Solární energie pro rodinný dům

1. Solární energie pro rodinný dům Jan Anderl AMVT 9.12.2007

2. Energie slunečního záření • Intenzita na povrchu Slunce – 63000 kW/m2 • Intenzita na okraji atmosféry – 1367 W/m2 (sluneční konstanta) • Intenzita „ k dispozici “ – 800 až 1000 W/m2 • Globální záření • Roční úhrny v nejslunnějších místech světa – 2200 kWh/m2 • Roční úhrny v Česku – 1250 kWh/m2

3. Střední hodnoty úhrnů globálního záření v ČR (1995-2004)

4. Úhrny globálního záření na horizontální rovinu ve stanovišti Graz v různých obdobích Průměrné měsíční a roční úhrny globálního záření na horizontální rovinu. ( v kWh/m2)

5. Základní požadavky na realizaci solárního systému • jižní orientace v nezastíněném prostranství, sklon cca 45-60° • maximální tepelná izolace domu a kvalitní okna • nízkoteplotní otopná soustava, podlahové nebo stěnové vytápění, vhodná topná tělesa • možnost spotřebovat teplo vyrobené solárním systémem v létě ( bazén, akumulace) • dostatečná plocha (střechy,zahrady) pro instalaci solárních panelů a technické místnosti • finanční možnosti zákazníka • maximální využití dostupných dotací • vhodná návaznost na ostatní zdroje tepla a technologie v RD • komplexní způsob řízení celé technologie a energetiky v RD

6. Solární systém • Zařízení dodávající nízkopotenciální teplo. Kombinaci s jiným zdrojem tepla volíme výhodně a vhodně s ohledem na již • zvolenou koncepci solárního ohřevu. • V zásadě je možno kombinovat veškeré známe zdroje tepla. • V nízkoenergetických domech bývá solární systém kombinován nejčastěji s • rekuperací a teplovzdušným vytápěním, krbem či krbovými kamny, • elektrickým akumulačním ohřevem plynovým kondenzačním kotlem, případně • tepelným čerpadlem. • Klasický zdroj tepla, jakým je dnes především plynový kotel, případně kotel • na tuhá paliva, je možno úplně vypustit.

7. Solární systém s akumulační nádrží

8. Solární systém s akumulační nádrží Standardní stav ohřevu akumulační nádrže solárními kolektory je takový, že v přechodných obdobích roku jsou energetické potřeby domu kryty z cca 50 % , v létě je to TUV ze 100 % a k tomu ohřev bazénu a v zimě je podíl cca 15 %.

9. Solární systém s tepelným výměníkem

10. Solární systém s tepelným výměníkem

11. Kolektory • Sluneční kolektory pohlcují sluneční záření a proměňují jej na teplo, které pak akumulujeme ve vodě, vzduchu... • Princip: Kolektor pracuje na principu skleníkového efektu. Teplo se zachytává pod skleněným krytem v absorbéru, který se ohřívá a odevzdává teplo teplonosnému médiu. Tmavá barva absorbéru odráží asi 10% dopadajícího slunečního záření. Absorbéry jsou obyčejně z mědi nebo hliníku. Jako izolace se používá skleněná vata nebo různé formy PU, ale i vakuum. Rám absorbéru nebo celá vana je z hliníku, plastu, železa, nebo dřeva.

12. Kolektory • Nejpoužívanější sluneční kolektory mají plochu absorbéru cca 2m². Je to dáno výrobními a montážními možnostmi výrobců, ale i montážních firem. • Jeden kolektor nám ohřeje denně přibližně 100l vody na teplotu cca 60 ºC. Běžná spotřeba vody pro domácnost se pohybuje v rozmezí 200-300l/den. • Co s kolektory v létě? Nejideálnějším řešením je, když kolektory v létě ohřívají bazén a v zimě přitápějí.

