Solárne kolektory – efektívne riešenie pre ohrev teplej vody v modernej domácnosti
Ušetriť v domácnosti sa dá využitím prírodných zdrojov elektrickej energie. Solárne kolektory sú rozšírené už aj na Slovensku, ale ich fungovanie je väčšine ľudí stále nejasné. Ako fungujú solárne kolektory a ako ich efektívne využívať na ohrev vody v domácnosti?
Na úvod si v krátkosti objasnime rozdiel medzi solárnymi panelmi a solárnymi kolektormi.
Solárne panely
Základným princípom fungovania solárneho panelu je fotovoltický efekt (fotoelektrický jav). Spočíva v tom, že niektoré materiály majú schopnosť generovať elektrický prúd pri osvietení slnečným žiarením. Hlavnou zložkou fotovoltického panelu sú fotovoltické články, ktoré obsahujú polovodičový materiál (zvyčajne kremík). Slnečné žiarenie interaguje s týmto materiálom a uvoľňuje elektróny, čo generuje elektrický prúd. Deje sa to vyradením elektrónu z jeho dráhy, a to pomocou fotónu slnečného žiarenia. S pomocou kremíkového polovodiča sú tieto fotóny pohlcované a elektróny uvoľňované.
Solárne kolektory
Funkciou solárnych kolektorov je zisk tepelnej energie zo slnečného žiarenia a jej využitie na ohrev vody v domácnosti. A ako fungujú solárne kolektory ? Slnečné kolektory využívajú princíp fototermálnej konverzie – premena slnečného žiarenia na tepelnú energiu. Absorpčná plocha transformuje dopadajúce slnečné žiarenie na tepelnú energiu a odovzdáva ju teplonosnej látke.
Faktory, ktoré ovplyvňujú efektivitu solárnych panelov
Fungovanie solárnych kolektorov sa počas dňa mení. Výroba teplej vody solárnymi kolektormi je najvýznamnejšia v poludňajších hodinách. S poklesom slnečného žiarenia klesá aj množstvo vyrobenej teplej vody. Na efektivitu solárnych panelov vplývajú aj správna orientácia a uhol strechy a tiež teplota vonkajšieho prostredia.
Je energia zo slnka zadarmo?
Správne navrhnutý a nainštalovaný systém solárnych kolektorov dokáže vďaka bezplatnej energii získavanej zo slnka ušetriť až 70 % nákladov na celoročný ohrev vody a tiež ide o nemalé šetrenie v rámci vykurovania domácnosti. Konečná úspora nákladov a efektivita systému však závisí od lokality aj umiestnenia solárnych kolektorov. Pri návrhu je však dôležité si uvedomiť, že solárne žiarenie je síce zadarmo, nemožno ho však zapnúť ani vypnúť, preto je v prípravnej fáze vždy nutný odborný návrh celého systému, aby nedochádzalo k nezmyselnému predimenzovaniu celého systému. Pri ohreve teplej vody sa najčastejšie používajú tzv. bivalentné zásobníky, kde hornú časť zásobníka ohrieva kotol / tepelné čerpadlo a spodnú časť až po vrch zásobníka prehrieva v prípade dostatku žiarenia solárny systém.
Účinnosť solárnych kolektorov
V rámci dosiahnutia maximálnej účinnosti slnečných kolektorov by sa mali nainštalovať na také miesto, kde budú slnečnému žiareniu vystavené po celý deň (zvyčajne je to strecha). Dajte pozor na tiene okolitých stavieb alebo stromov. Kolektory by mali byť otočené smerom na juh, s prípadnou odchýlkou jemne na juhozápad (pri jej dodržaní klesá ich účinnosť minimálne). V prípade, že máte šikmú strechu otočenú na východ a západ, je možné časť kolektorov umiestniť na východnú „dopoludňajšiu“ stranu a zvyšok na popoludňajšiu „západnú“ stranu a celý systém rozdeliť. Sklon kolektorov na prípravu teplej vody by mal byť v rozsahu 45-55° celoročne.
Solárne kolektory sú v našich zemepisných šírkach stále len doplnkovým (alternatívnym) zdrojom tepla na vykurovanie a ohrev vody. Na zabezpečenie teplotného komfortu v domácnosti počas celého roka je samozrejme nutné solárny ohrev teplej vody zabezpečiť „hlavným zdrojom tepla“, napr. kondenzačným plynovým kotlom alebo tepelným čerpadlom , ktorý teplú vodu ohreje pri všetkých poveternostných podmienkach.
Publikované 24.7.2024