V čase výrazného rastu cien energií sa do centra pozornosti dostávajú systémy, ktoré by umožnili tieto náklady minimalizovať. Medzi ne určite patria solárne a fotovoltické panely umiestnené na streche či fasáde domu. Počiatočná investícia do energetickej nezávislosti sa môže javiť pomerne vysoká, no keď si výhody, ktoré prináša, rozmeníte na drobné, zistíte, že prevážia nad vstupnými nákladmi. Solárne a fotovoltické panely môžete umiestniť buď na strechu, alebo aj fasádu domu.
Solárne Panely: Využitie Slnka pre Teplo a Elektrinu
Solárne panely predstavujú ideálne riešenie, ako využiť slnečnú energiu na prípravu teplej vody a podporu vykurovania. Strechu môžete využiť aj na bezplatné získavanie elektrickej energie pomocou fotovoltických panelov.
Typy Inštalácie a Ich Charakteristiky
Existujú dva hlavné typy inštalácie solárnych a fotovoltických panelov: vstavané a nadstrešné. Vstavané modely predstavujú zapustené riešenie, ktoré je súčasťou strešného plášťa. Tento typ integrácie je esteticky príťažlivý a pôsobí ako prirodzená súčasť strechy. Nadstrešný variant sa odporúča, ak nie je možné použiť vstavané riešenie. Dôvodom môže byť nedostatočná plocha na streche na osadenie kolektorov alebo panelov, nevhodné otočenie strechy na svetové strany, alebo nevhodný sklon strechy (menší ako 20°).
Montáž oboch systémov, fotovoltických aj termických, možno vykonať veľmi úspešne aj na existujúcej streche. Pri integrácii do existujúcej energetickej infraštruktúry budovy je väčšinou jednoduchšia pri fotovoltike. S ňou prichádzajú všetky zariadenia ako súčasť novej dodávky a ich priestorové potreby v budove sú výrazne menšie ako pri termických systémoch. Po ich montáži (väčšinou na stenu) a vzájomnom prepojení sa systém prifázuje na existujúci domový rozvádzač a systém je okamžite funkčný.
Pri termických solárnych systémoch je v existujúcich domoch potrebná často aj dodávka nového solárneho zásobníka, montáž ďalších prvkov ako je expanzná nádoba, ich hydraulické napojenie na kolektory na streche a na rozvody vody. Taktiež im treba nájsť vhodné miesto v dome. Plánovaniu najmä termických solárnych systémov pri novostavbách je vhodné venovať pozornosť už pri projektovaní.
Kto má však požiadavku predovšetkým na získanie tepelnej energie, pre toho sú termické kolektory dobrou voľbou, pretože sú stále výkonnejšie na jednotku inštalovanej plochy - približne 3 až 3,5 násobne ako fotovoltické panely.
Systémové Riešenia a Opatrenia pri Montáži
Pri osadení fotovoltických alebo solárnych panelov je dôležité kúpiť systémové riešenie. Sú to rizikové miesta na streche a pri ich inštalácii treba byť mimoriadne opatrný. Dôležité je správne vyhotovenie detailov priestupov cez strešnú krytinu a použitie originálnych priestupových kompletov. Tým sa zabezpečí estetické a funkčné napojenie na strešnú konštrukciu.
Pri montáži treba zároveň venovať veľkú pozornosť ukotveniu do nosnej konštrukcie strechy pomocou špeciálnych kotviacich hákov, ktoré nezaťažujú strešnú krytinu. Ak sa montáž vykonáva na existujúcu strechu, treba najskôr demontovať strešnú krytinu v rade, kde sa budú montovať laty na držiaky solárnych panelov podľa veľkosti. Potom sa krytina uloží naspäť a na pripravené držiaky sa namontuje profil, na ktorý sa už montujú panely.
Solárne Škridly: Integrácia do Strešnej Krytiny
Ďalším variantom, ako získať energiu zo slnka na ohrev vody a vykurovanie, sú solárne škridly. V porovnaní s klasickými solárnymi panelmi sa umiestňujú do strešného systému tak ako ostatné betónové krytiny. Dôležité pritom je, aby všetky podkrovia mali správnu kvalitu podkladovej konštrukcie a vhodnú tepelnú izoláciu. Ako podklad možno použiť len certifikované materiály vhodné na stavebné účely.
