Ako pracuje solárny systém

Termické slnečné kolektory sa dnes používajú najčastejšie na tieto účely:

Obecný priebeh výkonu malého solárneho zariadenia a spotreby TÚV v priebehu kalendárneho roku v rodinnom dome je na obrázku.

Šikmo štrafované plochy predstavujú potrebu energie potrebnú na dohrev TÚV v zimnom období.

Ekonomicky prijateľným spôsobom môžeme slnečnými kolektormi v ročnom priemere ušetriť 50 až 70 % energie potrebnej na prípravu TÚV.

Podiel solárnej energie je samozrejme možné aj zvýšiť ale potom investičné náklady za jednotku získaného tepla rastú exponenciálnym spôsobom.

Chýbajúca časť solárneho príkonu v okrajových mesiacoch roka sa zabezpečí ďaľším výmenníkom tepla napájaným z ústredného kúrenia alebo elektrickou odporovou špirálou, prípadne oboma súčasne.

V spodnej časti solárneho zásobníka je umiestnený výmenník spojený so slnečnými kolektormi, ktorý aj v obdobiach nízkej intenzity slnečného žiarenia zabezpečí aspoň predohrev TÚV a tak znižuje energetickú spotrebu doplnkového energetického zdroja.

V poslednej dobe rastie počet investorov, ktorí majú záujem aj o solárne vykurovanie budov. Je treba zdôrazniť, že ekonomicky zmysluplným spôsobom sa dá zabezpečiť iba čiastočné pokrytie potrieb domu na jeho vykurovanie.

Je to preto, že v období najnižšej intenzity slnečného žiarenia je najväčšia spotreba tepla na vykurovanie stavebných objektov.

Avšak vhodne navrhnutým solárnym zariadením je možné ekonomicky zaujímavým spôsobom využiť solárne prikurovanie objektu v jarných a jesenných mesiacoch roka.

Na obrázku je graficky znázornený výkon solárneho zariadenia, potreby tepla na prípravu TÚV a potreba respektíve straty tepla obytného domu.

Veľkosť kolektorového poľa a teda aj jeho výkon musí byť v tomto prípade podstatne väčší ako v prípade prípravy iba TÚV (viď predchádzajúci obrázok).

Napriek tomu aj v prípade väčšej inštalovanej plochy kolektorov je potrebný doohrev TÚV v zime, pretože nízka intenzita slnečného žiarenia a nízke teploty okolia nám ani pri veľkom solárnom zariadení nemusia zaistiť potrebné množstvo TÚV o požadovanej teplote (TÚV je napr. nepoužiteľná, ak mám 1000 l teplej vody ohriatej na 30° C, ale potrebujem 100 l vody o teplote 55° C).

Šikmo šrafované plochy v okrajových mesiacoch roka pod čiarou teda predstavujú množstvo tepla, ktoré nám musí poskytnúť iný energetický zdroj aj pri príprave TÚV.

Solárne prikurovanie môže pozitívne ovplyvniť nízkoteplotný vykurovací systém podlahového alebo stenového kúrenia. Ak teplota vykurovacej vody na spiatočke z klasických rádiátorov sa pohybuje medzi 40 až 60° C, zo stenového alebo podlahového vykurovacieho systému môže byť pri porovnateľnom tepelnom výkone 25 až 30° C.

Je samozrejmé, že slnečné kolektory môžu potom v zimnom období pracovať pri nižších stredných teplotách a teda menších tepelných stratách a využívať tak efektívnejšie aj nízke intenzity slnečného žiarenia. 

Na kúrenie nám zostáva množstvo tepla ohraničené krivkami (vodorovne šrafované plochy), hlavne v jarných a jesenných mesiacoch roka. Na druhej strane, máme relatívne veľký prebytok tepla v letnom období (kolmo šrafovaná plocha).

Sú to vertikálne nádrže obvykle o objeme 500 až 1000 l. Sú často konštruované tak, že dochádza v nich po výške k stratifikácii (vrstveniu) tepla získaného zo solárneho zariadenia.

V hornej polovičke nádrže je obvykle umiestnený doohrev z kotla ústredného kúrenia, elektrický doohrev prípadne oboje. 

V najvyššom a teda aj najteplejšom mieste sa odoberá teplá voda do výmenníka, kde sa protiprúdnym spôsobom ohrieva TÚV. Príslušné obehové čerpadlo sa spúšťa v dobe odberu TÚV.

Toto riešenie má i tú výhodu, že TÚV sa spotrebováva bezprostredne po jej ohreve a teda nemôžu sa tam rozmnožiť zdraviu škodlivé baktérie typu "Legionel".

Z nižšieho horizontu zásobníka sa odoberá teplá voda do vykurovacieho systému domu. Sú známe aj iné konštrukčné vyhotovenia kombi-zásobníkov tepla, avšak spôsobom ich činnosti sa príliš nelíšia.