Jak funguje solární ohřev vody v praxi a jak vybrat správné řešení
Jak funguje solární ohřev vody v domácnosti
Solární ohřev vody může fungovat dvěma způsoby:
- Termický ohřev vody využívá solární kolektory, které přeměňují sluneční záření přímo na teplo
- Fotovoltaický ohřev vody využívá fotovoltaické panely, které vyrábějí elektřinu. Ta potom napájí topné těleso v bojleru.
U termických systémů se používá tzv. teplonosné médium. Jde o kapalinu, která proudí mezi solárními kolektory a zásobníkem. V kolektorech se ohřívá a přes výměník předává teplo vodě v bojleru. Teplonosné médium bývá navržené tak, aby odolávalo vysokým teplotám i mrazu. Tento typ systému ohřevu vody je vhodný do provozů s vysokou spotřebou teplé vody (např. pro penziony, wellness zařízení nebo zařízení s vyhřívanými bazény).
Zjednodušeně celý proces probíhá takto:
1. Solární systém zachytí sluneční záření
2. Panely sluneční energii přemění na teplo nebo elektřinu
3. Voda se ohřívá v zásobníku
4. Regulace řídí provoz systému a případný dodatečný ohřev z jiného zdroje
Doplňkový zdroj je důležitý hlavně v zimě, při dlouhodobé oblačnosti nebo při vyšší spotřebě vody.
Jaké existují technologie pro solární ohřev vody
Solární termické systémy (kolektory)
Solární termické kolektory (někdy označované jako fototermické kolektory) přeměňují sluneční záření na teplo. Nejčastěji se používají pro přípravu teplé vody, případně jako doplňkový zdroj pro přitápění nebo ohřev vody v bazénu.
Typická sestava obsahuje:
- Solární kolektory
- Potrubní rozvody s teplonosnou kapalinou
- Oběhové čerpadlo
- Zásobník teplé vody s výměníkem
- Regulační jednotku
V domácnostech se nejčastěji setkáte se dvěma typy kolektorů:
- Ploché kolektory – běžné řešení pro rodinné domy, vhodné zejména pro sezonu s vyšším slunečním svitem
- Vakuové trubicové kolektory – mívají lepší vlastnosti při nižších venkovních teplotách, ale bývají technicky i cenově náročnější
Fotovoltaický ohřev vody
Fotovoltaický ohřev vody funguje tak, že solární panely vyrábějí elektřinu. Ta se následně využívá pro topné těleso v bojleru. Proto, aby celý systém fungoval, je potřeba, aby součástí byl regulátor, který plynule dokáže kombinovat ohřev vody ze solárních panelů a ze sítě.
Existují dvě základní varianty:
- Jednodušší systém pouze pro ohřev vody – vyrobená elektřina se využívá pro ohřev TUV v bojleru
- Fotovoltaika připojená k distribuční síti – elektřina pokrývá běžnou spotřebu domu a následné přebytky jsou využívány k ohřevu vody v bojleru. O řízení toků energie se stará regulační jednotka, např. INFIGY SMART
Z dlouhodobého pohledu bývá výhodnější řešení, které neomezuje využití vyrobené elektřiny jen na ohřev vody. Elektřina se primárně využívá pro domácí spotřebiče, klimatizaci, tepelné čerpadlo nebo nabíjení elektromobilu a přebytky (které bývají v jarních a letních měsících významné) ohřejí teplou vodu v bojleru.
Neexistuje jedno řešení, které by bylo nejlepší pro všechny domy. Výběr závisí na spotřebě teplé vody, stavu střechy, rozpočtu, požadavcích na údržbu i budoucích plánech domácnosti.
| Kritérium porovnání | Solární termické kolektory | Fotovoltaický ohřev vody |
|---|---|---|
| Princip | Přímá výroba tepla | Výroba elektřiny pro bojler nebo domácnost |
| Vhodné použití | Především příprava teplé vody | Ohřev vody i další spotřeba elektřiny |
| Nároky na střechu | Menší plocha | Větší plocha panelů |
| Údržba | Kontrola kapalinové soustavy | Obvykle nízká |
| Možnost rozšíření / modularita | Omezenější | Dobrá – baterie, řízení spotřeby, tepelné čerpadlo |
| Složitost instalace | Vyšší | Nižší až střední podle typu systému |
Pokud domácnost plánuje tepelné čerpadlo, klimatizaci, bateriové úložiště nebo nabíjení elektromobilu, bývá z dlouhodobého hlediska praktičtější fotovoltaické řešení. Termické kolektory naopak dávají smysl tam, kde je hlavním cílem efektivní příprava teplé vody.