Prvky Generon, ktoré sú súčasťou solárnych škridiel, možno inštalovať na škridly Terran Zenit a Rundo. Priestup cez strešnú rovinu je iba v jednom bode prechodu káblového systému. Veľkou výhodou oproti konvenčným panelom je, že sa používa rovnaký konektor. V prípade konvenčného panela sú káble vystavené vonkajším vplyvom počasia a dážď cez ne preteká. Pri solárnych škridlách je všetko pod krytinou, teda bez týchto vplyvov.
Aby pri montáži nedošlo k poškodeniu alebo poruchám strešnej krytiny či strešného plášťa, je potrebné zabezpečiť kvalitnú montáž skúsenými odborníkmi. Pri solárnych škridlách môže poškodenie vzniknúť na strešnom článku. Poškodený prvok však možno vymeniť za prvok s rovnakou veľkosťou. Konštrukcia elektroniky je taká, že porucha jedného prvku alebo jeho čiastočné tienenie nespôsobí výpadok celej vetvy a systém zostane funkčný, kým sa poškodený prvok nevymení.
Montáž držiakov solárnych panelov na betónovú škridlovú strechu
Využitie Solárnej Energie: Ohrev Vody a Podpora Vykurovania
Energia vyrobená zo solárnych panelov alebo solárnych škridiel je privádzaná prostredníctvom meniča do elektrickej siete, čo vyžaduje povolenie poskytovateľa služieb. Meranie sa vykonáva elektromerom výroby a spotreby energie. Využitie slnečnej energie sa spája s množstvom výhod najmä v súvislosti so životným prostredím. Solárny ohrev vody je vhodný spôsob, ako v domácnosti znížiť spotrebu energie na prípravu teplej vody. Nemožno si ho zamieňať s fotovoltikou, ktorá zo slnečného žiarenia vyrába elektrinu.
Solárne Systémy pre Prípravu TÚV
Solárny systém auroSTEP na prípravu teplej vody je kompaktný s beztlakovým vyhotovením solárneho okruhu. Všetky nevyhnutné prvky systému, ako solárna jednotka alebo bivalentný zásobník s objemom 250 alebo 350 l, sú pripravené na rýchlu a jednoduchú montáž.
V projektoch novostavieb v energetickej triede A0 prichádzajú do úvahy solárne aj fotovoltické panely v kombinácii s plynovým kondenzačným kotlom, elektrokotlom, kotlom na biomasu, rekuperáciou, prípadne tepelným čerpadlom. Veľkou výhodou solárnych systémov je, že sa (vo väčšine prípadov) dajú do rodinných domov namontovať aj dodatočne v rámci renovácií.
Ak chcú napríklad domácnosti s plynovým kotlom aspoň čiastočne znížiť svoju závislosť od plynu, vhodným riešením môže byť práve solárna zostava na prípravu teplej vody. Väčšina domácností využíva solárne kolektory iba na ohrev vody. Solárne panely premieňajú slnečnú energiu na teplo. Bežne dostupné plošné solárne kolektory dokážu premeniť v priemere 50 % svetla na tepelnú energiu. Kolektory absorbujú slnečný svit pomocou absorbéra (pohlcovača). Ohrieva sa špeciálna teplonosná kvapalina cirkulujúca v rúrkach pod absorpčným povrchom. Následne sa tepelná energia prenáša do akumulačného solárneho zásobníka teplej vody. So solárnou zostavou môžete ušetriť až 60 % ročných nákladov na prípravu teplej vody.
Najjednoduchšou možnosťou je pripojiť solárny systém ku kotlu, ktorý už doma máte - teda do existujúcej vykurovacej sústavy. Musíte sa však poradiť s odborníkom, či to bude možné, nie všetci výrobcovia kotlov totiž pri svojich produktoch rátali práve s takouto možnosťou. Dobrou správou je, že solárna zostava podstatne predlžuje životnosť kotla, aj preto je ideálnym doplnkovým zdrojom energie k plynovému či elektrickému kotlu.
Častou voľbou domácností je taký kondenzačný kotol, ktorý už má zabudovaný solárny zásobník a kúpite ho v zostave s plochými solárnymi panelmi. Výber vhodných technológií vždy dôkladne prekonzultujte s odborníkom. Na výber máte klasické tlakové, ale aj beztlakové solárne kolektory. Väčšina solárnych systémov má vyššie nároky na inštalačný priestor, pretože na svoje fungovanie potrebujú viac príslušenstva, napríklad expanznú nádobu či odvzdušňovacie prvky.