13. Kolektory • Rozdělení podle teplonosného média : KAPALINOVÉ : VZDUCHOVÉ : PHOTOVOLTAICKÉ • Rozdělení podle konstrukce:PLOCHÉ : TRUBICOVÉ : KONCENTRUJÍCÍ

14. Ploché sluneční kolektory • Dopadající sluneční záření proniká průhledným krytem (sklem) a dopadá na absorbér. Ten záření pohlcuje (absorbuje) a tím se zahřívá. Pokud bychom z něj teplo neodebírali, zahřál by se na velmi vysokou teplotu. • Tento skleníkový efekt známe i z běžného života: v autě, které stojí krátkou dobu na slunci, teplota rychle roste. Také v tomto případě pronikne sluneční záření skrze okno a je při dopadu na tmavý povrch pohlceno. Dlouhovlnné infračervené záření, které ohřátá sedadla vyzařují, ale skrze sklo neproniká a ani horký vzduch ze zavřeného auta nemůže uniknout. • Kolektor se od auta liší tím, že z něj teplo odvádíme; kovovým černým absorbérem protéká tekutina, jejíž teplota se přitom zvyšuje o řadu stupňů.

15. Ploché sluneční kolektory Příklad plochého kolektoru kolektor KPS1 ALP od firmy Regulus • Instalace možná na výšku i na šířku • Celoměděný meandrový absorbér s vysoce selektivním Sunselectem • Jednoduché spojování kolektorů jedním šroubením • Solární prizmatické sklo • Integrované jímky pro čidlo regulátoru Hydraulické zapojení kolektorů typu KPS Řez kolektoru typu KPS

16. Vakuové kolektory • Vakuové trubicové sluneční kolektory využívají jako tepelnou izolaci vakuum, vytvořené mezi dvěma skleněnými trubicemi. Na vnitřní trubici je nanesena vysoce selektivní absorpční vrstva. • Získané teplo se odvádí speciálními hliníkovými lamelami do měděných trubiček, ve kterých proudí ohřívaná kapalina. • Tepelné ztráty trubicových kolektorů jsou díky tomu velmi malé a kolektory mohou získávat teplo i při velmi slabém slunečním záření (slunce za mrakem - difuzní záření) anebo při extrémních teplotách (nízká teplota vzduchu a vysoká teplota ohřívané kapaliny).

17. Vakuové kolektory • Absorpční plocha, která dopadající záření přeměňuje na teplo, je válcová. Kolektor vystavuje stejnou plochu dopadajícímu slunci ráno, v poledne i večer. Jeho výkon se nesnižuje kvůli malému úhlu dopadu slunečního záření jako u plochých kolektorů. • Absorpční plocha pro difúzní záření je více než třikrát větší než pro přímé sluneční záření. Díky tomu mají kolektory KTU tepelné zisky i za nepříznivého počasí. Hydraulické schéma kolektoru KTU

18. Vakuové kolektory Příklad vakuového kolektoru KolektorKTU 15 od firmy Regulus Kolektory typu KTU jsou bez reflexního plechu, ale s větším počtem trubic, které využívají plnou absorpční plochu v širokém úhlu slunečního záření 110°. Kolektory KTU mají vyrovnanější výkon během roku.

19. Koncentrující kolektory • Tyto kolektory se používají především v solárních elektrárnách k ohřevu pracovní látky na vysokou teplotu (250-800oC). • Koncentrující kolektory ale mají tu nevýhodu, že hustotu toku rozptýleného záření zvýšit neumí vůbec nebo jen málo a že mimo slunečné počasí jsou jejich zisky zanedbatelné. • K tomu se přidává nákladné naklápění zrcadel za sluncem, aby záření bylo stále soustřeďováno na absorbér.

20. Příklady produktů • Ekonomy II/TV - Úsporná varianta k potřebě solárního ohřevu teplé užitkové vody a vytápění domu, vytápěná plocha do 150m2. CENA77 550,00 Kč bez DPH • Exclusiv FUN - K potřebě teplé užitkové vody a vytápění domu pro 3 osoby v domácnosti, vytápěná plocha do 150m2. CENA 138 080,00 Kč bez DPH • Exclusiv PLUS - K potřebě teplé užitkové vody a vytápění domu pro 6 osob v domácnosti, vytápěná plocha do 250m2. CENA 226 109,00 K bez DPH • Mega LITE - Nejnovější technologie, k potřebě teplé užitkové vody a vytápění pro 2 až 4 rodinné domy, vytápěná plocha do 400m2. CENA 276 951,00 Kč bez DPH

21. Použité zdroje • www.heliostar.cz • www.veronica.cz • www.regulus.cz • www.nelumbo.cz

22. Děkuji za pozornost