Fotovoltaické a solární systémy

Sluneční energie představuje většinu energie, která se na Zemi nachází a využívá. Množství sluneční energie, která každoročně dopadne na povrch Země, se v České republice pohybuje kolem 950 - 1100 kWh/m2 . Největší význam má využití slunečního záření pro ohřev vody pro domácnost a přitápění v objektech. Pro převod slunečního záření na teplo slouží ploché nebo trubicové sluneční kolektory.

Hlavní součásti solárních systémů

Základní komponentou solárního systému je sluneční kolektor, který dokáže zachytit sluneční záření a přeměnit jej na teplo. Zachycené teplo v kolektoru je pak dále odváděno speciální nemrznoucí solární kapalinou do spotřebiče solární energie. Nejčastějšími spotřebiči solární energie jsou zásobníky teplé vody, akumulační nádrže a bazény. V zásobníku teplé vody se přímo ohřívá užitková voda, v akumulační nádrži se ohřívá otopná voda pro vytápění objektu. Pro dohřev teplé vody nebo vytápění je vždy nutné k solárnímu systému instalovat doplňkový zdroj. Do solárního zásobníku či akumulační nádrže se instaluje elektrické topné těleso nebo trubkové výměníky využívající energii dalších doplňkových zdrojů, jako jsou kotle na plyn, krby, kotle na biomasu, tepelná čerpadla. Aby bylo možno přenášet teplo z kolektorů do zásobníku, musí být součástí každého solárního systému oběhové čerpadlo, které zajišťuje cirkulaci solárního okruhu. Oběhové čerpadlo je součástí solární čerpadlové skupiny, ve které jsou další nutné komponenty solárního okruhu - pojistný ventil, průtokoměr, zpětná klapka, plnicí armatury, atd. Do čerpadlové skupiny je také zapojena solární expanzní nádoba. Jelikož solární systém může zásobník nahřát i na teploty kolem 90°C, je nutné na výstup teplé vody ze zásobníku nebo akumulační nádrže instalovat termostatický směšovací ventil, který udržuje výstupní teplou vodu na bezpečných teplotách.

Princip fungování solárních systémů

Sluneční záření prochází sklem slunečního kolektoru a dopadá na absorbér kolektoru, kde je zachyceno speciální selektivní vrstvou, ve které se sluneční záření přeměňuje na teplo. Absorbér je uzavřen v kompaktním rámu s kvalitní tepelnou izolací. Z absorbéru se teplo předává do teplonosné kapaliny, která pomocí oběhového čerpadla odvádí získané teplo do objektu ke spotřebičům tepla (zásobník TV, akumulační nádrž, bazén, apod.). Sepnutí čerpadla zajišťuje regulace, která pomocí teplotních čidel snímá teploty a vyhodnocuje teplotní rozdíly mezi kolektorem a spotřebičem. Jakmile regulace zaznamená, že teplotní rozdíl překročil nastavenou hodnotu, zapne solární oběhové čerpadlo. Ohřátá teplonosná kapalina pak cirkuluje solárním okruhem a předává teplo získané ze slunce do zvolených spotřebičů tepla. Na solárním okruhu musí být správně navržena a nainstalována tlaková expanzní nádoba, aby ani při přehřátí solárního okruhu nedocházelo k únikům nemrznoucí kapaliny pojistným ventilem. Solární systém je v naších zeměpisných šířkách nutné vždy doplnit o doplňkový zdroj, který v případě nedostatku slunečního záření zajistí dohřev TV nebo topné vody na požadovanou teplotu. K tomu jsou využívány běžné zdroje energie, jako jsou plynové či elektrické kotle, kotle na tuhá paliva, tepelná čerpadla, apod. Konkrétní schéma zapojení pak záleží vždy na typu doplňkového zdroje, velmi často je do systému zapojeno i několik různých doplňkových zdrojů, jejichž vzájemné spojení je ideální řešit například pomocí kombinované akumulační nádrže.