Sluneční záření je pro naší planetu primárním a nejvýznamnějším zdrojem energie. Ačkoliv se Slunce podílí na dodávce veškeré energie na Zemi asi z 97% (950 – 1150 kWh/m2 za rok), nedokázal jí zatím člověk zásadním způsobem zužitkovat.
Pro krytí svých tepelných nároků v chladných měsících roku jsme nuceni využívat zdrojů naší planety. Jen pro orientaci, podíl pevných, kapalných a plynných paliv tvoří přibližně 90% energetických zdrojů. Bohužel ty nejsou nevyčerpatelné a dříve či později se lidstvo bude muset touto otázkou zabývat mnohem intenzivněji.
Vedle vyčerpatelnosti zdrojů energie hraje další důležitou roli negativní vliv při jejich spotřebě na životní prostředí. Toto se týká především paliv pevných, využívaných z 60%. Energie slunečního záření je v tomto ohledu naprosto jedinečná. Nicméně však, její získání a využití podle potřeb lidí má mnohá úskalí.
Hlavní překážku činí nestálost dopadu slunečního záření na zemský povrch střídáním dne a noci a hlavně jeho nepravidelnost zaviněná oblačností. Navíc se v průběhu roku nekryje potřeba energie s její dostupností. V letním období, kdy je sluneční energie dostatek, ji právě nejméně využijeme a naopak je tomu v zimě. Tyto limity nás omezují na využití sluneční energie jako energie doplňkové a je nutno těmto podmínkám podřídit technickou vybavenost solárních systémů.
Foto Ing. Rychtařík Solar Ekologie- Technik
Teplo získané ze slunečního záření nazýváme fototermální.
Pasivně je možno ho získávat díky skleníkovému efektu v hodně prosklených místnostech nebo verandách.
V solárních systémech získáváme teplo aktivně a odvádíme ho pomocí kapaliny nebo vzduchu do míst okamžité spotřeby nebo jej akumulujeme v tepelných akumulátorech. Základním prvkem soustavy je absorbér, jenž je nejčastěji kovová průtočná deska. Zasklením této desky vzniká plochý sluneční kolektor. Černá barva absorbéru vytváří v kolektoru spektrální selektivní vrstvu zajišťující maximální pohlcení slunečního záření a kovový materiál zprostředkuje přenos tepla na ohřívané médium.
Vedle plochých kolektorů existují také kolektory trubicové. Jejich absorbér je umístěn ve středu vakuové trubice a může být rovněž průtočný. Výhodou u tohoto typu je vynikající izolační schopnost obklopujícího vakua a tím menší ztráty. Některé ploché kolektory mohou být rovněž vakuové. Trubicové vakuové kolektory jsou schopny využívat nejen přímé sluneční záření, ale i záření v atmosféře rozptýlené. Výsledkem tohoto je vysoká průměrná roční účinnost, která neklesá pod 50%, zatímco u deskových kolektorů může účinnost v zimním období klesat až k 20%.
Existují ještě typy kolektorů koncentračních, jenž soustřeďují záření do jednoho bodu na principu čoček. Tyto dosahují vyšší účinnosti, ale s tou podmínkou, že jsou stále natočeny kolmo k přicházejícímu záření a musí být vybaveny dodatečným zařízením. Přečtěte si 2. díl článku.
