Reflexia доходців a úspora plynu v bytových domoch: Ako solárne systémy optimalizujú spotrebu energie

Znižovanie energetickej náročnosti budov a využívanie ekologicky prijateľnejších zdrojov energie s minimálnym dopadom na životné prostredie sú kľúčové požiadavky pre správcov nehnuteľností. Tento článok sa zameriava na solárne termické systémy ako efektívny spôsob znižovania nákladov na ohrev teplej úžitkovej vody (TÚV) v bytových domoch a na optimalizáciu ich výkonu.

Solárne termické systémy: Ekologické a ekonomické riešenie

Solárne termické systémy patria medzi zariadenia, ktoré významne ovplyvňujú ekologickú stránku prevádzky budov a zároveň prinášajú majiteľom úspory. Avšak, slabšia informovanosť o reálnych možnostiach tejto technológie môže viesť k nerealistickým očakávaniam investorov. Niektorí očakávajú, že po inštalácii solárneho systému budú môcť úplne vypnúť kotly alebo zrušiť zmluvu s dodávateľom tepla. Na druhej strane, existujú aj investori, ktorí majú dobrý prehľad a presne vedia, čo môžu od tejto technológie očakávať a ako realizovať svoj zámer.

Návrh solárneho systému pre bytový dom: Príklad

Pri úvahách o využití slnečného žiarenia ako zdroja energie pre bytový dom je dôležité získať relevantné informácie. V nasledujúcom príklade si načrtneme návrh solárneho systému pre bytový dom, kde budeme hľadať ideálny počet kolektorov a poukážeme na niektoré špecifiká pri návrhu.

Získavanie podstatných informácií

Pre správny návrh je nevyhnutné získať od investora podstatné informácie ohľadom energetickej spotreby domu na ohrev TÚV, zložení obyvateľstva domu (mladí, dôchodcovia, rodiny s deťmi), spotreby teplej vody a ďalšie. Ideálny stav je, keď môže investor poskytnúť vyúčtovanie domu za posledný 1 alebo 2 roky.

Modelový príklad: Bytový dom v Prievidzi

Predstavme si bytový dom situovaný v Prievidzi, v ktorom žije 100 obyvateľov, ktorí denne minú spolu 4000 litrov teplej vody (s teplotou 45 - 50 °C). Dom nie je napojený na CZT, ale má vlastnú plynovú kotolňu. Strecha je ideálne orientovaná a umožňuje umiestnenie až 80 kolektorov typu TS 300, nasmerovaných na juh so sklonom 45 stupňov.

Prečítajte si tiež: Ako podať/prijať výpoveď?

Na základe zloženia obyvateľstva domu je možné v simulačnom softvéri namodelovať priebehy spotreby teplej vody počas dňa aj celkovo celého roka. Denná spotreba má špičky najmä ráno a večer.

Schéma solárneho systému

Ako najvhodnejšia schéma bola vybratá schéma solárneho predohrevu a následného konvenčného doohrevu teplej vody. Kolektory odovzdávajú teplo do „predohrievacieho“ solárneho zásobníka, ktorý je napojený na studenú vodu a následne už slnkom ohriata teplá voda vstupuje do ďalšieho zásobníka, kde sa dohreje na požadovanú teplotu plynovým kotlom. Berieme do úvahy ohrev studenej vody z 10 °C na 50 °C.

Simulácie s rôznym počtom kolektorov

Na základe poskytnutých údajov od správcu domu boli vypracované simulácie s rôznymi počtami kolektorov. Simulácia prebehla s 80, 60, 40 a 20 kolektormi typu TS 300 pri zachovaní rovnakej spotreby. V simulácií bol okrem kolektorov zvyšovaný úmerne aj objem, do ktorého bola získaná slnečná energia akumulovaná.