Bivalentné Systémy: Kombinácia Slnka a Plynu
Mnohí si kladú otázku, ako vo svojej domácnosti znížiť náklady na vykurovanie či ohrev teplej úžitkovej vody. V súčasnosti je na trhu k dispozícii viacero technických riešení, ako to dosiahnuť. Jedným z nich je využitie obnoviteľných zdrojov energie, akým je aj energia slnka, a to použitím solárnych kolektorov. Tie nielenže prinášajú nižšie náklady na energie, ale aj prispievajú k ochrane životného prostredia.
Slnečnú energiu nemožno naplno využívať počas slabej intenzity slnečného žiarenia (noc, zamračené dni, resp. zimné obdobie), preto sa slnečné kolektory využívajú iba ako doplnkový energetický zdroj na ohrev teplej úžitkovej vody (TÚV) a prikurovanie v miestnostiach (temperovanie), prípadne aj na ohrev vody v bazénoch. Jedným z najpoužívanejších, cenovo najdostupnejších riešení (vhodných aj v prípade rekonštrukcie obytných priestorov) je kombinácia solárneho systému s moderným kondenzačným kotlom. Ak ide o používanie dvoch rôznych zdrojov tepla, ako je to aj v tomto prípade, hovoríme o tzv. bivalentnom systéme.
Súčasťou modernej bivalentnej zostavy je kondenzačný plynový kotol, solárny zásobník vody a slnečné kolektory. Úlohou kondenzačného kotla v bivalentnej zostave je vykurovanie a tzv. doohrev vody v solárnom zásobníku pri nedostatku slnečného žiarenia. V čase dostatočného slnečného žiarenia sa voda v solárnom zásobníku zohreje na požadovanú teplotu a plynový kotol sa nemusí zapínať (menej cyklov znamená menšie opotrebovanie, čo prináša dlhšiu životnosť plynového kotla). Používať sa zvyknú tzv. bivalentné zásobníky teplej vody, ktoré sú vybavené dvomi výmenníkmi tepla, čo umožňuje ľahké pripojenie k solárnemu systému aj ku kondenzačnému kotlu.
Pri dimenzovaní a návrhu bivalentného systému treba brať do úvahy, že čím viac teplej vody akumulujeme, tým dlhšie je možné uskladnenú energiu zo zásobníka využívať, a to aj v čase, keď slnko už nesvieti. Správny návrh systému je preto veľmi dôležitý. V každom prípade, treba sa poradiť s odborníkmi v oblasti prípravy projektu, nákupu zariadení, ale aj samotnej inštalácie.
Dôležité je spomenúť aj to, že podľa noriem je teda primárnym zdrojom plynový kondenzačný kotol. Ten je stavaný na 100 % potreby, a to tak, ako keby nebol inštalovaný solárny ohrev. To znamená, že v prípade výpadku, resp.
Asi tou najdôležitejšou výhodou je úspora nákladov na primárnych zdrojoch energie, keďže pri bivalentnom riešení vykurovania sa okrem klasických nakupovaných energií (v našom prípade plyn) bezplatne využíva aj obnoviteľný zdroj energie (slnečná energia). Kombinácia solárneho systému a plynového kondenzačného kotla nám môže v konečnom dôsledku ušetriť aj viac ako 40 % nákladov na vykurovanie a ohrev úžitkovej vody. Percento úspory nákladov je pritom závislé od technického riešenia - od veľkosti solárnych kolektorov, zásobníkov (akumulačná kapacita), orientácie a umiestnenia kolektorov, celkového vyladenia systému a ďalších faktorov. Okrem toho, využívaním obnoviteľných zdrojov energie chránime životné prostredie.
Nevýhody takéhoto systému sa dajú obrazne spočítať na prstoch jednej ruky. Väčšie priestorové nároky zapríčinené potrebou umiestnenia veľkoobjemového solárneho zásobníka vody možno tiež považovať za nevýhodu. V prípade novostavby to nie je problém, priestorové nároky sa riešia už vo fáze projektu. Lenže v prípade existujúcej inštalácie sú možnosti obmedzené aktuálnym stavom miesta inštalácie.
Umiestnenie a Orientácia Kolektorov
Pri umiestňovaní solárnych kolektorov na stavbu treba brať do úvahy aj orientáciu strechy a sklon, aby sa dal využiť čo najväčší potenciál slnka. Ideálna orientácia strechy je na juh so sklonom 45°, avšak smerovanie na juhovýchod či až juhozápad a sklon strechy v rozpätí 30 - 60° sú plne postačujúce.
