Článek - Solární termické kolektory na přípravu TV | Katalog

Solární kolektory na přípravu teplé vody je ideální možností jak "zdarma" v letních měsících ohřáv vodu v zásobníku teplé vody.

Standardní způsoby ohřevu vody (typicky elektrický bojler, plynový kotel, případně jiné zdroje v rámci vytápění objektu) jsou nákladné na spotřebovanou energii. Zejména cena elektřiny je vysoká a z dlouhodobého hlediska roste. Při ceně elektřiny 3 kč/kWh a standardní spotřebě teplé vody na osobu 40 l/os.den vychází roční náklad na přípravu teplé vody boilerem kolem 2400 Kč/os.rok.

Z celoroční bilance obvykle pokryje ohřev teplé vody pomocí solárního systému zhruba 70-80% s největším využitím v letních měsících. Tedy cca 1800 Kč/os.rok ušetří solární systém.

Pro běžnou domácnost stačí instalovat 2-3 solární panely na střechu a zásobník kolem 200-300 litrů.

Solární systém nesmí být předimenzován, jinak hrozí v letních měsících přehřátí systému. Ideálním mařením energie v letních měsících je pak například bazén. V některých případech lze mařit energii například do radiátoru umístěném v chladném prostředí (sklep, garáž aj.) nebo se dává i do venkovního prostředí.

Využitím energie ze slunce přispívají solární systémy ke snížení emisí skleníkových plynů a spotřeby nerostných surovin. Na rozdíl od fotovoltaických systémů je i jejich likvidace mnohem snazší, méně finančně náročná a šetrná vůči přírodě. Hlavními materiály použitými pro solární systémy jsou měď, hliník a nerez. To zaručuje dlouhou životnost a po jejím vypršení i jednoduchou ekologickou likvidaci.

Obrázek - Solární ploché termické kolektory na střeše rodinného domu

Solární ploché termické kolektory na střeše rodinného domu

Měrné ceny, úspory, návratnosti

Orientační měrné ceny pro rodinné domy	120 000 – 150 000 Kč
Orientační cena jednoho panelu	9000 - 15000 Kč/panel
Orientační cena zásobníku pro RD	20 000 Kč/ks
běžná návratnost instalace	Cca 20 let
Náplň v solárním okruhu	solanka
Na čem závisí návratnost	Na ceně energie, která by byla použita místo solárního ohřevu. V případě, že byl původním zdrojem elektroboiler, vytěsňuje se tak tím cena elektřiny cca 2,5 Kč/kWh. V případě, že je zdrojem tepelné čerpadlo, pak je cena „původní“ energie cca 0,8 Kč/kWh a solární systém se méně vyplatí (pomalu vrací).
Vlastní spotřeba	Pouze na pohon oběhového čerpadla 5-20W (toto je jediná spotřeba z „neobnovitelného zdroje energie“ elektřiny
Běžná velikost pro dimenzování	1 m² solárního panelu na osobu
Optimální sklon od horizontu	30-50 °
Roční produkce energie	250-350 kWh/m²
Optimální velikost akumulační nádrže	100 litrů na jeden panel

Spočtěte si sami

Kalkulačka Tzbinfo:

Zjednodušená bilance solárního kolektoru

Návratnost solární tepelné soustavy

Výpočet vychází z TNI 73 0302 - Energetické hodnocení solárních tepelných soustav - Zjednodušený výpočtový postup

Bližší popis technické normalizační informace TNI zde.

V případě využití solárních kolektorů pro ohřev vody v bazénu lze využít zjednodušené kalkulačky pro výpočet potřebné energie pro ohřátí bazénu

https://www.bydlimesfilipem.cz/cs/kalkulacky/kalkulacka-bazen

Výhody, nevýhody, mýty

Silné stránky

Obnovitelný zdroj energie
Při správně naddimenzované velikosti solárních panelů ušetří 60-70% spotřeby energie na přípravu teplé vody (v létě až 100%, v zimním období kolem 0-10%)
Samotížný systém bez nuceného oběhu je zcela bez spotřeby elektřiny. Tento sytém je vhodný pro spotřebu denní vody do 300 l/denně.
I systémy s nuceným oběhem (častější varianta) má zanedbatelnou spotřebu elektřiny oběhového čerpadla.
Pomocí solárního systému lze regenerovat vrty pro tepelné čerpadlo přes letní období. Nicméně samotná kombinace TČ+solární systém je ekonomicky nevýhodná.

Příležitosti

Dotační příspěvek od státu do roku 2021 (viz dotace u jednotlivé kategorie)

Slabé stránky, hrozby

V létě hrozí přehřátí solárního systému. Proto je nutné systém optimálně naddimenzovat na předpokládanou spotřebu vody v objektu. Případné přebytky energie lze ukládat do bazénu.
Nelze využít 100% pro vytápění objektu. Roční pokrytí energie ze slunce je kolem 3-5% ze spotřeby energie na vytápění.

