lužbám Slnko S Slnko k Službám - archiv.vlada.gov.sk · Fotovoltika všeobecne 48 Materiály použité na výrobu fotovoltických článkov 49 ... Fotovoltická elektráreň na

Slnko k Službámmožnosti využitia slnečnej energie

Slnko k Službámmožnosti využitia slnečnej energie

Andrej Fáber, Igor Iliaš a kolektív

Sln

ko

k S

luž

bá

mA

ndre

j Fáb

er, I

gor I

liaš

a ko

lekt

ív

ISBN 798-80-969646-1-1

Energetické centrum Bratislava

Možnosti využívania slnečnej energie

2010

Slnko k Službám

ÚVOD

Človek už dávno zistil, že žiarivé slnko prispieva k dobrej nálade. Nebude trvať dlho, kým sa mnohým zlepší nálada zistením, že pekný slnečný deň im práve ušetril časť peňazí alebo dokonca finančne prispel do ich rozpočtu pri získavaní energie. Slnko ako elegantný finančný zdroj bude stále viac a viac žiadané.

Nároky na spotrebu energie neustále rastú. Prináša to so sebou daň v podobe ne-priaznivých dôsledkov na životné prostredie. Stále dôraznejšie sa ozývajú hlasy, ktoré vyzývajú k energetickým úsporám a k hľadaniu alternatív k tradičnému spôsobu prí-pravy teplej vody, tepla či výroby elektriny. Veľký potenciál sa skrýva v domácnostiach. A práve slnko ako nevyčerpateľný zdroj nám ponúka takúto možnosť. Ako získať teplo a elektrinu, za ktoré vám nikto nepošle faktúru a ktorých využívanie nemá negatívny vplyv na životné prostredie, vám poradí táto publikácia.

Dnes je na trhu k dispozícii široký výber aplikácií, ktoré umožňujú vhodne využiť ener-giu zo slnka. Cieľom tejto knihy je poukázať na časť z nich so zameraním na rodinné domy a sčasti aj verejný a súkromný sektor.

V slovenských klimatických podmienkach je dôležité mať stále na zreteli, že využitie slnečnej energie je len alternatívnym zdrojom. To znamená, že pre plné pokrytie po-treby energie je nutná kombinácia s iným zdrojom. Napriek tomu sa využitie slnečnej energie stáva dynamicky rozvíjajúcou oblasťou a o jej prínose k ochrane životného prostredia sa nedá pochybovať.

Publikácia je rozdelená do dvoch hlavných častí. Prvá časť sa venuje solárnej technike – získavaniu tepla zo slnka, druhá fotovoltike – výrobe elektrickej energie. V závere sa dozviete o podporných finančných a dotačných mechanizmoch aj o súčasnej legislatí-ve v oblasti obnoviteľných zdrojov energie, medzi ktoré slnečná energia patrí.

Publikácia je súčasťou projektu PALISOL (Propagácia a aplikácia solárnych sys-témov v zdravotníckych zariadeniach), ktorý je spolufinancovaný z Finančného mechanizmu Európskeho hospodárskeho spoločenstva, Nórskeho finančného mechanizmu a štátneho rozpočtu Slovenskej republiky.

Ing. Andrej Fáber, Energetické centrum Bratislava

Licenčná poznámka:Táto publikácia vyšla s podporou verejných zdrojov a preto považujeme za prirodzené, že jej obsah je na nekomerčné účely k dispozícii každému, kto knihu korektne uvedie ako zdroj informácií. Výnimkou sú ilustrácie; ich autori si vyhradzujú niektoré alebo všetky práva.Túto publikáciu ste mohli dostať k dispozícii od Energetického centra Bratislava alebo partnerov, ktorí sa na jej vzniku podieľali. Ktokoľvek iný vám ju dáva, sa snaží len priživiť na našom dobrom mene a na našej práci. Buďte pri komunikácii s takýmto „podnika-teľom“ veľmi opatrní.

Autori: Igor Iliaš, Andrej Fáber a kol.Vydalo: Energetické centrum Bratislava v roku 2010Zodpovedný redaktor: Vojtech HollanGrafická úprava: Filip Jánoš

ISBN 798-80-969646-1-1

Kontakt: Energetické centrum Bratislava, Ambrova 35, 831 01 Bratislava tel.: 02 / 593 000 91, fax: 02 / 593 000 97, e-mail: [email protected], www.ecb.sk

EKONOMICKÉ ZHODNOTENIE SYSTÉMOV 36 Návratnosť investície 36 Modelový príklad - návratnosť v porovnaní s elektrickým ohrevom vody 37

PRÍKLADY VYUŽÍVANIA SOLÁRNEJ ENERGIE 38 Rodinný dom v Bratislave 38 Energeticky úsporný rodinný dom na strednom Slovensku 39 VYUŽÍVANIE SLNEčNEJ ENERGIE V KOMUNÁLNEJ ENERGETIKE 42 Sídlisko Hliny v Žiline 42 Bytový dom v Šali 43 Ekocentrum Drieňok, Teplý Vrch 44 VYUŽÍVANIE SLNEčNEJ ENERGIE V PRIEMYSELNEJ SFÉRE 45 Priemyselná budova v Žiari nad Hronom 45 Solárny systém na bitúnku v Rimavskej Sobote 45 Palisol - Slnečná energia v zdravotníckych zariadeniach 46

DODÁVATEĽSKÉ FIRMY SOLÁRNYCH SYSTÉMOV NA SLOVENSKU 47

FOTOVOLTIKA 48 Fotovoltika všeobecne 48 Materiály použité na výrobu fotovoltických článkov 49 KOMPONENTY FOTOVOLTICKÝCH SYSTÉMOV 52 Solárne panely 52 Invertor (DC/AC striedač, menič) 52 Rozvádzač NN pre pripojenie do elektrickej siete 52 Montážny a kotviaci materiál 52 TYPY INŠTALÁCIÍ 53 Systémy pripojené k sieti, „on-grid“ 53 Ostrovné systémy, „off -grid“ 53 Slnečná elektráreň 53 Solárne koncentračné termické elektrárne 54 Integrácia fotovoltických systémov do budov 54 Spôsoby začlenenia 54 Plánovanie systému 55 Koľko to stojí? 56

Použité skratky, jednotky a pojmy 7

Definície použitých pojmov 8

SLNEčNÁ ENERGIA 10 Slnečné žiarenie 11 VYUŽÍVANIE SLNEčNEJ ENERGIE 13 Dôvody pre využitie 13

KLIMATICKÉ PODMIENKY SLOVENSKA 13 Spôsoby pasívneho využívania slnečnej energie 16 SOLÁRNY TRH VO SVETE, EURÓPSKEJ ÚNII A NA SLOVENSKU 19 Situácia vo svete 19 Situácia v Európskej únii 19 Situácia na Slovensku 21 História 21 Súčasnosť 21

TEPELNÉ SOLÁRNE SYSTÉMY 22 Komponenty tepelných solárnych systémov 23 Slnečné kolektory a absorbéry 23 Bojlery na teplú vodu 27 Potrubné rozvody 28 Expanzné nádoby 28 Obehové čerpadlá 28 Regulácia 28 Spotreba energie v domácnosti 29 Úspory 29 MONTÁŽ SOLÁRNEHO ZARIADENIA 29 Kritériá výberu vhodného typu kolektorov 30 Dimenzovanie 30 Príprava teplej vody 31 Podpora vykurovania budov 32 Ohrev vody v bazénoch 32 Priemyselné teplo 32 Umiestnenie a orientácia kolektorov 32 Spôsoby upevnenia kolektorov 33 Obsluha a údržba solárneho systému 34 Plusy solárnych systémov 34 Slabé stránky systémov využívajúcich tepelnú slnečnú energiu 35

OBSAH

7

M o ž n o s t i v y u ž í va n i a s l n e č n e j e n e r g i e

Novela Zákona o energetike 656/2004 Z. z. 142/2010 Z. z. 70

SKRATKY

DPH – daň z pridanej hodnotyEÚ – Európska úniaFV – fotovoltika, fotovoltickýNN – nízke napätieOZE – obnoviteľné zdroje energieUK – Univerzita Komenského

JEDNOTKY

predpona značka násobok

Kilo k 103

Mega M 106

Giga G 109

Tera T 1012

Peta P 1015

Eta E 1018

JEDNOTKY SI

veličina jednotka značka prevod

výkon Watt W 1W = 1J/s

práca Joule J 1J = 1Nm

energia Joule J 1J = 1Ws

množstvo tepla Wattsekunda Ws 1Ws = kg.m2 /s

energia Kilowatthodina kWh 1kWh = 3,6 MJ

tlak Pascal Pa 1Pa = 1N/m2

K KelvinMWe Megawatt (inštalovaný elektrický výkon)MWt Megawatt (inštalovaný tepelný výkon)

POUŽITÉ SKRATKY, JEDNOTKY A POJMY PRÍKLADY VYUŽÍVANIA FOTOVOLTIKY 57

Fotovoltická elektráreň na streche spoločnosti Solar-NED, s.r.o. 57 Fotovoltická elektráreň na streche fary v Novej Lesnej 59 Fotovoltická elektráreň na streche organizácie UNDP v Bratislave 60 Fotovoltická elektráreň na streche Matematicko - fyzikalnej fakulty UK 61

FIRMY ZAOBERAJÚCE SA FOTOVOLTIKOU NA SLOVENSKU 64 MOŽNOSTI FINANCOVANIA 65 Komerčné financovanie 65 Grantové prostriedky 66 Štrukturálne fondy EÚ 66 Prehľad štrukturálnych fondov pre investičnú pomoc pri výstavbe OZE 66 Environmentálny fond 68 LEGISLATÍVA 69 Zákon č. 309/2009 Z. z. o podpore OZE a VÚ-KVET 69


8 9


Fotovoltika | je oblasť technológie a výskumu týkajúca sa aplikácie fotovoltických článkov. Slovo „photovoltaic“ sa skladá zo slov „photo“ čo znamená svetlo, svetelný a „voltaic“ čo znamená napätie, napäťový.