Bivalentné vykurovanie je vhodnou voľbou nielen pre novostavby, ale aj pre existujúce rodinné domy, bytové domy či kancelárske priestory. Myslieť na toto riešenie však treba už v čase plánovania rekonštrukcie vykurovacieho systému, resp. plánovania kompletnej rekonštrukcie domu.
Kondenzačné Kotly a Ich Princíp Fungovania
Kondenzačný kotol je konštruovaný tak, aby efektívne využíval energiu zemného plynu. Spaliny odchádzajúce z kotla, ktoré vzniknú pri spaľovaní plynu, sa ochladzujú až pod teplotu rosného bodu a nastáva kondenzácia vodnej pary obsiahnutej v spalinách, čím sa získava tzv. kondenzačné teplo. Takto sa konvertuje až 98 % energie, ktorá sa používa na výrobu tepla.
Najlepším riešením pri kombinácii kondenzačného kotla so solárnym ohrevom je voľba zostavy od jedného výrobcu. To je zárukou kompatibility, spoľahlivosti, jednoduchej inštalácie, možnosti optimálneho vyladenia/nastavenia systému. V kombinácii s kondenzačným kotlom sa môžu využívať ploché aj trubicové kolektory.
Plochý vs. Trubicový Kolektor
Skôr ako sa pre ten-ktorý typ rozhodnete, je dobré oboznámiť sa s ich výhodami a nevýhodami, resp. s rozdielmi prameniacimi z odlišnej konštrukcie. Plochý kolektor využíva na zachytenie lúčov až 90 % svojej celkovej plochy, trubicový len okolo 50 %, no má lepšie izolačné vlastnosti. Vo všeobecnosti platí, že ploché kolektory dosahujú vyššie tepelné zisky v letných mesiacoch a trubicové zas počas chladných jarných a jesenných mesiacov. Ak je teda vašou prioritou ohrev teplej vody, potom môžu byť vhodnejšie ploché kolektory, a ak vám ide predovšetkým o podporu vykurovania na jar a jeseň, lepšie môžu byť trubicové kolektory, ktoré zachytávajú aj tzv. difúzne žiarenie.
Bivalentné vykurovanie je jednou z možností, ako ušetriť značné finančné prostriedky na ohreve vody a vykurovaní. Zároveň je to spôsob, ako prispieť k znižovaniu nepriaznivých vplyvov na životné prostredie. Pri rozhodovaní sa o vykurovacom zariadení sa poraďte s odborníkmi z tejto oblasti, spoľahnite sa na dobrý projekt a kvalitné zariadenia od renomovaných výrobcov.
Fotovoltika: Akumulácia a Využitie Elektrickej Energie
Energiu získanú z fotovoltických panelov je potrebné vhodným spôsobom využiť a prebytky uložiť. Na tento účel bola vyvinutá napríklad akumulačná stanica HES. Ide o smart riešenie energetického úložiska pre domácnosti, ktoré je nezávislé od siete. Elektrina z panelov dodáva elektrickú energiu priamo tam, kde je to potrebné. Zároveň môžete nabíjať akumulátory a vykrývať spotrebu budovy. Prebytočne vyrobenú elektrickú energiu možno vrátiť priamo do distribučnej siete (ak máte ako domácnosť zmluvu s distribútorom).
Výkon a Dimenzovanie Fotovoltických Systémov
V našich klimatických podmienkach dodajú fotovoltické panely so špičkovým výkonom 4 kWp ročne približne 4 000 kWh elektrickej energie. Ide o všeobecné číslo, pretože reálny výkon vždy závisí od konkrétnej lokality. Výkon panelov by sa mal zvoliť s ohľadom na priemernú ročnú spotrebu domácnosti, spôsob vykurovania a to, či sa v dome nachádzajú veľké spotrebiče. Dôležitý je aj denný režim rodiny (kedy je kto doma, kedy sa aká časť energie spotrebúva). Významným faktorom je veľkosť strechy, množstvo ľudí zvažuje aj dodatočné podmienky. Mali by ste sa zamyslieť aj nad budúcnosťou, napr.
Panely sú pri porovnaní s cenami batérií a meničov tou menej nákladnou položkou. Už na začiatku je však potrebné zvážiť, čo s prietokmi vyrobenej a nespotrebovanej elektrickej energie. Za tie vám väčšina dodávateľov elektrickej energie v súčasnosti nebude chcieť platiť alebo vám za ne dá v porovnaní s bežnou cenou energie len veľmi nízku sumu. Preto by ste mali zvoliť opačnú taktiku. Dôležitá je aj legislatíva a jej vývoj orientovaný smerom ku komunitnej energetike.
