Slunce – nevyčerpatelný zdroj energie

Pokud můžeme na Zemi hovořit o „nevyčerpatelném“ zdroji energie, je to Slunce. I když i to jednou vyhoří, ovšem až za cca 6 miliard let. Navíc tento jev nemůžeme jakkoli ovlivnit a nemá tedy smysl se tím trápit, na rozdíl od těžby uhlí, ropy či zemního plynu právě zde na Zemi, jejichž množství samozřejmě není a nikdy nebylo neomezené.

Platí, že množství využitelné sluneční energie je závislé na klimatických podmínkách konkrétní lokality. Naše území si však v tomto směru stojí poměrně dobře, byť množství sluneční energie během roku kolísa. Kolmo na zemi u nás dopadá na 1 m² 800 až 1.250 kWh sluneční energie a celková doba slunečního svitu se pohybuje od 1.400 do 1.800 h/rok. Využití sluneční energie přitom nemá žádné negativní dopady na životní prostředí, s výjimkou vyčerpaných surovin a energie k výrobě solárních kolektorů (či tepelných čerpadel, která čerpají sluneční energii ze země, vody či vzduchu).

Vyjdeme-li však z faktů, že nejméně sluneční energie a přitom denně nejkratší dobu na naše území dopadá právě v zimě, kdy je třeba domy vytápět, logicky využijeme solárně termické kolektory především k ohřevu užitkové či bazénové vody a v případě vytápění pouze k „temperování“ teplonosného média (nejčastěji vody) topných systémů. 

Dimenzování solárně termických soustav

Ponechme nyní stranou další způsob využití sluneční energie – fotovoltaické panely, určené k výrobě elektřiny. Z výše uvedených informací vyplývá, že solárně termické kolektory (RSK) využíváme a nadále budeme nejčastěji využívat k ohřevu užitkové vody. Je však nutné solární systém vždy správně dimenzovat, čili určit, jakou plochu kolektorů a jakého typu vlastně potřebujeme.

Cílem tohoto článku není zveřejnit přesný návod, jak potřebnou plochu kolektorů vypočítat. To vždy učiní odborná dodavateleská firma či projektant. Ale upozornit na fakt, že pouhé pořízení a instalace solárů nemusí nutně představovat úspory, pokud opomeneme základní fakta (v extrémním případě můžeme dokonce připomenout, že od soumraku do svítání kolektory vodu prostě neohřejí, je "tma").

Dimenzování solárně termického systému je ovlivněno účelem využití (zda jen ohřev tuv, nebo i temperování topného systému), lokalitou s konkrétní průměrnou délkou slunečního svitu, klimatickými podmínkami, orientací budovy vůči světovým stranám a plánovaným umístěním solárů, sklonem střechy, pokud chceme kolektory umisťovat právě na střechu a nakonec také především počtem osob v domě. Stranou nezůstává ani technické řešení a odborné zpracování solárně termického systému -  délka rozvodů, tepelná izolace a ochrana kolektoru proti větru, ale ani úroveň tepelné izolace solárního systému a domu (pokud chceme soláry i přitápět). Nakonec nesmíme zapomenout ani na nezbytnou pravidelnou údržbu, která je však minimální, stejně jako náročnost obsluhy.

Pro co nejlepší využití solárně termických kolektorů začněmě u orientace vůči světovým stranám a sklonu. Ideální je využití na jih orientované střechy (jakýkoli odklon snižuje účinnost) o sklonu 40^o pro celoroční provoz solárů (optimální sklon je odlišný, pokud chceme soláry používat jen sezónně, úhel dopadu slunečních paprsků se během roku mění, nejníž je Slunce na obloze v zimě a nejvýš v létě).

Pokud uvažujeme o temperování topného systému pomocí solárů, je vhodné zvolit jako „základní“ a tedy „hlavní“ zdroj tepla kotel na plyn, tuhá paliva (ideálně biomasu – dřevo, dřevní či rostlinné pelety, dřevní brikety a další materiály), případně elektrický kotel (zde je však provoz nejdražší). Stejně tak je nutné, aby zásobník na teplou užitkovou vodu uměl vodu dohřívat (nejčastěji za spotřeby elektrické energie). Optimálně nastavený solárně termický systém totiž dokáže ohřát 60 až 70% veškeré tuv a pokrýt 40 až 50% potřeby energie na vytápění objektu.

Při dimenzování solárně termického systému tedy vycházíme ze svých potřeb (kolik je nás v domě a kolik tuv průměrně spotřebujeme) a konkrétně dimenzované soustavy vytápění domu.

Rozlišujeme tři typy solárně termických soustav. Solární soustavy pro přípravu teplé vody, kombinované solární soustavy pro přípravu teplé vody a vytápění (případně i ohřev vody bazénové) a solární soustavy pouze pro ohřev bazénové vody. 

Poměrně nevyrovnaný je pak průběh spotřeby tepla právě u kombinovaných solárně termických soustav. Rozdíl mezi potřebou tepla v létě a v zimě je značný. Skutečně odborné zdroje dokonce uvádějí, že kromě již výše uvedených faktorů, které ovlivňují dimenzování solární soustavy, hraje roli třeba i spotřebitelská náročnost a životní styl obyvatel domu, ale i tepelné ztráty samotného solárního systému.

Je tedy patrné, že dimenzovat solárně termickou soustavu může pouze odborník a to na základě co nejpřesnějšího výpočtu. Přitom je však stejně důležité technické provedení systému a kvalita izolací.

Dimenzování solárně termické soustavy však nepředstavuje jen výběr typu kolektorů a určení potřebné plochy, ale i výběr zásobníků na teplou vodu. U rodinných domů se například objem zásobníku navrhuje 1,5 až 2 krát větší, než je denní potřeba teplé vody.

Například k přípravě teplé vody potřebujeme v běžném rodinném domě pro 2 až 5 osob plochu 3 až 8 m² solárních kolektorů. Skutečné číslo však musí vždy určit odborník.