Na jakém principu funguje solární kolektor?
Vyžádejte si bezplatné poradenství
Příčiny a důsledky globálního oteplování se v poslední době staly často diskutovaným tématem. Je to problém, který je lidstvu znám již desítky let, ale díky naší nevšímavosti jsme se dostali až do bodu, kdy nám začíná „téct do bot“ a snažíme se zvrátit nebo alespoň zmírnit jeho dopady.
Za hlavní příčinu globálního oteplování je považována tvorba skleníkových plynů, proti níž se začalo intenzivně bojovat. Téměř každý nový výrobek, počínaje televizorem přes myčku až po automobilové pneumatiky, musí být označen tzv. energetickým štítkem, který ho řadí do určité energetické třídy. Možná se ptáte, co má myčka nádobí společného s tvorbou skleníkových plynů?
Energetický štítek nás nepřímo informuje o tom, s jakou energetickou účinností dané zařízení pracuje, a tedy v konečném důsledku i o tom, kolik emisí během svého provozu vytvoří. Čím vyšší energetickou třídou zařízení disponuje, tím vyšší účinností přeměňuje vstupní energii na užitečnou výstupní práci, a tedy tím méně energie, např. elektrické, je potřeba na jeho provoz.
Energetická účinnost
Podobné energetické hodnocení se nedávno zavedlo i pro stavby a během několika let budou muset všechny nové budovy splňovat ta nejpřísnější kritéria energetické účinnosti. Jak toho však docílit bez nutnosti investovat zbytečně mnoho finančních prostředků? Člověk je tvor moudrý, a proto přišel s nápadem využívat takovou energii, kterou máme k dispozici všichni a v podstatě zdarma. Jistě všichni správně tušíte, že se jedná o sluneční energii a my se konečně dostáváme k zařízení, s jehož pomocí umíme transformovat energii dopadajících slunečních paprsků například na teplou vodu ve vaší sprše či v podlahovém vytápění. Řeč je o solárních kolektorech.
Typy solárních kolektorů
Pod pojmem solární kolektor si můžeme představit jakoukoli věc, která zachycuje sluneční paprsky a přeměňuje jejich energii na teplo, které následně předává teplonosné látce. Teplonosná látka přivádí teplo přímo na místo určení nebo do tepelného výměníku, odkud se dále distribuuje. V praxi se osvědčilo několik typů solárních kolektorů.
Pro větší aplikace a výkony jsou vhodné soustředné zrcadlové kolektory. Fungují na principu zachycení a odražení slunečních paprsků do jediného místa, tzv. ohniska, kde se nachází potrubí, ve kterém cirkuluje teplonosná kapalina. Tato kapalina se v potrubí ohřeje, případně přímo odpaří, a může pohánět parní turbínu sloužící k výrobě elektrické energie.
Pro menší aplikace, vhodné například na obytné domy, známe 3 základní provedení. Prvním jsou plastové absorbéry sestávající většinou jen z černé plastové hadice navinuté do spirály, které slouží výhradně jen na sezónní ohřev bazénové vody. Pro zabezpečení ohřevu teplé užitkové vody v domácnosti, ohřev bazénů a pro podporu vytápění se používají ploché kolektory a trubicové vakuové kolektory.
Jak fungují sluneční kolektory
Sluneční záření se zachycuje na absorpční vrstvě solárního kolektoru, která je povrchově upravena tak, aby bylo co nejvíce paprsků pohlceno a jen minimum se odrazilo zpět do okolí. K této vrstvě je tepelně vodivým spojem přichyceno potrubí, přes které proudí teplonosné médium a odebírá zachycené teplo slunečních paprsků z absorpční vrstvy, které dále odvádí do výměníku či zásobníku, ve kterém se ohřívá voda.
Pro zefektivnění procesu jsou kolektory uloženy v tepelně izolovaném rámu překryty sklem, které jednak chrání absorpční vrstvu před mechanickým poškozením, například při krupobití, a současně vytváří vzduchovou izolační vrstvu bránící úniku tepla do okolí, která zároveň umožňuje přechod slunečního záření k absorbéru. Trubicové kolektory navíc využívají vakuum, tedy absenci molekul vzduchu, k dokonalejší izolaci absorbéru s teplonosným médiem od okolního prostředí, a tak dosahují vyšší účinnosti.
Šetření financí i přírody
Správně navržený systém solárních kolektorů Vám dokáže ušetřit nemalé finanční prostředky na ohřev teplé vody a podporu vytápění, a to v rozmezí přibližně od 40 % do 75 %, v závislosti na konkrétní lokalitě a umístění panelů. V přepočtu na emise skleníkových plynů může průměrná domácnost ročně uspořit až tisíce kilogramů CO2 a pomoci tak ke zlepšení stavu naší atmosféry. Přemýšlejte i vy ekonomicky a ekologicky. Myslete na budoucnost naší planety.