Komunitná Energetika a Batériové Úložiská
Princíp komunitnej energetiky spočíva v dohode medzi skupinou občanov o vybudovaní vlastného zdroja energie, napr. fotovoltických panelov na strechách svojich domov. Vyrobenú elektrinu potom môžu ako podielnici alebo členovia komunity odoberať za výhodnejších podmienok.
Batériovú stanicu treba umiestniť do priestorov, kde teplota neklesá pod bod mrazu. Jej umiestnenie je vhodné voliť aj podľa polohy fotovoltických panelov. S kapacitou batérií je to podobne „zložité“ ako s výkonom panelov. Rovnako treba zvážiť cenu batérií a charakter spotreby, cieľom by malo byť aj zachovať čo najdlhšiu životnosť batérie. Tá sa uvádza v cykloch.
V našich podmienkach je v ostatných rokoch trendom mať kapacitu batérie na úrovni 1x až 2x väčšiu, ako je výkon fotovoltických panelov, t. j. napr. 5,4 kWp na streche a približne 10 až 11 kWh v kapacite batérie. Stanice HES idú trochu inou cestou a ich najmenšia kapacita je 13,7 kWh a maximálna až 41 kWh.
Pohľad na voľbu väčšej ako bežnej kapacity sa však zmení, ak vezmeme do úvahy, že majiteľ môže nakupovať ceny tzv. bez dodávateľa na dennom trhu. Rozdiely medzi cenami sú totiž v priebehu 24 hodín až trojnásobné a nákup veľkého množstva energie akumulovanej vo veľkokapacitnej batérii „za lacno“ (napr. v noci) a následný predaj v priebehu dňa vyrobenej energie za výrazne vyššie ceny je ekonomicky veľmi výhodný.
Batériové úložisko možno umiestniť všade tam, kde je sucho a teploty neklesajú pod bod mrazu. Vhodné sú technické miestnosti, garáže, pivnice, ak v nich nemrzne. Zároveň ich možno umiestniť aj vo vonkajších suchých prístavbách, v ktorých dokážete udržať požadovanú prevádzkovú teplotu.
Stanica HES sa dodáva vo vyhotovení všetko v jednom. Akumulačná stanica je samostatne stojace zariadenie s rozmermi 600 × 600 × 1 920 mm. Obsahuje moduly na zber energie z fotovoltických panelov, trojfázový striedač s možnosťou nesymetrického zaťaženia/odberu, súpravu akumulátorových blokov a nabíjačku. Prebytky energie sa musia akumulovať. Dom s fotovoltickou energiou a batériou funguje ako forma poistky proti dlhodobým výpadkom elektriny, nech už nastanú z akéhokoľvek dôvodu.
Montáž držiakov solárnych panelov na betónovú škridlovú strechu
Úspory a Návratnosť Investície
Koľko domácnosť ušetrí, je veľmi individuálne. „Iné úspory (väčšie) budú mať ľudia, ktorí vykurujú elektrickým veľkoplošným sálavým vykurovaním, o niečo menšie domácnosti s teplovodným systémom a tepelnými čerpadlami a ešte nižšie ľudia vykurujúci svoje domy plynom. Ak však budú mať doma elektromobil alebo iné veľké spotrebiče závislé od energie, tak tie úspory porastú. Na internete nájdete množstvo údajov o úspore, napr. 50 %, ale každý projekt treba posudzovať a kalkulovať individuálne,“ hovorí sa v materiáli. Pri dobre navrhnutom riešení sa návratnosť pohybuje od 5 do 8 rokov, potom už celá zostava len zarába.
Jedným z benefitov je napríklad neprerušovaná dodávka energie (UPS). Batériové úložisko HES je trvalo pripojené na distribučnú sieť a zároveň na budovu. Bežný laik to na prvý pohľad neocení, ale pri sledovaní úspor je dôležitý aj špičkový manažment: vďaka neustálemu monitoringu odberu domácnosti je stanica HES schopná dodať do preťažených fáz potrebnú energiu tak, aby nedošlo k preťaženiu hlavného ističa. Samozrejmosťou je komfortný monitoring. HES umožňuje používateľovi prístup k prevádzkovým hodnotám pomocou webového rozhrania.