|
VYUŽITÍ SLUNEČNÍ ENERGIE
V TOPNÝCH SYSTÉMECH
Na Zemi dopadá obrovské množství sluneční energie. Na každý metr čtvereční je to u nás více než 1000 kWh za rok. Tato energie se běžně využívá pro přípravu teplé užitkové vody (TUV) a ohřev bazénu. Její využití pro vytápění však není tak běžné. Určitou nevýhodou využití sluneční energie v topných systémech je nestálost slunečního záření a fakt, že nejvíce energie dopadne v teplejší polovině roku. Vzhledem ke klimatickým podmínkám v České republice a potřebám tepla není vhodné použít sluneční kolektory jako hlavní zdroj pro vytápění
Trubicové sluneční kolektory
|
(velmi vysoká počáteční investice). Přesto mohou být právě sluneční kolektory použity jako doplňkový zdroj tepla pro vytápění.
Pro využití sluneční energie v zimním období je velmi důležitá správná volba typu kolektorů. Na jejich parametrech záleží v zimě mnohem více než v létě, právě tyto parametry určují, jak velkou část sluneční energie dokážeme využít. Kolektor by měl být schopen co nejvíce sluneční energie přeměnit na teplo a poté ho s co nejmenšími ztrátami předat do topného systému.
Schopnost kolektoru přijmout sluneční záření
a přeměnit ho na teplo určují následující parametry:
| - |
absorpční faktor - určuje, jaká část dopadajícího slunečního záření na absorbér je pohlcena a přeměněna na teplo, zbývající část záření se odrazí;
| | - |
solární propustnost skla kolektoru - určuje, jaká část slunečního záření projde sklem kolektoru.
|
Většina kolektorů se v těchto parametrech výrazně neliší a jejich hodnoty nemají pro využití kolektoru klíčový význam.
Pro možnost použít sluneční kolektor v zimním období je však rozhodující, jak velkou část získaného tepla ze slunečního záření předá do topného systému a kolik tepla unikne ve formě tepelných ztrát kolektoru.
Celkovou tepelnou ztrátu kolektoru určují následující parametry:
| - |
teplotní emisivita - určuje tepelné ztráty sáláním, to znamená, kolik tepla absorbér vyzáří při určité teplotě absorbéru a okolí;
| | - |
tepelné ztráty z povrchu kolektoru - vyjadřují velikost úniku tepla pláštěm kolektoru do okolí při daných teplotách. Jejich velikost závisí na kvalitě tepelné izolace kolektoru.
|
Hlavice tepelné trubice
|
Celkové tepelné ztráty slunečního kolektoru prudce rostou při zvětšujícím se rozdílu mezi venkovní teplotou a teplotou uvnitř kolektoru, což je právě případ zimního provozu. U kolektoru s vysokou teplotní emisivitou a velkým únikem tepla do okolí se mohou celkové tepelné ztráty rovnat tepelným ziskům z dopadající sluneční energie. Takový kolektor v zimě není schopen dodat do topného systému žádnou energii.
Pro celoroční provoz je důležité použít kolektory s výbornou tepelnou izolací a nízkou emisivitou. Tato kritéria velmi dobře splňují trubicové sluneční kolektory.
Kolektor s tepelnými trubicemi
|
Dvojitá trubice je podobně jako u termosky tvořena vnější a vnitřní skleněnou trubicí, mezi nimiž je vytvořeno vakuum. Na vnější ploše vnitřní trubice je nanesena absorpční vrstva s velice nízkou teplotní emisivitou (pouze 0,06). Vakuum mezi vnitřním a vnějším pláštěm trubice zajišťuje téměř dokonalou tepelnou izolaci.
U těchto kolektorů se můžeme setkat s několika způsoby odvodu získaného tepla z trubice. Do trubice může být vložena uzavřená měděná trubka, ve které je pracovní látka. Ta se zahříváním odpařuje a tím odebírá teplo z trubice. V horní části měděné trubky (hlavici) se plyn ochlazuje a kondenzuje. Tím předává teplo nemrznoucí směsi solárního okruhu, kapalina poté stéká po stěnách trubky dolů, kde se opět odpařuje. Tento systém označujeme jako tepelnou trubici.