Mýty

Mýtem je, že se solární systém vyplatí v kombinaci s tepelným čerpadlem. Z tepelného čerpadla je již tak levná energie, že se solární systém nevrátí ani za dobu životnosti samotného systému. I z kotle na dřevo je energie levná cca 0,8 Kč/kWh a solární systém se pomaleji vrací. Nicméně zde je výhoda vykoupena tím, že není třeba štípat a přikládat dřevo.

Související úsporné opatření

Zapojení solárních bojlerů do kaskády
Solární termické kolektory na přípravu TV a vytápění
Vzduchové solární kolektory

Fotovoltaický systém

FAQ

Jaký je hlavní rozdíl mezi termálními solárními systémy a fotovoltaickými systémy?
Hlavní rozdíl spočívá v jejich primární funkci. Termální solární systémy (fototermika) přímo přeměňují sluneční záření na teplo k ohřevu vody. Fotovoltaické (FV) systémy naopak přeměňují sluneční záření na elektřinu, kterou lze následně využít pro různé účely v domácnosti, včetně ohřevu vody. Termální systémy jsou tedy specializovanější na ohřev vody, zatímco FV systémy jsou všestrannější.

Jaké jsou hlavní výhody termálních solárních systémů pro ohřev vody?
Hlavní výhody termálních solárních systémů pro ohřev vody zahrnují vysokou úsporu energie potřebné k ohřevu vody (až 50-70% ročně), dostupnost finanční podpory (stejné jako pro FV systémy) a měřitelný energetický výstup, který pomáhá při výpočtu návratnosti investice.

Jaké jsou hlavní nevýhody termálních solárních systémů?
Mezi hlavní nevýhody termálních solárních systémů patří složitější instalace vyžadující vedení potrubí, průběžné provozní náklady spojené s oběhovým čerpadlem a výměnou nemrznoucí směsi, potenciální problémy se stagnací při nedostatečném odběru tepla a ekonomické aspekty závislé na ceně elektřiny pro ohřev vody.

Jaké jsou hlavní výhody fotovoltaických systémů?
Mezi hlavní výhody fotovoltaických systémů patří jednodušší instalace (pouze elektrické vedení), nižší zatížení střechy na metr čtvereční, absence přímých provozních nákladů, možnost prodeje přebytečné energie do sítě (i když za nižší cenu), dlouhá životnost panelů (až 25 let) a možnost využití vyrobené elektřiny pro různé spotřebiče, včetně ohřevu vody.

Jaké jsou hlavní nevýhody fotovoltaických systémů?
Hlavní nevýhody fotovoltaických systémů zahrnují nižší účinnost při přímém ohřevu vody ve srovnání s termálními systémy (vyžaduje přeměnu elektřiny na teplo), potenciálně vyšší celkové zatížení střechy pro dosažení srovnatelného energetického výstupu pro ohřev vody, postupné snižování výkonu panelů v průběhu let a ekonomickou závislost na spotřebě elektřiny v domácnosti a výkupní ceně přebytků. Existují také potenciální náklady na údržbu související s elektronikou, jako je měnič.

Který systém je vhodnější pro primární ohřev teplé vody?
Pro uživatele, kteří se primárně zaměřují na maximalizaci úspor energie na ohřev vody a mají dostatečný prostor a rozpočet na potenciálně složitější instalaci, může být termální solární systém vhodnější volbou díky své vyšší účinnosti při přímé přeměně slunečního záření na teplo.

Který systém je všestrannější?
Fotovoltaické systémy jsou všestrannější, protože generují elektřinu, kterou lze využít pro různé potřeby v domácnosti, nejen pro ohřev vody. Tato flexibilita umožňuje napájení různých spotřebičů a v případě přebytků i jejich prodej do distribuční sítě.

Jak dotace ovlivňují rozhodování mezi termálními a fotovoltaickými systémy?
Finanční podpora, například z programu Nová zelená úsporám ve výši 35 000 Kč, je v současné době dostupná pro oba systémy. To zvyšuje atraktivitu obou technologií a může výrazně snížit počáteční investiční náklady, čímž zkracuje dobu návratnosti investice bez ohledu na zvolený systém.