Polovodiče | sú materiály s (elektrickým) odporom väčším od vodičov, ale menším od izolantov. Nositeľmi elektrického náboja v nich sú elektróny, respektíve diery. Diery sú vlastne atómy, ktoré stratili jeden zo svojich elektrónov. Preto sú nositeľmi kladné-ho náboja. Elektrón mohli stratiť tak, že prijali energiu dostačujúcu na jeho uvoľnenie z atómového obalu. Ak sa v blízkosti diery vyskytne ďalší elektrón, dochádza k rekom-binácii, čiže elektrón dieru „zaplní“. V takomto prípade teda polovodič stratí jeden voľný nosič náboja.

Fotovoltický článok | je veľkoplošná polovodičová súčiastka (s podobnou vnútornou štruktúrou ako fotodióda), ktorá priamo konvertuje svetelnú energiu na elektrickú po-mocou fotoelektrického javu.

Fotoelektrický jav | alebo fotoelektrický efekt alebo fotoefekt je experimentálne po-zorovaný jav, pri ktorom svetlo vhodnej vlnovej dĺžky po dopade na kov alebo polovodič vyráža z atómov látky elektróny, ktoré sa potom voľne pohybujú v látke a zvyšujú jej vodivosť (vnútorný fotoelektrický jav) alebo opustia látku (vonkajší fotoelektrický jav). Jav sa využíva napríklad pri konštrukcii fotodiódy, fototranzistora, alebo fotovoltického článku.

Kremík (Si) | je najdlhšie používaný a tiež najrozšírenejší materiál na výrobu fotovol-tických článkov. Na rozdiel od iných materiálov sa netreba obávať jeho vyčerpania, pretože sa nachádza takmer všade. Je to štvrtá najpoužívanejšia surovina na svete, na výrobu solárnych panelov sa však využíva približne iba 1 percento z tohto množstva. Používa sa v niekoľkých podobách.

Zakázané pásmo | je pásmo medzi dvoma energetickými hladinami v atóme. Na pre-konanie tohto pásma je potrebné elektrónu dodať určitú energiu, potom môže elektrón prestúpiť na vyššiu energetickú hladinu. Ak je energie dodaný dostatok, aby sa elek-trón z väzby atómu uvoľnil úplne, potom sa stáva voľným a je teda nosičom elektric-kého náboja. Vďaka tomuto javu môže polovodič viesť prúd. Šírka zakázaného pásma preto priamo ovplyvňuje jeho kvalitu.

Wp (Watt peak) | je jednotka nominálneho vrcholového výkonu fotovoltického panela. Ide o výkon fotovoltického panela pri štandardnom výkonnostnom teste (s parametra-mi: osvit 1000 W/m2, teplota 25°C).

Invertor | tiež striedač alebo menič, je zariadenie na zmenu jednosmerného prúdu na striedavý prúd výkonovými elektronickými prvkami.

DEFINÍCIE POUŽITÝCH POJMOV

Energia | (označovaná ako E) je vo fyzike schopnosť fyzikálnej sústavy konať prácu (W), čiže práca uložená vo fyzikálnej sústave. Inými slovami je to miera všetkých fo-riem pohybu hmoty.

Obnoviteľné zdroje energie (OZE) | efektívne využívajú prírodné zdroje ako slnečné žiarenie, vietor, dážď, morské vlny a geotermálne teplo, ktoré sa prirodzene obnovujú. Technológie obnoviteľných zdrojov energie zahŕňajú slnečnú energiu, energiu vetra, energiu vody, biomasu a napokon v doprave biopalivá.

Energetický zisk | množstvo energie získanej z daného systému za určité časové obdobie, teda vykonaná práca, väčšinou sa udáva v kWh za rok.

Energetická účinnosť | energetická účinnosť slnečného kolektora je definovaná ako pomer intenzity tepelného toku odoberaného z kolektora k príkonu, t. j. intenzite sl-nečného žiarenia dopadajúceho na priehľadný kryt kolektora. Energetická účinnosť je jednoznačne určená veľkosťou optických strát, ktoré sú prakticky nezávislé od teploty a veľkosťou tepelných strát (smerom do okolia kolektora), ktoré sú závislé od rozdielu teplôt povrchu absorbéra a vzduchu v okolí kolektora.

Slnečné žiarenie | slnečné žiarenie obsahuje elektromagnetické žiarenie s rôznymi vlnovými dĺžkami. Pre aktívne využívanie slnečnej energie je dôležitá časť spektra pri-bližne od 0,3 do 3 µm. Slnečné spektrum zahŕňa malý podiel ultrafialového žiarenia (0,28 – 0,38 µm), ktoré je pre ľudské oko neviditeľné a predstavuje asi 2 percentá spek-tra. Viditeľné svetlo má vlnové dĺžky od 0,38 do 0,78 µm a predstavuje asi 49 percent spektra. Zvyšok tvorí infračervené žiarenie s vlnovými dĺžkami 0,78 – 3,0 µm.

Svetlo | svetlo je elektromagnetické žiarenie, ktoré je vďaka svojej vlnovej dĺžke vi-diteľné ľudským okom. Tri základné vlastnosti svetla (a elektromagnetického vlnenia vôbec) sú svietivosť (amplitúda), farba (frekvencia) a polarizácia (uhol vlnenia).

Lom svetla | v rôznych prostrediach sa svetlo šíri rôznou rýchlosťou. Keď svetlo pre-chádza rozhraním medzi takýmito dvomi rôznymi prostrediami, spomaľuje sa (alebo zrýchľuje) a podlieha lomu.

Optická účinnosť | je maximálna účinnosť kolektora, keď sa stredná teplota absorbéra rovná teplote okolia, t. j. z kolektora sa neodoberá žiadne teplo.

Potreba tepla | množstvo energie, ktorú musí vykurovací systém v budove dodať za jeden rok pre všetky vykurované priestory (kilowatthodiny na štvorcový meter a rok). Používa sa, keď sa domy alebo budovy klasifikujú podľa potreby tepla. Potreba tepla pozostáva z potreby tepla na transmisiu (strata tepla obvodovými stenami, oknami a strechou) a z potreby tepla na vetranie.

Bojler | je zásobník ohriatej pitnej vody určenej na bežnú spotrebu v domácnosti (umý-vanie riadu, hygiena a pod.).

Zásobník tepla | sa líši od bojlera tým, že v ňom nie je uskladnená chemicky upravená pitná voda, ale voda určená pre vykurovací systém.


1 0 1 1


SLNEčNÉ ŽIARENIE

Slnečná energia dopadá na zemský povrch vo forme slnečného žiarenia. Slnečné žiare-nie sa po dopade na zemský povrch premieňa na iné formy energie: • na tepelnú energiu; takýmto spôsobom sa ohrieva zemský povrch – pôda, voda

i vzduch; • na mechanickú energiu - takto vznikajú vzdušné prúdy; • na chemickú energiu; ktorá sa prostredníctvom fotosyntézy viaže v rastlinách

a iných organizmoch. Intenzita slnečného žiarenia sa prechodom cez atmosféru znižuje, a to práve vďaka premene žiarenia na jednotlivé formy energie a tiež vďaka rozptylu na jednotlivých časticiach atmosféry. Na zemskom povrchu preto registrujeme tri základné druhy sl-nečného žiarenia – priame slnečné žiarenie, rozptýlené (difúzne) žiarenie a žiarenie od-razené buď od zemského povrchu alebo iných objektov. Všetky tieto zložky, zastúpené v rôznej miere, vnímame voľným okom a sme schopní ich využiť pomocou slnečných kolektorov.

Pozrime sa bližšie na to, čo sa deje s priamym slnečným žiarením počas prechodu zemskou atmosférou a pri dopade na povrch Zeme. Intenzita priameho slnečného žiarenia na hranici zemskej atmosféry je približne 1 360 W/m2. Z toho atmosférou na zemský povrch prenikne pri najpriaznivejších podmienkach približne 1 000 W/m2. Roz-ptylom priameho žiarenia na oblakoch a nečistotách v atmosfére a odrazom od terénu vzniká difúzne žiarenie. Súčet priameho a difúzneho žiarenia sa označuje ako globál-ne žiarenie.

Graf: Zastúpenie jednotlivých druhov žiarenia počas roka na Slovensku.

