Domy, kde topí slunce

Bydlíte ve vlastním domě? Pak by vás možná mohlo zajímat, že na jeho fasádu za rok dopadne několikrát víc energie, než spotřebujete - a úplně zadarmo. Zatím asi nejschůdnější a relativně nejlevnější cestou využití sluneční energie je ohřev vody a přitápění.

Udává se, že tento způsob využití sluneční energie v rodinném domě u nás může ušetřit okolo 50 procent nákladů za topení a teplou vodu v přechodných obdobích roku (jaro, podzim) a přibližně 15 procent v zimě. V létě pak zcela pokryje spotřebu teplé vody a ještě může vyhřívat bazén. Protože náklady na teplo a teplou vodu představují 70 procent nákladů na energie domácností, jsou úspory nemalé. Současně to ale znamená i poměrně velkou počáteční investici. Při rozhodování je proto dobré o těchto systémech něco vědět - navzdory tomu, že projekt a realizaci nakonec jistě svěříte odborníkům. Výběr firmy by se měl řídit (kromě referencí) i tím, zda umí zajistit všechny náležitosti pro získání státní dotace, která může pořizovací náklady výrazně snížit.

Není kolektor jako kolektor

Princip solárního kolektoru je prostý: energie slunečního záření ohřívá vodu - a tak už i kus černé hadice položené na slunci je vlastně kolektorem. Jenže funguje jen v létě. Pro celoroční využití proto vznikly vakuové kolektory, které mají z prostoru obklopujícího trubky s kapalinou vyčerpán vzduch. Díky tomu pracují i za mrazu nebo při zatažené obloze.

Zatím nejběžnější jsou kolektory deskové. Jde o levnější řešení (stojí zhruba 5 tisíc za m2), ale s méně příznivými vlastnostmi. Vakuum uvnitř plochého tělesa vyžaduje množství výztuh, které zabraňují zhroucení, ale zvyšují hmotnost. Proto roste zájem o kolektory trubicové, které jsou odolnější a účinnější. Mají také rychlejší náběh výkonu, takže poměrně rovnoměrně dodávají teplo od samého začátku dne až do soumraku. Nevýhodou je, že tento typ trpí v létě přehříváním, při kterém může dojít k varu pracovní kapaliny. Jsou také výrazně dražší (minimálně 10 tisíc/m2). Podle velikosti domu je obvykle potřeba 8 až 20 m2 kolektorů.

Teplo do zásoby

Mohlo by se zdát, že nejdůležitějším a nejdražším prvkem solárního systému je kolektor, ale není to tak docela pravda. Protože žijeme ve střední Evropě, je třeba počítat s tím, že slunce je poněkud vrtošivé. Solární kolektor je tedy nutné připojit do systému vytápění domu, který počítá i s jinými zdroji tepla - kotlem, krbem či kamny s teplovodním výměníkem a s elektrickým přitápěním.

To se obvykle děje pomocí multifunkční akumulační nádoby. Jde o velký zásobník vody obsahující několik tepelných výměníků. Jejich prostřednictvím vodě odevzdává získané teplo nejen solární kolektor, ale v případě potřeby i doplňkové zdroje, například již zmíněný krb. Obvykle je tu také vložka pro vyhřívání vody elektřinou. Teprve z této akumulační nádoby pak proudí teplá voda do topného systému a pro odběr v koupelně a kuchyni. Akumulační nádoby jsou položkou v řádu desetitisíců.

Pro rychlou návratnost

Je-li akumulační nádoba správně navržena, udrží teplo získané přes den i po celou noc. Když slunce dlouhodobě stávkuje, zatopí se v krbu, nebo řídící jednotka spustí elektrické vyhřívání. Z toho všeho je zřejmé, že systém se neobejde ani bez složité elektronické regulace.

Aby se jiné zdroje nemusely zapínat moc často (jinými slovy: aby se investice vložená do solárního systému vrátila co nejdřív), je dobré splnit několik základních podmínek. Především musí být stavba dobře izolovaná s malými tepelnými ztrátami. Někdy se pro zvýšení efektivnosti topení přidává i systém rekuperace, v němž při větrání odcházející vzduch předá své teplo vzduchu proudícímu z venčí. Solární systémy také obvykle využívají podlahové teplovodní topení, které má nižší teplotu pracovní kapaliny a vyšší účinnost. Uvádí se, že u dobře navrženého systému je ekonomická návratnost asi 10 let. Solární systém ale klade i speciální nároky na konstrukci stavby (orientace střechy ke světovým stranám a její sklon, nosnost konstrukce atd). Nejefektivnější proto je počítat s ním už při návrhu domku, nebo jej instalovat v rámci větších rekonstrukcí.

Jak slunce topí v Česku

V jasném letním dnu dopadá u nás na jeden metr čtvereční (po odečtení všech ztrát) přibližně 800 až 1000 wattů, což je srovnatelné s příkonem elektrického vařiče. Průměrná roční intenzita slunečního záření pak je asi 155 wattů na čtvereční metr. Roční doba slunečního svitu je v ČR od 1600 hodin v pohraničních horách až do 2200 hodin v nížinách. Za tuto dobu se dá získat v průměru přibližně 1000 až 1200 kWh ze čtverečního metru. To je množství, které odpovídá energii uvolněné spálením 140 kg koksu nebo 310 kg hnědého uhlí.

Správné umístění kolektoru

Kolektor by měl samozřejmě mířit k jihu, doporučuje se mírná odchylka (8 až 15 stupňů) k západu. Dobré je, když na vyhlédnutou plochu nedopadá ráno nebo večer stín okolních kopců. V žádnou část dne nemají plochu s kolektory stínit stromy - nejen ty současné, ale především ty, které tu vyrostou nebo dorostou později. Rozhodnutí pro solární kolektory tedy může významně ovlivnit i budoucí podobu zahrady okolo domu. Další významnou podmínkou správné funkce je vhodný sklon. V našich zeměpisných šířkách se pro celoroční využití doporučuje 45 stupňů vzhledem k vodorovné ploše.

JAK VYBRAT KOLEKTOR

Plochý deskový

Cenově nejdostupnější (zhruba 5 tisíc za m2), vhodný k sezónnímu přitápění v rekreačních objektech, na ohřev bazénu atd... V letním období má přebytky tepla a v zimním období nedodává do systému skoro žádné teplo.

Deskový vakuový

Vhodný k celoročnímu provozu, vyšší pořizovací cena oproti předchozímu typu.

Vakuový trubicový

Nejdražší řešení (minimálně 10 tisíc za m2), ale vhodné k celoročnímu provozu. Pro naše zeměpisné pásmo jeden z nejúčinějších kolektorů.