Jak fungují solární systémy

Solární systémy pracují na principu přeměny sluneční energie na teplo, které předávají do teplonosné kapaliny a tuto tepelnou energii je možné dále využít. Oproti ostatním obnovitelným i neobnovitelným zdrojům dokáže dodávat energii téměř zadarmo, bez dalších výrazných provozních nákladů. Na rozdíl od fotovoltaických systémů, které sluneční záření přímo přeměňují na elektřinu s účinností max. 15%, dokážou fototermické systémy (přeměna slunečního záření na teplo) využít až 80% energie ze slunečního záření, celoroční průměrná účinnost včetně zimy bývá cca 50-60%.

Využití v praxi

Solární systémy se nejčastěji používají pro ohřev teplé vody. Tato řešení jsou velice výhodná, neboť teplá voda je na rozdíl od vytápění objektu potřeba celoročně, tzn. i v době, kdy je k dispozici nejvíce slunečního záření.
Další typická řešení solárních systémů jsou kombinace ohřevu vody a přitápění, kdy je solární systém zapojen nejčastěji do kombinované akumulační nádrže, která pak dále zajišťuje přípravu teplé vody a vytápění objektu.
Z hlediska přitápění není solární systém zdaleka tak efektivní jako například tepelná čerpadla, nicméně u objektů, které jsou dobře zaizolovány, zejménanízkoenergetické a pasivní domy, lze kromě úspor na teplé vodě solárním systémem ušetřit i desítky procent nákladů na vytápění objektu. Podmínkou pro využití solárního systému pro přitápění je nízkoteplotní otopná soustava, jako je například podlahové vytápění, nebo otopná tělesa navržená pro provozní teploty do 55°C.
Solární systémy lze samozřejmě velmi dobře využít také pro ohřev bazénů, a to jak venkovních sezónních, tak vnitřních provozovaných celoročně, u kterých se ale musí počítat také s dohřevem od klasického zdroje energie - slunce totiž sice svítí zadarmo, ale bohužel ne stále.

Úspora energie a návratnost u solárních systémů

Při průměrném množství sluneční energie, které na ČR za 1 rok dopadne - cca 1050 - 1250 kWh/m2 na metr čtvereční (v přepočetu na průměrnou cenu elektrické energie je to cca 3000 Kč), lze tedy instalací solárního systému ušetřit velkou část nákladů na přípravu teplé vody, vytápění objektu, ohřev bazénu a jiných technologických zařízeních s potřebou tepla a to při minimálních provozních nákladech.
Solární systém Regulus se vzhledem k použití kvalitních materiálů a komponentů vyznačuje extrémně dlouhou životností přesahující 25 let, životnost těchto systémů je tedy několikanásobně delší než jejich návratnost.

Z čeho se solární systémy skládají

Základní komponentousolárního systému je sluneční kolektor, který dokáže zachytit sluneční záření a přeměnit jej na teplo. Zachycené teplo v kolektoru je pak dále odváděno speciální nemrznoucí solární kapalinou do spotřebiče solární energie.
Spotřebič solární energie je nejčastěji zásobník teplé vody, ve kterém se přímo ohřívá užitková voda, nebo to může být akumulační nádrž, ve které se ohřívá otopná voda pro vytápění objektu, a nebo tu může být například bazén.
Pro dohřev teplé vody nebo vytápění je vždy nutné k solárnímu systémuinstalovat dohřívací zdroj např. plynový kotel nejčastěji el. Topná patrona , která se instaluje přímo do solárního zásobníkučiakumulační nádrže.
Aby bylo možno přenášet teplo z kolektorů do zásobníku, musí být součástí každého solárního systému oběhové čerpadlo, které zajišťuje cirkulaci solárního okruhu. Oběhové čerpadlo je součástí solární čerpadlové skupiny, ve které jsou další nutné komponenty solárního okruhu - pojistný ventil, průtokoměr, zpětná klapka, plnicí armatury, atd.
Dočerpadlové skupiny je také zapojena solární expanzní nádoba.
Jelikož solární systém může zásobník nahřát i na teploty kolem 90°C, je nutné na výstup teplé vody ze zásobníku nebo akumulační nádrže instalovat termostatický směšovací ventil , který udržuje výstupní teplou vodu na bezpečných teplotách.

Co to jsou tepelná čerpadla a jak fungují?

Tepelné čerpadlo využívá energii, která zůstává ze slunečního záření ve vzduchu, zemi a vodě.
Princip práce je stejný jako u běžné ledničky, mrazáku nebo klimatizace. Tepelné čerpadlo má uzavřený oběh speciální látky - chladiva, která se za nízkých teplot vypaří a absorbuje dosebe energii. Páry chladiva jsou stlačeny kompresorem a tím se ohřejí. Za vyšší teploty chladivo v plynném stavu předá teplo do topné vody, změní se na kapalinu a celý cyklus se znovu opakuje.
Stejně jako mraznička může odebírat teplo z potravin i při teplotě -20 °C, tepelné čerpadlomůže pracovat a odebírat teplo ze vzduchu, vody, nebo země i při extrémně nízkých teplotách. Topný faktor tepelného čerpadla vyjadřuje efektivitu jeho práce. Udává, kolikrát více energie tepelné čerpadlo dodá, než spotřebuje. Topný faktor klesá s klesající teplotou, při které energii získává.

Typy tepelných čerpadel

• vzduch/voda: U tepelného čerpadla vzduch/voda prochází vzduch tepelným čerpadlem a přímo ohřívá chladivo ve výměníku (výparníku).

• země/voda:Tepelné čerpadlo země/voda používá k přenosu tepla ze země do tepelného čerpadla biologicky rozložitelnou nemrznoucí kapalinu. Ta obíhá mezi zemním kolektorem a tepelným čerpadlem. Když kapalina přichází ze země do tepelného čerpadla, má teplotu asi 4 °C. Energie se z kapaliny předává chladivu, které cirkuluje v uzavřeném okruhu uvnitř tepelného čerpadla.

Jak tepelné čerpadlo funguje

Teplo ze vzduchu, nebo okruhu zemního kolektoru způsobí vypařování chladiva, které má nízký bod varu. Páry chladiva jsou stlačeny kompresorem a tím se jejich teplota zvýší. Prochází výměníkem (kondenzátorem), kde kondenzují a předávají teplo topné vodě. Pak se prudce ochladí průchodem expanzním ventilem a celý cyklus se opakuje.

Tepelné čerpadlo v kombinaci se slunečním kolektorem

Sluneční kolektory získávají teplo ze slunce přímo, slunce ohřívá svým zářením kapalinu uvnitř slunečního kolektoru. Ke svému provozu nepotřebuje solární systém téměř žádnou energii. Pokud využijete kombinace tepelného čerpadla se solárním systémem, využíváte sluneční energii přímo pomocí slunečních kolektorů k přípravě teplé vody a přitápění. V chladných dnech využíváte sluneční energii nepřímo pomocí tepelného čerpadla.

U zemních tepelných čerpadel můžete teplo získané solárním systémem ukládat v létě do vrtů. V zimě pak tepelné čerpadlo využívá vyšší teplotu z vrtu a pracuje s vyšším topným faktorem. Pro chlazení můžete v letním období využívat přímo chlad z vrtu (bez tepelného čerpadla), při vyšších nárocích na chlazení lze zvýšit chladicí výkon využitím tepelného čerpadla.