V strednej Európe v závislosti od ročného obdobia a stavu atmosféry môže intenzita globálneho žiarenia v poludňajších hodinách kolísať od 100 do 1 000 W/m2. Pomer pria-meho a difúzneho žiarenia je závislý od geografických a mikroklimatických podmienok. Difúzne žiarenie v strednej Európe tvorí v celoročnom priemere 50-70 percent z globál-neho žiarenia, pričom v zime dosahuje až 90-percentný podiel. To je jeden z dôvodov, prečo je použitie plochých kolektorov pre nízkoteplotné aplikácie výhodnejšie ako pou-žitie koncentrujúcich kolektorov, ktoré sú schopné spracovať iba priame žiarenie.

Slnko ako jedna z hviezd našej galaxie predstavuje vysoko stabilný a vysoko výkonný energetický zdroj, bez ktorého by sa život na Zemi nezaobišiel. Energia Slnka má pôvod vo fúznej protón-neutrónovej reakcii. Reakcia nastáva pri teplotách až 14 miliónov °C, zatiaľ čo povrchová teplota Slnka dosahuje v priemere „len“ 6 000 °C.

Množstvo dopadajúcej slnečnej energie na Zem je takmer 14 000-krát väčšie, ako celá energia spotrebúvaná ľudstvom v súčasnosti. Energia neustále dodávaná Slnkom na Zem predstavuje 180 000 TW, v kontraste s tým predstavuje celková energetická po-treba ľudstva len približne 13 TW. Na hranicu zemskej atmosféry pri kolmom dopade sl-nečných lúčov dopadá približne 1 360 W energie na jeden meter štvorcový. Tento údaj zvykneme označovať ako slnečná konštanta. Kolísanie intenzity slnečného žiarenia je spôsobené najmä eliptickou dráhou Zeme okolo Slnka. Z energetického hľadiska ide teda o mimoriadne zaujímavú možnosť získavania energie. Jej obmedzené využívanie je spôsobené technologickými a ekonomickým problémami, ale aj koristníckym sprá-vaním sa ľudskej civilizácie, ktorá čerpá najľahšie dostupné prírodné zdroje bez ohľadu na budúce generácie.

Slnečná konštanta = 1 360 W/m2 na úrovni hranice zemskej stratosféry.

SLNEČNÁ ENERGIA


1 2 1 3


Ľudstvo využíva slnečnú energiu pre svoje potreby od nepamäti. Okrem spomínanej slnečnej energie viazanej v potrave či fosílnych alebo obnoviteľných formách energie sa v poslednej dobe vraciame k najjednoduchším spôsobom využitia energie Slnka – priamemu ohrevu či k solárnej architektúre. Vo všeobecnosti môžeme túto energiu využívať aktívne pomocou slnečných kolektorov alebo fotovoltických článkov ale-bo pasívne tak, že prispôsobíme naše bývanie slnečnému žiareniu využitím solárnej architektúry.

Možnosti využívania slnečnej energie.

DôVODY PRE VYUŽITIE

Energia získaná zo slnka je v prvom rade prakticky nevyčerpateľný, bezpečný a obnovi-teľný zdroj energie prístupný počas väčšej časti roka. Využívanie energie Slnka prispie-va k trvaloudržateľnému spôsobu života a nezaťažuje budúce generácie. Jej samotné využívanie nemá nijaké negatívne vplyvy na životné prostredie počas celej životnosti technologického zariadenia (v našich podmienkach 20 až 30 rokov). Solárne zariadenia renomovaných výrobcov sú dnes technicky vyzreté a v Európe miliónkrát osvedčené. Užívateľ navyše získa istotu konštantnej ceny tepla počas celej životnosti. Takúto istotu nemôže zaručiť ani štát, ani žiadna iná spoločnosť. Pomocou slnečných kolektorov si môže pripravovať teplú vodu každý sám a zväčšiť tak svoju nezávislosť od dodávok energie monopolnými dodávateľmi. Majiteľ domu využívajúceho slnečnú energiu získa istotu konštantných cien tepla v časovom horizonte 25 až 30 rokov. KLIMATICKÉ PODMIENKY SLOVENSKA

Možnosti využívania slnečnej energie sú, samozrejme, dané množstvom dopadajúce-ho slnečného žiarenia počas roka. Najlepšie podmienky preto majú krajiny s tropickým či subtropickým podnebím. Napriek tomu má využívanie slnečnej energie zmysel aj v štátoch s oveľa chladnejším podnebím ako máme na Slovensku. Svedčia o tom prí-klady zo Škandinávie. Rakúsko, s veľmi podobnými klimatickými podmienkami ako má Slovensko, je z pohľadu napríklad celkovej plochy inštalovaných slnečných kolektorov na štvrtom mieste v rámci Európskej únie (rok 2007).

V našich zemepisných podmienkach to znamená, že energia dopadajúca na vodorovnú plochu 1 m2 dosahuje hod-notu 1000 až 1250 kWh/rok (približne 5 GJ). Je to rovnaké množstvo energie, aké obsahuje približne 150 m3 zemné-ho plynu. Z toho vyplýva, že teoreticky by sme pri stopercentnej účinnosti využitia tejto energie z plochy 3 x 3,3 metra mohli získať dostatok energie na pokrytie celoročnej spotreby tepla a teplej vody v priemernej slovenskej domácnosti. Bariéru pre takéto využi-tie nepredstavuje len nerealizovateľná stopercentná účinnosť zariadenia, ale aj odchýlky v množstve dopadajúceho žiarenia v priebehu roka a jeho ener-getickej hustote. Hustota slnečného žiarenia je totiž mnohonásobne nižšia ako v prípade spaľovania fosílnych pa-lív. Na druhej strane je však toto žia-renie homogénnejšie rozložené ako zásoby klasických palív na Zemi.

Najväčší podiel pri získavaní energie prostredníctvom slnečných kolektorov majú priame a difúzne žiarenie, kto-rých intenzita sa počas roka v súvislos-ti so striedaním ročných období mení. Samozrejme, najviac slnečnej energie získame v letných mesiacoch, keď je intenzita slnečného svitu najvyššia. Maximum slnečného žiarenia u nás zaznamenávame v júni, minimum na prelome decembra a januára. Z den-ného hľadiska vo všeobecnosti platí, že najviac žiarenia dopadá na Zem na poludnie, keď je poloha Slnka na oblo-he najvyššia a cesta prechádzajúceho slnečného žiarenia cez atmosféru je najkratšia. Tým dochádza k najmen-šiemu rozptylu a absorpcii žiarenia v atmosfére.

Rozptyl slnečného žiarenia v atmosfére.

Zložky slnečného žiarenia pri povrchu Zeme.

VYUŽÍVANIE SLNEČNEJ ENERGIE

Využívanie slnečného žiarenia

Ploché a trubicové kvapalinové kolektory a bazénové absorbéry

Teplovzdušné kolektory

Fotovoltické články

Solárno-termické elektrárne

Premena slnečného žiarenia zachyteného konštrukciami budovy na teplo (ekoarchitektúra, slnečné domy...)

Pasívne

Príprava tepla a teplej vody

Výroba elektriny

Aktívne


1 4 1 5


Ako príklad malých rozdielov medzi severom a juhom uvádzame sumárny prehľad den-ného a ročného množstva slnečného žiarenia dopadajúceho na 1 m2 za rok v Komárne a v Kysuckom Novom Meste.

Príklad množstva dopadajúceho slnečného žiarenia na 1 m2 optimálne sklonenej plochy.

Komárno Kysucké Nové Mesto

mesiac množstvo žiarenia pri optimálnom sklone (Wh / m2.deň)

mesiac množstvo žiarenia pri optimálnom sklone (Wh / m2.deň)

január 1476 január 1442

február 2368 február 2263

marec 3507 marec 3246

apríl 4777 apríl 4156

máj 5318 máj 4715

jún 5586 jún 4662

júl 5930 júl 5059

august 5331 august 4519

september 4542 september 3657

október 3250 október 2926

november 1751 november 1563

december 1107 december 1066

celoročný priemer 3752 celoročný priemer 3278

rozdiel: 13 percent

Odchýlka predstavuje len 13 percent. Rozdiely sú však najväčšie v lete, keď máme aj tak obvykle prebytok slnečného tepla. Viac, než na región, je preto dôležité zamerať sa na samotné umiestnenie kolektorov na vhodnom, nezatienenom a južne oriento-vanom mieste. Problematické môžu byť tiež úzke doliny s častou inverziou, ktorá sa prejavuje hmlistým počasím brániacim prieniku slnečných lúčov.

Hoci pre solárny systém a jeho energetický zisk je najdôležitejším kritériom množ-stvo dopadajúceho žiarenia, na účinnosť kolektorov má nezanedbateľný vplyv aj teplota okolitého prostredia. Čím vyšší je teplotný rozdiel medzi okolitou teplotou vzduchu a teplotou absorbéra, tým nižšia je účinnosť kolektora.

Z pohľadu využívania slnečnej energie prostredníctvom slnečných kolektorov nie je veľký roz-diel medzi jednotlivými regiónmi Slovenska. Najviac slnečného žiarenia zaznamenávame po-čas celého roka na juhu Slovenska, najmenej na Orave a Kysuciach. Rozdiel medzi najchlad-nejšími a najteplejšími regiónmi v množstve dopadajúcej energie je približne 15 percent.

© GeoModel, s.r.o.