Faktory ovplyvňujúce výkon solárneho systému

Je potrebné si uvedomiť, že závislosť výkonu kolektorového systému nie je priamo úmerne závislá od počtu použitých kolektorov. Na to, aký maximálny energetický zisk je možné zo systému získať, majú vplyv dva limitujúce faktory:

1. Ohraničená denná spotreba TÚV: Ak je spotreba teplej vody nízka, systém nemôže plne využiť potenciál kolektorov.
2. Krivka účinnosti termického kolektora: Kolektor má svoje limity dané konštrukciou a použitými technológiami. Čím je na výstupe z kolektora nižšia teplota kvapaliny, tým účinnejšie kolektor premieňa dopadnuté slnečné žiarenie na využiteľné teplo. Naopak, ak je na výstupe z kolektora požadovaná vyššia teplota, straty tepla sa taktiež zväčšujú.

Vplyv teploty na účinnosť kolektora

So stúpajúcim rozdielom teplôt medzi absorbérom kolektora a okolitým vzduchom sa znižuje jeho výkon. Pri rovnakých prevádzkových podmienkach má kolektor pri ΔT = 40 K výkon 1170 W a pri ΔT = 20 K výkon 1320 W. Je to spôsobené tým, že čím je vyššia teplota na výstupe z kolektora, tým vyššie sú aj straty do okolia.

Prečítajte si tiež: Odpustenie súdnych trov: Kompletný sprievodca

Negatíva nadmerného počtu kolektorov

Zvyšovanie počtu kolektorov so sebou prináša negatíva nielen v podobe navýšenia investičných nákladov. Nie sú to len kolektory, ale treba počítať aj s adekvátne väčším počtom nosných konštrukcií, potrubí, teplonosnej kvapaliny a ostatného montážneho materiálu a samozrejme práce. Okrem spomínaných zvýšených nákladov sa pri väčšom ako „rozumnom“ počte začnú kolektory v určitom (najmä letnom) období dostávať do stagnačného stavu.

Stagnácia kolektorov

Pri vysokom počte kolektorov (napr. 60) sa môžu dosahovať teploty až 150 °C (pri 80 ks až 160 °C). Vo všeobecnosti kolektorom takéto prehrievanie nerobí problémy (stagnačná teplota kolektora je na úrovni cca 190 °C) a ak je nadimenzovaná aj správna veľkosť expanznej nádoby, tak to nie je technický problém. Znižuje sa tým však životnosť teplonosnej kvapaliny a taktiež sa prehrievaním kolektorov znižuje ročný energetický zisk, keďže potenciál kolektorov nevieme naplno využiť.

Využitie energie z kolektorov

Prvý limitujúci faktor ohraničenej dennej spotreby spočíva v tom, či dokážeme využiť všetku energiu z kolektorov počas aktuálneho alebo nasledujúceho dňa. Pri spotrebe teplej vody 4000 I/deň nám ju v požadovanom množstve a teplote 60 ks (alebo 80 ks) kolektorov ohreje od východu slnka do popoludnia.

Zhrnutie a odporúčania

Z simulácií vyplýva, že 60 a 80 kolektorov by nemalo veľký zmysel. Dochádzalo by jednak k prehrievaniu a po druhé k nízkemu mernému energetickému zisku z jednotky plochy kolektora. Lepšie výsledky sa dosahujú pri 20 a 40 kolektoroch. Hoci pri 20 kolektoroch je vysoký energetický zisk z kolektorov, tento systém je poddimenzovaný, ročná úspora energie na ohrev vody je len 37 %.

Ako maximálny „rozumný“ počet kolektorov vychádza 40 ks, pri ktorých je dosahovaná úspora na ohreve vody až 58 % s primeraným merným energetickým ziskom. Praxou je potvrdené, že energetický zisk z kolektorov v rozmedzí 520 - 620 kWh/m2/rok je prijateľný čo sa týka vyváženosti systému.

Prečítajte si tiež: Ako využiť zľavy pre dôchodcov vo viedenskej MHD

Cirkulácia TÚV a jej vplyv na spotrebu energie

Pri bytových domoch je cirkulácia TÚV bežná. Netreba pritom zabúdať, že cirkulačné straty v rozvodoch tvoria vo väčšine prípadov viac ako 50 % spotreby tepla na ohrev TÚV, záleží od veku a technického stavu.

tags: #reflex #dochodcovia #plyn #uspora