Dotační potenciál

Rodinné domy	Vhodné všude tam, kde je příprava teplé vody pomocí zemního plynu, elektřiny, LTO, peletkami aj. kde je cena energie vyšší jak 1,3 Kč/kWh. Při nižší ceně energie například z tepelného čerpadla, kotle na dřevo, slámu aj. ce solární systém nevyplatí. Možnost získat státní příspěvek z dotace Nová zelená úsporám.
Bytové domy	Vhodné spíše pro menší bytové domy, kde je prostor na střeše pro solární systém. Pro větší (vyšší) bytové domy (například panelové domy) nevhodné, jelikož je plocha střechy menší než je potřeba panelů
Školská zařízení	Spíše nevhodné, protože v době největšího solárního zisku panelů je škola mimo provoz. Vhodné pouze tam, kde je např. školní bazén i přes léto pronajímán veřejnosti.
Administrativní budovy	Spíše nerelevantní.
Hotely	Vhodné, jelikož je v hotelu vyšší spotřeba teplé vody než v klasických objektech pro bydlení
Obchodní centra	Spíše nerelevantní.
Sklady	Spíše nerelevantní.
Výrobní podnik	Spíše nerelevantní.
Zemědělský výroba	Spíše nerelevantní.
Potravinářská výroba	Vhodné, kde je pro výrobu potřeba větší množství teplé vody. Nicméně záleží na ceně energie původního zdroje a ekonomické kalkulaci, zda se systém vyplatí
Zimní stadiony	Spíše nerelevantní.
Těžký průmysl	Vhodné, kde je pro výrobu potřeba větší množství teplé vody. Nicméně záleží na ceně energie původního zdroje a ekonomické kalkulaci, zda se systém vyplatí

Termíny a definice

Nejpoužívanější pojmy	popis	jednotka
Akumulace tepla	Hromadění tepla v tělese nebo ve stavebním dílci za účelem jeho ohřátí. Zásobník toto teplo nespotřebuje, ale jakmile klesne teplota v okolním prostoru, odevzdává ho dále.
Apertura	Otvor, kterým nesoustředěné sluneční záření vstupuje do zařízení, např. zasklením do kolektoru nebo oknem do místnosti.
EXP (ÚT, SOL, OR)	Expanzní nádoba (na straně vytápění, solárního systému, st.voda na omezení rázů).
Fototermika	Zkrácené názvosloví pro fototermické solární kolektory, které jsou určené pro přípravu teplé vody či přitápění.
Kryt kolektoru	Průsvitný nebo průhledný materiál zakrývající absorbér solárního kolektoru na přijímací straně; snižuje tepelné ztráty a chrání proti vlivům počasí.
Obnovitelné zdroje energie	Přírodní energetické zdroje, jež mají schopnost částečné nebo úplné obnovy. Mezi obnovitelné zdroje energie řadíme jak energii sluneční, větrnou a vodní, tak energii z biomasy. Podle konkrétních přírodních podmínek se v některých částech světa využívá také energie mořského přílivu nebo geotermální energie (pocházející z nitra Země). V našich podmínkách má klíčový potenciál biomasa, stavět lze také malé vodní elektrárny (potenciál těch velkých už je vyčerpán). Sluneční a větrná energie se u nás uplatňuje zatím jen částečně, jejich využití ale roste i díky dotacím a podpoře ze strany státu a EU.
OZE	Obnovitelný zdroj energie
Plocha apertury	Plocha průmětu otvoru, kterým vstupuje do kolektoru nesoustředěné sluneční záření, zpravidla plocha průmětu zasklení nebo reflektoru.
Plochý kolektor	Klasický solární termický kolektor se skleněnou horní krycí deskou. Ploché kolektory mají typickou účinnost 75-85%.
Plochý nekrytý kolektor	Zpravidla plastová rohož bez zasklení s vysokými tepelnými ztrátami závislými na venkovních podmínkách, zvláště na rychlosti proudění větru; nekryté kolektory jsou proto určeny hlavně pro sezónní ohřev bazénové vody o nízké teplotní úrovni.
Plochý selektivní kolektor	Zasklený deskový kolektor s kovovým absorbérem se spektrálně selektivním povlakem a s tepelnou izolací na boční a zadní straně kolektorové skříně; vzhledem k výrazně sníženým tepelným ztrátám sáláním absorbéru se ploché selektivní kolektory využívají pro solární ohřev vody a vytápění celoročně a tvoří naprostou většinu zasklených kolektorů na trhu.
SLE	Solární elektrárna - myšleno většinou termální. FVE je pak značení pro fotovoltaickou elektrárnu.
Solanka	Vodní roztok soli používaný jako teplonosná kapalina; termín se používá i jako obecné označení nemrznoucí teplonosné kapaliny.
Vakuový kolektor	Solární termický kolektor tvořen vakuovanými trubicemi, které jsou tvořeny dvěma souosými trubicemi odizolovanými vysokým vakuem. Někdy také nazýván jako trubicový kolektor. Typická účinnost soustavy je kolem 70-80%.
Vzduchový solární kolektor	Ve vzduchovém kolektoru, se mezi sklem a tmavě zbarveným plechem (absorbérem), ohřeje a vysuší slunečním zářením vzduch, který je z venku nasávaný potrubím do místnosti pomocí ventilátoru. Znečištěný a vlhký vzduch odchází dalším potrubím ven z interieru. Obě potrubí jsou vedena skrz obvodové zdivo nebo skrz střešní krytinu za vzduchovým kolektorem a ventilátor je umístěn v potrubí, které čerstvý vzduch zvenku přisává.