1 6 1 7


a nádherného výhľadu do okolia. Skutočnosť, že takéto domy sú energeticky menej náročné, si však uvedomuje málokto. Preto si dovolíme zdôrazniť fakty, ktoré hovoria v prospech takejto architektúry.

Z hľadiska energetickej bilancie má dom so šikmou strechou a strešnými oknami vo väčšine prípadov vyšší zisk zo slnečnej energie a zároveň dosahuje nižšie tepelné straty v porovnaní s domom s plochou strechou. Prízemný dom s plochou strechou s rovnakou obytnou plochou vykazuje energetickú bilanciu až o 19 percent horšiu opro-ti domu so šikmou strechou. Ak je dom s plochou strechou poschodový, jeho energe-tická bilancia je stále o 7 percent horšia, ako pri dome s obytným podkrovím.

Bratislava Košice

Prípad 1 zisk zo slnečnej energie 1 159 kWh 1 384 kWh

celkové tepelné straty 5 583 kWh 6 548 kWh

energetická bilancia - 4 424 kWh - 5 164 kWh

zvýšenie energetických strát - -

Prípad 2 zisk zo slnečnej energie 976 kWh 1 154 kWh



zvýšenie energetických strát * 7 % 7 %

Prípad 3 zisk zo slnečnej energie 976 kWh 1 154 kWh



zvýšenie energetických strát * 19 % 19 %

* v porovnaní s prípadom 1.

Zošikmené steny podkrovia zmenšujú objem vykurovaného priestoru asi o 20 až 25 percent. Presný výpočet, koľko energie tým ušetríme, by bol vzhľadom na množstvo iných faktorov veľmi komplikovaný. Vo všeobecnosti však platí, že náklady na vykurova-nie útulnejších podkrovných miestností sú v porovnaní s klasickými priestormi nižšie.

Priestor pod šikmou strechou býva zvyčajne presvetlený strešnými oknami, ktoré vzhľadom na lepšiu orientáciu k smeru sl-nečných lúčov dávajú podstatne viac svetla ako fasádne okná. Záplava slnka a svetla je vlastne to, čím je bývanie v podkroví zaují-mavejšie a príjemnejšie. Fakt, že užívatelia podkroví zapínajú svetlo možno aj o hodinu neskôr a počas zimných rán ho vypínajú o hodinu skôr, si málokto uvedomuje. Na dru-hej strane v zimných mesiacoch môže byť problém s odstraňovaním snehu zo streš-ných okien. Sneh môže miestnosť zatieniť, v tom prípade je potrebné svietiť celý deň.

SPôSOBY PASÍVNEHO VYUŽÍVANIA SLNEčNEJ ENERGIE

Rozmiestnenie jednotlivých miestností a ich orientácia je dôležitým prvkom z hľadis-ka tepelných ziskov a strát budovy. Takzvaná solárna architektúra môže v budovách prispieť k úsporám energie, ktorú je potrebné vynaložiť na vykurovanie, až pätnástimi percentami. Hlavnou zásadou je orientovať všetky veľké okná na juh. Takto navrhnutá stavba spotrebuje až o 25 percent energie na vykurovanie menej, ako dom, ktorý je orientovaný na východ, či západ. Ďalšou zásadou je umiestňovať obytné priestory (obý-vacie a detské izby) na juh a ostatné časti (kuchyňa, kúpeľňa, skladovacie priestory, chodba) v severných častiach domu, či bytu. Veľké, na juh orientované okná je po-trebné kombinovať s tieniacimi prvkami, ktoré v lete zabránia nadmernému prehriatiu miestností.

Okrem toho solárna architektúra využíva rôzne prvky ako sú napríklad presklené balkó-ny a lodžie či strešné okná.

Zimná záhrada je jednou z častí domu, ktorá plne využíva slnečnú energiu. Funguje ako dodatočná izolačná vrstva. Slnečné žia-renie vyhrieva presklený priestor, čím sa zni-žujú tepelné straty budovy. Vzduch, ktorý sa v týchto priestoroch predohreje, sa dá pou-žiť na dokurovanie ostatných miestností.

Inou možnosťou zníženia tepelných strát je špeciálna fólia, ktorá sa nanesie na vonkaj-šie sklá. Fólia v lete umožní udržať v byte dobré teplotné podmienky, pretože zmier-ňuje oslnenie miestností. Naopak, v zime presvetlí interiér potrebným prirodzeným svetlom. Presklené fasády a zimné záhra-dy patria medzi moderné prvky súčasnej architektúry a ich použitie umocňuje mo-derný vzhľad budov.

Presklené balkóny a lodžie sú v bežných panelákových bytoch jedinou možnosťou, ako využiť slnko pasívnym spôsobom vo svoj prospech. V zimných mesiacoch sa takto dosiahne nezanedbateľná úspora tep-

la. Presklená lodžia či balkón funguje na rovnakom princípe ako zimná záhrada: dodatoč-ne izoluje, vyhrieva presklený priestor a predohrieva vzduch. Takéto balkóny okrem toho zväčšujú úžitkovú plochu bytu a izolujú dom od vonkajšieho hluku a prachu. Aby boli využiteľné aj v lete, treba rátať s vhodnou tieniacou technikou a prirodzeným vetraním.

Ďalšou z možností, ako pasívne využívať slnečnú energiu, je eko-architektúra domov s obytným podkrovím so strešnými oknami. Z energetického hľadiska je bývanie pod šikmou strechou veľmi výhodné. Väčšina nových rodinných domov má obytné podkrovie. Ich majitelia volia túto atraktívnu a zdravú formu bývania najmä pre špe-cifickú atmosféru, ktorú vytvárajú šikmé steny v kombinácii so záplavou slnka, svetla

Zimná záhrada

Obývačka v podkroví


1 8 1 9


V porovnaní s fasádnym oknom má okno osadené v šikmej streche najväčšiu výhodu v tom, že má podstatne vyšší tepelný zisk zo slnečnej energie. Väčšina ľudí si myslí, že každé pridané okno prináša ďalšie tepelné straty. V prípade strešného okna to však nemusí byť pravda. Ak napríkla strešné okno veľkosti 78x140 cm s nízkymi tepelnými stratami osadíme na južnú stranu strechy so sklonom 45°, vo vhodných klimatických podmienkach vykazuje plusovú energetickú bilanciu. V Bratislave je to napr. +18 kWh/m2 a v Košiciach +3 kWh/m2. Z toho vyplýva, že v rámci vykurovacieho obdobia cez takéto okno viac energie získame ako stratíme. Šikmo osadené izolačné dvojité sklo takto prispieva k „vyhrievaniu“ miestnosti. Treba pritom zdôrazniť, že tento jav nastáva neustále počas dňa, teda aj keď je pod mrakom. Majitelia rodinných domov s podkro-vím by určite potvrdili, že v podkroví majú vždy teplejšie ako na prízemí a keď iní už

v prechodnom období kúria, oni ešte nemu-sia. Vyšší zisk tepla však nemusí byť vždy výhodou, čo platí najmä v horúcich letných mesiacoch. Preto aj v tomto prípade treba rátať s tieniacou technikou.

Z hľadiska celkového architektonického tva-ru domu s obytným podkrovím je výhodou aj fakt, že strešné okná a slnečné kolektory niektorých výrobcov sa dajú navzájom kom-binovať do ľubovoľných zostáv. Nasledovný príklad vás určite presvedčí, že slnečné ko-lektory môžu vyzerať decentne na každej streche.

Aktívne využívanie slnečnej energieAktívne solárne systémy sa odlišujú od pasívnych tým, že využívanie energie slnečné-ho žiarenia nenastáva priamo, ale prostredníctvom fotovoltických článkov premieňajú-cich slnečné žiarenie na elektrinu alebo slnečných kolektorov či bazénových absorbé-rov, ktoré pohlcujú slnečné žiarenie a premieňajú ho na teplo.

Kombinácia strešných okien a slnečných kolektorov na jednej streche.

Situácia vo sveteGlobálny solárny trh ovláda Čína, ktorá mala v roku 2008 75-percentný podiel na ce-losvetovom predaji vo výške približne 19 000 MW solárnej kapacity. Nemecko zvýšilo tržby zo 672 MW na 1334 MW a má druhý najvyšší predaj s dvadsatinovým podielom. USA majú 922 MW a 4-percentný podiel vo svete. Viac, než 1 percento ešte dosahujú aj Turecko a Austrália.

Situácia v Európskej úniiEurópska únia (EÚ) ako celok je z viac, ako 50 percent závislá od dovozu primárnych energetických zdrojov (z politicky či ekonomicky nie veľmi stabilných regiónov). Ďal-ším vplyvom na energetickú stratégiu EÚ sú prijaté záväzky v oblasti ochrany ovzdu-šia. Preto sa snahy EÚ v oblasti energie sústreďujú najmä na energetickú efektívnosť a využívanie obnoviteľných zdrojov energie, ktorých potenciál v jednotlivých členských krajinách nie je zanedbateľný. EÚ sa snaží riešiť svoju závislosť od dovozu primárnych zdrojov energie najmä podporou využívania domácich - obnoviteľných zdrojov energie a kladie na túto prioritu naozaj veľký dôraz. Jednoznačnými lídrami podľa počtu nain-štalovaných kolektorov sú Nemecko, Rakúsko a Grécko, ale v prepočte na jedného obyvateľa vedie Cyprus, kde je až 90 percent všetkých domov vybavených slnečnými kolektormi.