Kolik teplé vody dokáže solární systém ohřát
Orientačně platí:
- V létě dobře navržený systém pokrývá většinu potřeby teplé vody
- V zimě bývá solární podíl výrazně nižší
- Za celý rok se u běžných domácích systémů často uvádí pokrytí přibližně poloviny až dvou třetin energie potřebné k přípravě teplé vody
Přesná hodnota ale vždy závisí na konkrétní instalaci. Rozhoduje především velikost systému, orientace a sklon střechy, zastínění, objem zásobníku, spotřeba vody v domácnosti a způsob regulace.
Proto je vhodné počítat s doplňkovým zdrojem, například:
Modelový příklad domácnosti
Čtyřčlenná domácnost může (podle způsobu užívání) spotřebovat přibližně 120 až 200 litrů teplé vody denně. Potřeba energie k ohřevu vody se proto může mezi domácnostmi výrazně lišit.
Pro hrubou představu: elektrický bojler o objemu 200 litrů vody vyžaduje přibližně 9 kWh elektřiny, aby se voda ohřála z 20 °C na 55 °C. Skutečné roční náklady pak závisí na ceně elektřiny, plynu nebo jiného zdroje a také na ztrátách zásobníku a rozvodů.
Z tohoto důvodu je lepší neuvádět univerzální roční úsporu v korunách bez výpočtu pro konkrétní domácnost. U dobře navrženého systému však může jít o významnou část nákladů na přípravu teplé vody.
Požadavky na instalaci
Orientace střechy
Sklon střechy
Dostatečná plocha bez zastínění
Nosnost střechy
Prostor pro zásobník a technologie
Proč je důležitá konzultace
Kolik stojí solární ohřev vody a kdy se vrátí investice
Obecně platí:
- Jednodušší systémy pro ohřev vody bývají levnější než komplexní fotovoltaika pro celou domácnost
- Termické systémy mohou být velmi efektivní pro samotný ohřev vody, ale vyžadují kapalinovou soustavu a servis
- Fotovoltaika bývá dražší, pokud pokrývá více funkcí domácnosti, ale nabízí širší využití vyrobené elektřiny
Co ovlivňuje cenu:
- Velikost a výkon systému
- Typ panelů nebo kolektorů
- Objem a typ zásobníku
- Stav střechy a elektroinstalace
- Složitost instalace a vedení kabelových tras
- Způsob připojení ke stávajícímu zdroji tepla
- Dostupná dotace
- Rozsah projektové přípravy a revizí
Časté otázky o solárním ohřevu vody
-
Ano, ale výkon je v zimě nižší kvůli kratším dnům, nižší intenzitě slunečního záření a častější oblačnosti. Proto se solární ohřev vody zpravidla kombinuje s doplňkovým zdrojem.
-
Kvalitní fotovoltaické panely i solární kolektory mohou sloužit desítky let. U některých částí systému (například u měniče, čerpadla, regulace nebo zásobníku) je ale potřeba počítat s možnou dřívější výměnou nebo servisem.
-
Ano. Fotovoltaika může pomáhat napájet tepelné čerpadlo nebo topné těleso v zásobníku. Termické kolektory lze také zapojit do systému přípravy teplé vody, ale vždy záleží na konkrétním návrhu, regulaci a kompatibilitě zařízení.
-
Pro instalace fotovoltaiky do 100 kWp není potřeba řešit stavební povolení. Situace se ale může lišit u památkově chráněných objektů nebo objektů nacházejících se v CHKO. Dále je potřeba u fotovoltaiky řešit povolení připojení systému k distribuční soustavě u distributora. V případě termických panelů není vyžadováno stavební povolení.
-
Může se vyplatit, zejména pokud se chata využívá hlavně od jara do podzimu, kdy je slunečního záření nejvíce. U sezonních objektů je ale důležité dobře vyhodnotit spotřebu a návratnost investice.
-
Velikost zásobníku závisí na počtu osob, spotřebních návycích a typu systému. U běžných rodinných domů se často používají zásobníky v řádu stovek litrů. Přesné dimenzování by měl určit projektant nebo instalační firma.
Závěr: Vyplatí se dnes solární ohřev vody?
Solární ohřev vody může být dobrý způsob, jak snížit spotřebu nakupované energie a lépe využít obnovitelný zdroj přímo v domácnosti. Největší smysl dává tam, kde je pravidelná spotřeba teplé vody, vhodná střecha bez výrazného zastínění a systém je správně navržený.
Termické kolektory se nejlépe uplatňují při přípravě většího množství teplé vody. Fotovoltaika nabízí větší flexibilitu, protože elektřinu lze využít i pro další spotřebiče v domácnosti, jedná se tedy o komplexnější systém a z dlouhodobého hlediska efektivnější. Při rozhodování proto nejde jen o samotný bojler, ale o celkovou energetickou koncepci domu.