutý a nainštalovaný systém solárnych kolektorov vám dokáže vďaka bezplatnej energii získavanej zo slnka ušetriť až 70 % nákladov na ohrev teplej úžitkovej vody a nemalú časť nákladov na vykurovanie.
• Ochrana životného prostredia: Inštaláciou solárneho tepelného systému preukážete svoj záväzok chrániť životné prostredie tým, že trvalo znížite emisie CO₂.
• Zvýšenie hodnoty nehnuteľnosti: Solárny termálny systém zvyšuje hodnotu vašej nehnuteľnosti.
• Dlhá životnosť: Solárne systémy na ohrev vody majú pomerne dlhú životnosť, v závislosti od výrobcu by mali fungovať dokonca viac ako 20-25 rokov.

Fotovoltaický ohrev vody ako alternatíva

Alternatívou k solárnym kolektorom je fotovoltaický ohrev vody. Tento systém využíva fotovoltaické panely na výrobu elektrickej energie, ktorá sa následne používa na ohrev vody v bojleri alebo akumulačnej nádrži. Fotovoltaický ohrev vody je jednoduchším riešením ako solárne kolektory, pričom komponenty sú vybrané tak, aby bez problémov spolupracovali. Tieto systémy pracujú mimo rozvodnej siete.

Komponenty fotovoltaického ohrevu vody

Zostavy sa najčastejšie skladajú z fotovoltaických panelov, špeciálneho meniča a príslušenstva v podobe fotovoltaických káblov. Menič umožňuje prepínanie medzi fotovoltaickým ohrevom a ohrevom z 230 V siete. Niektoré modely majú vstavané prepínacie relé, ochrany a WiFi pripojenie, takže ich môžete ovládať na diaľku cez smartfón.

Inštalácia a bezpečnosť fotovoltaického ohrevu vody

Fotovoltaický ohrev vody je vyhradené technické zariadenie. Inštalovať ho môže iba kvalifikovaný elektrotechnik s osvedčením podľa vyhlášky 508/2009 Z. z. Na fotovoltaických paneloch môže byť napätie vyše 200 či 300 V jednosmerných, pričom jednosmerný prúd vytvára pri poruche omnoho nebezpečnejší elektrický oblúk ako striedavých 230 či 400 V.

Výhody fotovoltaického ohrevu vody

• Nižšia cena: Fotovoltaické sety na ohrev vody sú lacnejšie oproti teplovodným slnečným kolektorom.
• Jednoduchšia montáž a údržba: Montáž a údržba fotovoltaického ohrevu vody je jednoduchšia ako pri solárnych kolektoroch.
• Flexibilita: Fotovoltaický ohrev vody sa dá použiť aj na iné ohrievače a tepelné spotrebiče.

Využitie solárnych systémov pre efektívnu energiu

Solárna energia je významným a dostupným alternatívnym zdrojom energie. Jej intenzita na zemskom povrchu sa pohybuje medzi 1340 a 1390 W/m2. Medzi najefektívnejšie metódy zberu slnečnej energie patrí využitie solárnych kolektorov, ktoré premieňajú slnečné žiarenie na teplo.

Rozdelenie kolektorov

V praxi sa najviac využívajú dva druhy - ploché kolektory a trubicové kolektory. Vlastníci bazénov ešte veľmi často používajú bazénové plastové solárne absorbéry.

Solárny kolektor je pokrytý špeciálnou absorpčnou vrstvou, ktorá pohlcuje čo najviac slnečných lúčov a len minimum odráža do okolia. Aby bol celý proces čo najefektívnejší, rúrky pre teplonosnú kvapalinu sú uložené v tepelne izolovanom ráme, prekrytom sklom. To chráni absorpčnú vrstvu pred mechanickým poškodením a zároveň vytvára vzduchovú izolačnú vrstvu.

Trubicové solárne panely na ohrev vody majú naopak lepšie izolačné vlastnosti. Tento typ kolektorov je zložený zo sklených trubíc, v ktorých je už pri výrobe vytvorené vysoké vákuum.

Hlavný rozdiel medzi plochým a trubicovým kolektorom je vo veľkosti plochy, ktorú využívajú na zachytenie slnečného žiarenia a jeho následnú premenu na tepelnú energiu. Plochý solárny kolektor efektívne využíva na zachytenie slnečných lúčov až 90% svojej plochy, pričom trubicový len 50%. Avšak trubicové kolektory dokážu dosiahnuť vyššie tepelné zisky aj v chladnejšom počasí, pretože majú vďaka vákuovým trubiciam, ktoré udržujú vysoké percento zadržaného tepla, menšie tepelné straty.

Solárne kolektory dokážu priniesť ročnú úsporu na ohreve vody až do 70 %. Solárne kolektory ohrievajú vodu v zásobníku vody. Napríklad riešenie ZSE Solar Komfort 3,75 kW obsahuje 3 solárne kolektory a zásobník vody 300 l - pokryje potreby domácnosti s 4 a viac členmi.

Solárny ohrev vody je technológia, ktorá využíva slnečnú energiu na ohrev vody. Tento systém je ekologický a nákladovo efektívny spôsob, ako zabezpečiť teplú vodu v domácnostiach, komerčných objektoch a priemyselných aplikáciách.

Solárne systémy umožňujú pokryť až 60% ročnej spotreby teplej vody v rodinných domoch. Tieto zariadenia tiež prispievajú k vykurovaniu, najmä na jar a jeseň. Pre rodinné domy sú k dispozícii ploché kolektory a vákuové trubice, pričom ich funkčný princíp je podobný. Slnečné žiarenie sa premieňa na teplo pomocou selektívnych absorpčných vrstiev a teplonosná látka prenáša získané teplo do ohrievača vody.

V tabuľke je zobrazené rozdelenie kolektorov:

tags: #solárna #trubica #princíp #fungovania

Populárne príspevky:

• Techniky pre obrábanie plechu
• Adriana Poláková: Sladké inšpirácie
• Originálne čokoládové darčeky
• Správne vzdialenosti kotvenia plechu
• Lekvárové rožteky recept