SOLÁRNY TRH VO SVETE, EURÓPSKEJ ÚNII A NA SLOVENSKU


2 0 2 1


Situácia na SlovenskuSlovensko dováža 90 percent primárnych energetických zdrojov. Malo by teda mať eminentný záujem na využití vlastných, najmä obnoviteľných zdrojov energie. Situácia sa postupne mení s celosvetovým trendom rastu cien fosílnych palív. Neustále zvyšo-vanie cien zemného plynu u nás núti hľadať alternatívy prípravy tepla na ohrev vody či vykurovanie, kde práve slnečná energia poskytuje zaujímavé možnosti. HistóriaV návrhu energetickej politiky z dielne Ministerstva hospodárstva SR z roku 2005 sa píše, že v polovici 90. rokov sa v SR namontovalo 500 až 700 m2 kolektorov oproti 2 000 až 3 000 m2 z konca 80. rokov. Na túto úroveň sa SR opäť dostala až v roku 2000 a počet inštalovaných kolektorov ďalej rýchlo rástol až do začiatku roku 2003. V roku 2003 boli slnečné kolektory preradené do zvýšenej sadzby DPH a to aj v prípade, že boli súčasťou stavebnej dodávky. To kolektory znevýhodnilo voči fosílnym energetic-kým zdrojom a zrejme bolo jednou z príčin stagnácie ich montáže.

V roku 1997 sme v SR aktívne využívali približne 30 000 m2 slnečných kolektorov, prevažne ako zdroj tepla na prípravu teplej vody a ohrev vody v bazénoch. Pri týchto podmienkach využívania je ich výkon na úrovni 500 kWh/m2 za rok, čo predstavuje 15 GWh tepla ročne. SúčasnosťPodľa kvalifikovaných odhadov bolo v roku 2008 na Slovensku nainštalovaných celkom 95 tisíc m2 kolektorovej plochy. Predpokladá sa, že inštalácia slnečných kolektorov v nasledujúcich rokoch bude dosahovať viac ako 15 000 m2 ročne. Na Slovensku exis-tuje jeden z najväčších európskych výrobcov slnečných kolektorov vysokej kvality, väč-šina jeho produkcie však smeruje na export. Okrem toho majú u nás pobočky význam-né zahraničné firmy ponúkajúce vykurovaciu techniku vrátane kompletných solárnych systémov. Skúsená montážna firma dokáže namontovať jednoduchý systém na ohrev vody v rodinnom dome v ideálnych podmienkach aj za jeden deň. V roku 2009 minis-terstvo hospodárstva spustilo Program vyššieho využitia biomasy a slnečnej energie v domácnostiach, v rámci ktorého je možnosť získať dotácie na solárne systémy.

Nárast celkovej plochy slnečných kolektorov na Slovensku v rokoch 2003 - 2008 (m2)

Celková plocha slnečných kolektorov v krajinách EÚ v roku 2008 (m2); Zdroj: ESTIF.

Krajina Celková inštalovaná plocha slnečných kolektorov v m2

Rakúsko AT 3 240 330

Belgicko BE 268 947

Bulharsko BG 31 600

Švajčiarsko CH 593 980

Cyprus CY 693 200

Česká republika CZ 165 100

Nemecko DE 11 094 000

Dánsko DK 418 280

Estónsko EE 1 970

Španielsko ES 1 411 166

Fínsko FI 25 293

Francúzsko FR 1 624 100

Grécko GR 3 868 200

Maďarsko HU 25 250

Írsko IE 74 400

Taliansko IT 1 606 230

Lotyšsko LT 4 290

Luxembursko LU 22 500

Litva LV 7 150

Malta MT 35 360

Holandsko NL 363 341

Poľsko PL 365 676

Portugalsko PT 318 950

Rumunsko RO 94 300

Švédsko SE 289 207

Slovinsko SI 137 300

Slovensko SK 95 250

Veľká Británia UK 385 920

EÚ + Švajčiarsko 27 261 289


2 2 2 3


(kotol, prípojka ústredného vykurovania) (5) dohrieva vodu počas zamračených dní. Elektronické ovládanie (6) zabezpečuje automatickú prevádzku, vypína a zapína obe-hové čerpadlo (7), optimalizuje prietok teplonosnej kvapaliny. Expanzná nádoba (8) udržuje rovnomerný tlak v systéme. Teplá voda slúži na bežné použitie v domácnosti v kúpeľni (9) či na umývanie riadu a pod.

Solárny systém teda aktívne využíva slnečnú energiu a transformuje ju na teplo. Ko-lektor, spojovacie potrubie a spotrebič tvoria základ solárneho zariadenia. Pod spotre-bičom rozumieme zásobník (bojler) na teplú vodu, bazén, vykurovací systém alebo iný spôsob využitia tepelnej energie. Kompletný solárny ohrev obsahuje ešte elektronickú reguláciu, expanznú nádobu, obehové čerpadlo a celý rad ďalších armatúr, ktoré sú potrebné na bezpečnú a spoľahlivú prevádzku slnečných kolektorov.

Slnko však poskytuje energiu v nízkej koncentrácii a veľmi nerovnomerne počas rôz-nych ročných období a taktiež rozdielne vo dne a v noci. V súčasnosti sa vo svete naj-viac presadzujú solárne zariadenia na výrobu nízkopotencionálového tepla (s teplotou do 100 °C), s využitím plochých slnečných kolektorov. Nerovnomernosť dodávky slneč-nej energie sa najmä v okrajových mesiacoch roka eliminuje prídavným výmenníkom tepla, ktorý je pripojený na kotol ústredného vykurovania alebo elektrickou odporovou špirálou, prípadne obidvoma spôsobmi súčasne.

KOMPONENTY TEPELNÝCH SOLÁRNYCH SYSTÉMOV Slnečné kolektory a absorbérySlnečný kolektor je plocha, ktorá zachytáva slnečné žiarenie a premieňa ho na teplo. Ústredným prvkom kolektora je absorbér, v ktorom dochádza k samotnej premene. Teplo sa prostredníctvom vedenia tepla v absorbéri prenáša na teplonosné médium, ktoré preteká v rúrkach absorbéra a následne sa prepravuje do zásobníka (bojlera). Aby absorbér mohol túto úlohu optimálne splniť, pozostáva z dobre vodivého kovového plechu (meď alebo hliník) a zo selektívnej konverznej vrstvy, ktorá musí vykazovať čo najvyššiu absorpčnú schopnosť (pohltivosť) slnečného žiarenia a má mať minimálnu emisivitu (vyžarovanie tepla).

Kolektory

Plastové absorbéry na ohrev bazénovej vody

Ploché kolektory

Koncentrujúce kolektory

Vákuové kolektory Trubicové vákuové kolektory

Ploché vákuové kolektory

Solárne systémy sa najčastejšie používajú na ohrev vody, na vykurovanie bazénov, skleníkov a podobne. Je možné ich využiť aj na podporu vykurovania, takéto použitie je vhodné iba pre budovy, ktoré využívajú nízkoteplotné vykurovacie systémy (podlaho-vé, stropné, či stenové) a sú kvalitne zateplené, t.j. ich tepelné straty sú na úrovni níz-koenergetických stavieb. V našich klimatických podmienkach je kombinácia s ďalším zdrojom vykurovania nevyhnutná. Najčastejšie sa používa plynový kotol alebo kotol na tuhé palivo. Vykurovacia voda ohriata pomocou slnečných kolektorov sa môže vyu-žiť aj v systémoch ústredného vykurovania či centrálneho zásobovania teplom (CZT). Vo všeobecnosti slnečné kolektory pokryjú 50-70 percent ročnej potreby teplej vody v domácnosti, v lete takmer úplne a v prechodnom období a v zime zabezpečia jej predohrev. Okrem sektoru bytovej výstavby a rodinných domov predstavujú ďalšiu potenciálnu sféru aplikácie solárnych tepelných zariadení objekty občianskej vybave-nosti (nemocnice, sanatóriá, školy, hotely). Inou možnosťou sú napr. otvorené a kryté bazény, drobné prevádzkarne služieb, reštaurácie, poľnohospodárske podniky a najmä potravinársky priemysel.

Je potrebné uvedomiť si, že slnečné kolektory sú len jednou z častí solárnych systé-mov. Solárny systém na ohrev vody sa skladá z týchto komponentov: • slnečné kolektory s upevňovacími konštrukciami; • spájacie potrubia s izoláciami; • zásobník teplej vody (bojler) s výmenníkom tepla; • obehové čerpadlo s armatúrami; • regulačná jednotka; • expanzná nádoba.

K samotnej premene energie slnečného žiarenia na teplo slú-žia kolektory (1), ktorých zákla-dom je absorbér zachytávajúci slnečné žiarenie. Absorbér je spolu s tepelnou izoláciou vlo-žený do vane, ktorá by mala mať nízku hmotnosť, veľkú mecha-nickú pevnosť, odolnosť voči korózii a vodotesnosť. Priehľad-ný kryt kolektora zabezpečuje jeho tepelnú izoláciu z prednej strany. Tá má znížiť straty tepla, ale umožniť prestup slnečného žiarenia. Teplo sa prostredníc-tvom teplonosnej kvapaliny (nemrznúca zmes) odvádza cez spájacie potrubia (2) do zásob-níka teplej vody (bojlera) (3), v ktorom výmenník (4) ohreje vodu. Elektrické vyhrievacie teleso, prípadne iný zdroj tepla

TEPELNÉ SOLÁRNE SYSTÉMY

Solárny systém na ohrev teplej vody v rodinnom dome.