Kolektor s nízkotlakými trubicemi
|
Nejjednodušším (a také nejlevnějším) způsobem, jak odebírat teplo z trubice, je nechat v ní proudit přímo ohřívanou nemrznoucí směs solárního okruhu. V těchto instalacích je nutné použití otevřené expanzní nádoby, aby skleněná trubice nebyla namáhána tlakem kapaliny.
Vakuové tepelné trubice mohou pracovat i v systémech s tlakovou expanzní nádobou, protože nemrznoucí kapalina solárního okruhu proudí pouze sběračem, do kterého ústí jen hlavice tepelných trubic. Trubicové kolektory díky svému válcovému tvaru lépe využívají i šikmo dopadajících slunečních paprsků a díky velmi malým celkovým tepelným ztrátám umožňují získávat energii, i když je slunce za mraky (difusní světlo). To umožňuje plně využít slunečního záření při východu a západu slunce nebo omezeně i při malé oblačnosti.
Sběrač kolektoru s tepelnými trubicemi
|
Nevýhodou může být větší rozměr trubicového kolektoru oproti plochému kolektoru při stejné absorpční ploše. Trubice jsou v kolektoru umístěny vedle sebe s mezerami, které zvětšují rozměry kolektoru, ale umožňují plně využít slunečního záření dopadajícího pod různými úhly.
Důležitým faktorem dobré účinnosti systému je i vhodné hydraulické zapojení. Jestliže požadujeme využití tepla jak pro vytápění, tak ohřev TUV nebo bazénu, můžeme toto teplo akumulovat pro všechny okruhy v akumulační nádrži s vestavěným zásobníkem TUV. V ní akumulujeme energii jak do topné vody, tak do teplé užitkové vody, a díky jedné nádobě máme nižší tepelné ztráty, než kdybychom použili samostatný zásobník pro akumulaci a pro TUV. Tato akumulační nádrž zajišťuje velkou zásobu energie, kterou můžeme odebírat pro topný systém nebo ohřev bazénu. Do této nádrže můžeme snadno připojit další alternativní tepelné zdroje, například tepelné čerpadlo, krbovou vložku s teplovodním výměníkem nebo dřevozplynující kotel. Je také možno tuto akumulační nádrž opatřit elektrickým topným tělesem; v tom případě nádrž slouží jako elektrokotel a elektrický bojler zároveň.
Protože zásobník TUV je vestavěn v nejvyšším místě akumulační nádrže, spotřebované množství teplé užitkové vody se ihned dohřívá přestupem tepla z akumulační nádrže bez použití regulace a oběhového čerpadla.
Schéma zapojení
|
Pokud vás náš článek zaujal,
přijměte pozvání
23. - 27. listopadu
k návštěvě našeho stánku
v pravém křídle Průmyslového paláce (hala F)
na pražském Výstavišti v Holešovicích.
|
Bohatou nabídku slunečních kolektorů včetně trubicových představí firma Regulus na veletrhu Aqua-therm 2004.
Samozřejmostí je i další široký sortiment z oblasti získávání a akumulace tepla z netradičních zdrojů (tepelná čerpadla, akumulační nádrže, výměníky, regulace, zásobníky TUV).
|
|
Solárko - jediný časopis
výhradně o solární energetice.
| Jak se hraje solární liga |
Obce a města dostávají body
za instalace solárních systémů: |
| 180 b./m2 | - vakuový kolektor
|
| 100 b./m2 | - běžný kolektor
|
| 40 b./m2 | - Fresnelovy čočky
|
| 30 b./m2 | - plast. či text. kolektor
|
| 1 b./ 3 Wp | - fotovolt. systém
|
|
| ---------------------------------------
výsledné pořadí 8. ročníku |
  
právě soutěží 1079 sídel
| |
| ---------------------------------------
|
tiskové zprávy
Solární mistři 8. ročníku
2011, 2009,
2008, 2007,
2006, 2005, 2004
|
|