2 4 2 5


jovacích miest smeruje trend skôr k väčším modulom, ktoré sa montujú do strechy.

Integrácia plochých kolektorov do strechyNa rozdiel od bazénových plastových ab-sorbérov sú ploché kolektory vhodné pre ohrev vody v bazéne najmä v prípade, ak má byť okrem bazénu zásobovaný aj iný spotrebič, ako napr. príprava teplej vody či podpora vykurovania

Optické a tepelné straty štandardného plochého kolektora.

Vákuové kolektory

Vákuové kolektory bývajú väčšinou z výrobno-technických dôvodov vyhotovené vo forme radu trubíc. Pás absorbéra pokrytý selektívnou vrstvou zvyšujúcou absorbčnú schopnosť je upevnený v sklenej trubici, ktorá nepohlcuje takmer nijaké žiarenie a je tepelne odolná. Tepelné straty sú podstatne redukované pomocou vákua vzniknutého odsatím vzduchu z priestoru medzi absorbérom a sklenenou trubicou. Vákuum ob-medzuje vedenie tepla, čiže tepelné straty prúdením (konvekciou), výrazne znižuje aj straty spôsobené tepelnou vodivosťou vzduchu.

Vákuový trubicový kolektorVákuové trubicové kolektory je možné rozdeliť na kolektory s priamym prúdením a kolektory pracu-júce podľa princípu tepelnej trubice (heat-pipe). Pri kolektoroch s priamym prúdením preteká teplo-nosné médium od rozdeľovača ku koncu rúry, odo-berá teplo absorbéra, ktorý sa nachádza vo vákuu a tečie opäť do zberača. Prednosťou kolektorov s priamym prúdením je, že nevyžadujú ani mi-nimálny sklon kolektorov. V prípade kolektorov pracujúcich na princípe tepelnej trubice sa v rúre nachádza kvapalina, ktorá sa odparuje pri nízkej teplote (väčšinou alkohol). Táto para stúpa v rúre až na horný koniec, na ktorom je umiestnený malý

Druhy slnečných kolektorovOrientácia kolektorov solárneho zariadenia v strednej Európe využívaného celoroč-ne je najvhodnejšia smerom na juh, pod uhlom 45°. Tento uhol môže byť menší, ak chceme systém viac využiť v letných mesiacoch a väčší ak chceme systém viac využiť v zimných mesiacoch.

Absorbéry z umelej hmoty na ohrev bazénovej vodyPlastové absorbéry sa vzhľadom k ich ob-medzenej odolnosti proti tlaku a teplotám používajú najmä na ohrev bazénovej vody, keďže požadovaná teplota je len o málo vyššia ako teplota prostredia. V tomto prípade nie je potrebný kryt, pretože tok tepla z absorbéra do okolia nie je veľký a kryt by uberal príliš veľa slnečnej ener-gie. Takéto kolektory skladajúce sa len z prepojených absorbérov bývajú inšta-lované na plochú strechu, vhodnejšie a jednoduchšie je riešenie s mierne šikmou strechou. Pretože bazénové ab-sorbéry sú z nehrdzavejúceho materiá-lu, môžu sa využívať v jednookruhových

systémoch, kde chlórovaná voda z bazénu poháňaná obehovým čerpadlom preteká priamo absorbérom – nie je teda potrebné oddeliť solárny okruh od bazénovej vody. Ak je k dispozícii filtračné čerpadlo, môže byť použité i pre solárny okruh. Predpo-kladom je dostatočný výkon čerpadla. Kolektory z umelých hmôt sú v prevádzke len v lete a je potrebné ich vyprázdniť pred prvými mrazmi. Absorpčná plocha má byť 50-100 percent z povrchovej plochy bazéna.

Ploché kolektoryNa ohrev vody a v rastúcej miere aj na účely podpory vykurovania sa využívajú v prevažnej miere ploché kolektory. Plo-chý kolektor sa skladá z plášťa kolektora (väčšinou v podobe hliníkovej vane), ab-sorbéra, tepelnej izolácie z minerálnej vlny a priehľadného krytu. Absorbér býva vy-robený z medeného alebo hliníkového plechu so solárnym lakom alebo selektív-

nou povrchovou vrstvou, vďaka ktorej takmer úplne premieňa slnečné žiarenie na teplo. Používané sklo má byť chudobné na železo a odolné voči krupobitiu. Slnečné žiarenie prechádza krycím sklom a dopadá na absorbér, v ktorom dochádza k ohrevu teplonosnej kvapaliny. Podobný efekt môžeme cítiť napríklad v skleníku alebo v lete v aute, avšak na rozdiel od interiéru skleníka či auta z kolektora teplo odvádza teplonosná kvapalina.

Bežne dostupné ploché kolektory vykazujú priemernú ročnú účinnosť okolo 50 per-cent. Pre inštalácie slnečných kolektorov sa štandardne používa sklon 45°, pri ktorom je využitie intenzity slnečného žiarenia optimálne. Ploché kolektory sa používajú na prí-pravu teplej vody a na podporu vykurovania. Pre nízke straty tepla a menší počet spo-


2 6 2 7


BOJLERY NA TEPLÚ VODU

Energia, ktorú ponúka slnko, sa nedá regulovať a iba zriedka je vo vzájomnom súlade so spotrebou tepla. Z toho dôvodu je potrebné solárnu energiu akumulovať. Bojler na teplú vodu akumuluje teplo a dovoľuje skladovať teplú vodu pred jej využitím. Od klasických zásobníkov sa líši najmä väčším objemom, pretože solárne systémy pracujú s nízkopotenciálovým teplom a preto potrebujú väčšie objemy na akumuláciu tepla. Obsahuje výmenník tepla napojený na solárny okruh, ktorý odovzdáva teplo získané z kolektorov a ohrieva vodu, prípadne v kombinovaných systémoch aj druhý výmenník tepla zabezpečujúci doohrev vody z klasického systému.

Najčastejším konštrukčným tvarom je stojatý, štíhly valcový oceľový zásobník, ktorý umožňuje ukladanie vody vo vrstvách s rôznymi teplotami. Pretože je v neustálom kon-takte s pitnou, chemicky upravenou vodou je jeho vnútro ošetrené ochrannou vrstvou, ktorá je odolná voči korózii a spĺňa požiadavky potravinárskych predpisov. Používajú sa teplotám odolávajúce smaltové vrstvy až po cenovo výhodné potiahnutia plastom, ktoré sú však citlivejšie na vyššie teploty. Dôležité je z času na čas skontrolovať funkčnú spô-sobilosť protikoróznej ochrany, ktorá zabraňuje hrdzaveniu oceľového zásobníka.

Energia získaná kolektorom alebo vykurovacím kotlom sa väčšinou odovzdáva vode pomocou pevne namontovaného rúrového registra, takzvaného výmenníka tepla z hladkých rúr, alebo prostredníctvom výmenníka tepla s rebrovanými rúrami. Tieto môžu byť podľa potreby namontované pomocou príruby aj dodatočne. Solárny výmen-ník tepla má byť v zásobníku uložený čo najnižšie, výmenník tepla pre prikurovanie kotlom ústredného vykurovania v hornej tretine. Toto usporiadanie zabezpečí energe-ticky úspornú prípravu teplej vody s požadovanými teplotami.

Úniku tepla zamedzuje tepelná izolácia hrubá minimálne 50 mm. Izolácia musí priliehať na zásobník tesne, aby nemohla vzniknúť cirkulácia vzduchu spôsobujú-ca ochladzovanie zásobníka. Straty tepla môže spôsobiť aj smerom nahor vyčnieva-júci odber teplej vody. Preto musí byť vy-bavený takzvaným termosifónom (kus rúry v tvare U) prípadne musí byť aspoň vedený vodorovne. Termosifón zabraňuje „rúrko-vej“ cirkulácií vody, ktorá stúpa v rúre na-hor, na stene potrubia sa opäť ochladzuje a popri stene klesá späť do zásobníka.

Pre zabezpečenie čo najnižších strát tep-la a nízkych investičných nákladov po-zostávajú zásobníky teplej vody z jednej nádrže. Okrem toho by mali byť z ener-getických dôvodov umiestnené podľa možností v budove (aby tepelné straty, ktoré sa vyskytujú napriek najlepšej tepelnej izolácií, boli privádzané do budovy). Na-opak, v lete je vhodné zabezpečiť prevetrávanie tohto priestoru. Pre ich umiestnenie obvykle postačí bežná výška miestnosti (väčšinou výška pivničného priestoru).

Bojlery slúžiace na uskladňovanie teplej vody – s jedným a s dvoma vý-menníkmi tepla.

výmenník tepla. Na tomto výmenníku tepla (kondenzátore) para kondenzuje a odovzdá-va svoje teplo nepriamo teplonosnému médiu. Odtekajúca kvapalina sa opäť zohrieva,

vyparuje a kolobeh začína od začiatku. Aby tento ko-lobeh fungoval, kolektor musí mať sklon minimálne 30°. Veľkou prednosťou tohto systému je, že kolek-tor je vlastnou konštrukciou bezpečný proti prehriatiu, pretože po úplnom vypare-ní kvapaliny – teda keď sa neuskutočňuje odber tepla – sa kolobeh zastaví.

Medzi nevýhody vákuových kolektorov patria vyššie merné investičné náklady na jednotku získaného tepla. Vďaka vákuu dosahujú vyššiu účinnosť a vyššie teploty, na druhej strane sú náročnejšie na výrobu a teda aj drahšie. Keďže na jednotku plochy, ktorú zaberajú na streche s nimi nemožno pri ohreve pitnej vody získať vyššie ročné tepelné výnosy oproti kvalitným plochým kolektorom, nachádzajú vákuové kolekto-ry využitie najmä v technologických pro-cesoch s teplotou pripravovanej vody nad 60°C a pri solárnej podpore vykurovania.

Prvenstvo v oblasti technologickej realizácie vákuo-vých kolektorov v podobe vákuových plochých ko-lektorov patrí Slovensku. Ploché vákuové kolektory v sebe spájajú výhody plochých kolektorov a vákua ako tepelnej izolácie. Avšak z ekonomického hľadis-ka ich lepšie výkonové parametre, ľudovo povedané, nestoja za to, aby sa nimi ohrievala pitná voda na bežné využitie v rodinnom dome, na to postačia kla-sické ploché kolektory.

Koncentrujúce kolektory Koncentrujúce kolektory sústreďujú priame slnečné žiarenie pomocou valcových alebo parabolických zrkadiel na potrubie alebo pomocou kruhových zr-kadiel do jedného ohniska. Tým sa dajú dosiahnuť vysoké teploty. Takéto kolektory sa používajú najmä v solárnych elektrárňach na ohrev pracovnej látky na vysokú teplotu (250 až 800°C).

Rez trubicou vákuového kolektora.

Vákuový plochý kolektor.

Jedným z príkladov je solárny parabolický žľabový systém.


2 8 2 9


SPOTREBA ENERGIE V DOMÁCNOSTI

Ak sa zamýšľame nad možnosťou využívať energiu slnka pomocou solárneho systému, na jeho správne dimenzovanie je v prvom rade potrebné zistiť, akú máme spotrebu teplej vody, prípadne tepla v domácnosti. Všetky spomínané spôsoby využívania sl-nečnej energie prinášajú nezanedbateľné úspory nákladov, či už na prípravu teplej vody alebo na vykurovanie. Keďže na Slovensku stále vynakladáme na energiu v domácnos-ti viac, ako v iných európskych štátoch, otázka úspor energie by mala byť nepochybne jednou z prvoradých pre každú rozumne hospodáriacu domácnosť.

Celková spotreba energie v priemernej štvorčlennej domácnosti za rok sa pohybuje okolo 80 GJ, v čom je zahrnutá spotreba energie potrebná na vykurovanie a prípravu teplej vody aj elektrická energia. Podiel spotreby elektriny môže byť aj vyšší, ak sa teplá voda pripravuje v elektrickom zásobní-kovom alebo prietokovom ohrie-vači alebo, keď je v letnom období v prevádzke klimatizácia.

Graf: Približné rozdelenie ročnej spotreby energie v domácnosti.

ÚsporyVýška dosiahnutých úspor závisí od systému ohrevu vody či vykurovania, s ktorým solárny systém porovnávame. Ak sú momentálne náklady na prípravu teplej vody či vy-kurovanie vysoké pre neefektívny zdroj vykurovania či drahé palivo, aj finančné úspory budú vysoké. Vo všeobecnosti môžeme so solárnym systémom ušetriť: • 50 až 75 percent nákladov v prípade prípravy teplej vody; • do 30 percent nákladov v prípade podpory vykurovania; • 80 až 100 percent nákladov v prípade ohrevu vody v bazéne.

Nezanedbateľný je tiež fakt, že pri slnečnom ohreve sa do atmosféry neuvoľňujú žiad-ne emisie spôsobujúce skleníkový efekt a zmeny klímy. Jeden funkčný kolektor s plo-chou 2 m2 ušetrí 500 až 1 000 kg oxidu uhličitého (CO2) za rok. MONTÁŽ SOLÁRNEHO ZARIADENIA

Ideálna chvíľa na montáž solárneho zariadenia je pri výstavbe domu alebo výmene kotla. Predovšetkým novostavba, ale aj rekonštrukcia strechy alebo fasády sú vhodnou príležitosťou pre cenovo priaznivé naprojektovanie a inštaláciu solárneho zariadenia. Ak integrujete kolektory priamo do strechy, ušetríte časť strešnej krytiny. Aj keď ne-namontujete solárne zariadenie hneď, je vhodné už v tejto chvíli myslieť na stúpacie potrubie z pivnice až po strechu. Takto značne znížite náklady na budúcu montáž so-lárneho zariadenia. Namiesto obyčajného zásobníka teplej vody si hneď kúpte solárny zásobník. Tým môžete znížiť náklady na zásobník, pretože nebudete musieť investovať dvakrát.

Potrubné rozvodyRozvody predstavujú v obvyklých prípadoch medené rúrky s priemerom 18 až 22 mm (v závislosti od veľkosti kolektorového poľa), ktoré sa spolu s dvojžilovým káblom (0,75 až 1,5 mm²) pre pripojenie snímača teploty v kolektore vedú v jednej inštalačnej šach-te, prípadne v nepoužívanom ťahu komína, z miestnosti technického zariadenia domu až po solárne zariadenie. Aby sa predišlo stratám, je potrebné potrubia po celej dĺžke zabezpečiť teplu odolnou (až 180°C) izoláciou s hrúbkou minimálne 20 mm.

Expanzné nádobyExpanzná nádoba je nevyhnutným prvkom solárneho systému. Musí byť namontovaná do dobre tepelne izolovaného solárneho okruhu a musí byť dimenzovaná tak, aby moh-la prijať celý objem teplonosnej kvapaliny obsiahnutý v slnečných kolektoroch. Spoje-nie expanznej nádoby s kolektorom musí byť neuzatvárateľné, pričom nádrž zachytáva zmeny objemu solárnej kvapaliny, ktoré sú vyvolané zmenami teploty.

Obehové čerpadláObehové čerpadlo má spotrebovať čo najmenej energie, preto je potrebné predchá-dzať predimenzovaniu jeho výkonu. Čerpadlá, ktoré ponúkajú výrobcovia zriadení v rámci hotových systémov, majú dostatočné výkonové rozpätie. Pomocou troch až štyroch prepínateľných výkonových stupňov možno prietok zvoliť tak, aby pri maximál-nom výkone kolektora – pri silnom slnečnom žiarení – vznikol teplotný rozdiel medzi prítokom a spätným tokom asi 8 – 12°C pri strednom stupni, takže v prípade potreby sa môže ešte prepnúť smerom nahor alebo nadol. Príkon obehového čerpadla obvykle nie je väčší než 65 W.

Regulácia Ovládanie solárneho systému je u väč-šiny výrobcov zabezpečené pomocou elektronického regulátora, ktorý zabez-pečí komfortné, pohodlné a najmä jed-noduché nastavenie a prevádzku celého systému.

Elektronický regulátor.


3 0 3 1


Príprava teplej vody Ekonomicky prijateľným spôsobom môžeme slnečnými kolektormi v ročnom priemere ušetriť 60 až 75 percent energie potrebnej na prípravu teplej vody v domácnosti. Sl-nečné teplo na prípravu teplej vody je možné výhodne využívať všade tam, kde je veľká spotreba teplej vody, ako napríklad v nemocniciach a sociálnych zariadeniach, zariade-niach cestovného ruchu, práčovniach, čistiarňach, v poľnohospodárstve a podobne.

V rodinných domoch pomocou štandardných kolektorov bežne dosahujeme vodu s teplotou 45 až 60°C.

Pre dimenzovanie solárnych systémov na ohrev teplej vody je rozhodujúca očakávaná spotreba vody v domácnosti. Tá závisí od správania sa a zvykov jednotlivých jej členov. Samozrejme, ľudia zvyknutí kúpať sa každý deň, spotrebujú viac, ako tí, ktorým stačí sprcha.

Hodnoty pre odhadnutie dennej spotreby teplej vody (na osobu a deň).

Spotreba teplej vody (litre)

Teplota (°C)

umývanie riadu 12 -18 50

umývanie rúk 2 - 5 40

umývanie hlavy 10 – 15 40

sprchovanie 30 – 60 40

kúpeľ 120 – 180 40

kúpeľ – veľká vaňa 250 - 400 40

Spotreba teplej vody (45°C) rôznych užívateľov.

Nízka spotre-ba vody

(litre)

Stredná spot-reba vody

(litre)

Vysoká spot-reba vody

(litre)

obytné domy na osobu a deň

30 45 60

športové zaria-denia

na jednu sprchu

30 45 60

pohostinstvá, reštaurácie

na jedno miesto

10 25 45

zdravotnícke zariadenia

na jedno lôžko 30 50 100

na jednu sprchu

30 45 60

Ak vieme, aká je denná spotreba teplej vody, môžeme si zvoliť objem zásobníka. Ten má byť 2 až 2,5 násobkom dennej spotreby, aby bola pokrytá aj špička spotreby a zá-roveň aj preklenutie zamračených dní.

Ak pôvodný systém vykurovania dospel ku koncu svojej životnosti, výmena vykuro-vacieho zariadenia ponúka zvlášť priaznivý okamih na inštaláciu solárneho systému, pretože početné, pri tom spolupôsobiace efekty prispievajú k podstatnému zníženiu nákladov. Ak investujete do moderného vykurovania so solárnym zariadením, ide o trvalú investíciu na najbližších 20 až 25 rokov, ktorá môže dlhodobo znížiť náklady na vykurovanie domu až o 30 percent (v závislosti od potreby energie na vykurovanie, od veľkosti kolektorovej plochy a od aktuálnych cien energie). Kritériá výberu vhodného typu kolektorovRozhodujúcim kritériom použitia jednotlivých typov kolektorov je účel ich využívania. Nekryté absorbéry (prevažne plastové) ohrievajú vodu iba na teplotu o niekoľko stup-ňov vyššiu, ako je teplota okolia, teda sú efektívne iba v prípade použitia na sezónny ohrev vody v bazénoch. Drahé vákuové rúrové kolektory majú opodstatnenie najmä v tých prípadoch, kde sa vyžaduje ohrev na vysoké teploty (napr. technologické účely, konvenčné vykurovacie systémy), alebo tam, kde je intenzita slnečného žiarenia nízka (napr. severná Európa). Plochý slnečný kolektor s kvalitnou selektívnou konverznou vrstvou je vhodný na celoročnú prípravu teplej vody a nízkoteplotné vykurovanie v prechodnom období v stredných a vyšších zemepisných šírkach (stredná a severná Európa). V prípade podpory vykurovania je vhodné prebytky tepla v letnom období využívať na ohrev vody v bazéne.

Špecifický charakter má priebeh účinnost-nej krivky plochého vákuového kolektora. Jeho optická účinnosť je približne rovnaká ako u plochých kolek-torov s priehľadným krytom (80 percent), ale ďalší priebeh krivky v oblasti vyšších teplôt teplonosnej kvapaliny v absorbéri sa pohy-buje medzi vákuovým rúrovým kolektorom a plochým so selektív-

nym povrchom absorbéra. Je to dané najmä skutočnosťou, že vákuový plochý kolektor pracuje v oblasti tlakov, kde sa už neuplatňujú straty prúdením, ale na rozdiel od vákuových rúrových kolektorov sa tu stále uplatňujú straty vedením tepla v silno zriedenom vzduchu. DimenzovanieHoci existuje celý rad zložitých dimenzačných výpočtov, bežný užívateľ si v našich podmienkach vystačí s niekoľkými jednoduchými pravidlami : • v prípade prípravy teplej vody je potrebné rátať s 1 až 1,5 m2 kolektorovej plochy

na 1 osobu a 80 až 120 litrov objemu zásobníka na 1 kolektor. • v prípade ohrevu bazénovej vody bude kolektorová plocha predstavovať 40 až 60 percent

plochy vonkajšieho nekrytého bazéna, a 80 až 100 percent v prípade vnútorného bazéna. • v prípade podpory vykurovania je plocha kolektorov úmerná 20 až 25 percentám

vykurovanej plochy.

Výber vhodného kolektora podľa účinnostných kriviek.


3 2 3 3


Na Slovensku sú slnečné kolektory najčastejšie montované priamo na šikmú strechu budovy. Okrem toho je možné umiestniť ich na rovnú strechu či priamo na pozemnú pevnú konštrukciu. Dôležitá je dĺžka potrubia od kolektorov k zásobníku, ktoré by malo byť čo najkratšie.

Najvhodnejšia orientácia v našich klimatických podmienkach je juh, s možnou odchýl-kou 45° na východ alebo západ. Okrem toho je potrebné dbať na to, aby sa na kolektor v zime nedostal sneh z nejakého stromu či inej budovy. Ideálny sklon kolektorov by mal byť 45 – 50°. Ak uvažujeme s využitím len v lete, ideálny sklon je 20-30°, pre zimné mesiace platí najväčší tepelný zisk pri sklone 60°.

Spôsoby upevnenia kolektorovExistuje niekoľko spôsobov upevnenia ko-lektorov. K dispozícií sú riešenia pre všetky typy striech a bežných strešných krytín, na zvislú stenu aj pre integráciu do strešnej krytiny. Najčastejšie používaným je inštalá-cia na šikmú strechu. Ani rovné strechy nepredstavujú problém, v tomto prípade sa kolektory upevňujú pomocou špeciálnych nosných konštrukcií.

Vďaka modernej stavebnej technike (pulto-vé strechy namiesto sedlových striech) sa v prípade novo budovaných rodinných domov čoraz viac používajú montáže na strechu. V porovnaní s kolektorom integ-rovaným do strechy je kolektor na streche neustále vystavený vplyvom povetria, čo vyžaduje primerane odolnú nosnú kon-štrukciu. Nosná konštrukcia slúži na opti-málne a spoľahlivé upevnenie kolektorov na zvolenom mieste. Väčšinou sú vyhotovené z hliníkových profilov, čo zaručuje ich dlhú životnosť a plnú recyklovateľnosť.

Už dávno sú preč časy, keď sa kolektory montovali na budovu výlučne len pre zís-kavanie energie. Dnes preberajú kolektory aj rôznorodé dodatočné funkcie, ako sú ochrana proti poveternostným vplyvom, zatienenie, tepelná izolácia a predstavujú nový architektonický kompozičný prvok. Solárny priemysel už na tieto trendy za-reagoval a ponúka optimálne riešenia pre architektonicky sympatické integrovanie kolektorov do striech a fasád.

Kolektory sa dajú veľmi jednoducho a rýchlo zabudovať do krytiny ako takzvané „integ-

Upevnenie kolektorov pomocou nosnej konštrukcie.

Z montáže kolektorov na fasádu Hospi-ca sv. Františka z Asissi v rámci projektu Palisol.

Kolektory montované na šikmú stechu (nie sú súčasťou krytiny).

Približné dimenzovanie solárnych systémov na ohrev vody podľa počtu členov domácnosti.

počet užívateľov – členov domácnosti

kolektorová plocha (m2)

objem zásobníka (bojle-ra) na teplú vodu (litre)

2-3 3 - 4 200

3-4 5 - 6 300

4-5 6 - 7 400

Podpora vykurovania budovTreba zdôrazniť, že ekonomicky zmysluplne sa solárnym zariadením nedá zabezpečiť stopercentné pokrytie energetických potrieb rodinného domu na jeho vykurovanie. Veľkosť kolektorového poľa a teda aj jeho výkon sú v tomto prípade podstatne väčšie. Solárne vykurovanie môže kryť približne 15 až 30 percent ročných energetických po-trieb dobre izolovaného a nízkoteplotným vykurovacím systémom (podlahové, stenové alebo stropné vykurovanie) vybaveného objektu.

Ohrev vody v bazénoch Pri využívaní slnečnej energie sa stretá-vame s istým energetickým paradoxom. Najmenšia intenzita slnečného žiarenia nastáva v zimnom období, v čase, keď potrebujeme najviac tepla. V lete je to na-opak. Využitie tohto tepla sa najčastejšie rieši ohrevom vody v bazénoch, čím sa kúpanie v ňom stáva príjemnejšie a pre-dĺži sa tak kúpacia sezóna.

Priemyselné teplo V priemysle nachádzajú solárne systémy uplatnenie najmä v oblastiach, kde sa vy-

užíva teplo do 100°C, ako napríklad pivovary, bitúnky, konzervárne, cukrovary a podob-ne. V najbližších rokoch sa dá očakávať rast významu, v oblastiach solárneho chladenia a prípravy pitnej vody.

Umiestnenie a orientácia kolektorovZ hľadiska možnosti inštalácie solárnych zariadení na ohrev pitnej vody sú akcep-tovateľné všetky rodinné domy bez ohľa-du na typ a orientáciu striech, keďže malý počet kolektorov (3 ks) je možné v prípade nevhodne orientovanej sedlovej strechy inštalovať na južne orientovanú fasádu. Pri viac, ako 4-podlažných domoch, je dostup-ná plocha strechy pripadajúca na bytovú jednotku príliš malá pre inštaláciu dostatoč-ného počtu slnečných kolektorov a použité vykurovacie systémy sú väčšinou nevhod-né na spojenie so solárnym zariadením.

Využitie plochých kolektorov na ohrev vody, podporu vykurovania a ohrev bazénu.


3 4 3 5


Slabé stránky systémov využívajúcich tepelnú slnečnú energiu Nesmieme však zabúdať ani na slabé stránky systémov využívajúcich slnečnú energiu. Hoci návratnosť investície sa s rastom cien energie a palív pomaly, ale isto skracuje, investičné náklady sú stále pomerne vysoké. Systémy sú najefektívnejšie v oblasti teplôt do 100°C, čo ich predurčuje najmä na prípravu teplej vody. V prípade využitia aj na prípravu tepla pre vykurovanie je potrebná kombinácia s iným zdrojom vykurovania, pričom najlepšie sa uplatnia najmä pri nízkoteplotných systémoch vykurovania (napr. podlahové alebo stenové vykurovanie). Mnohí záujemcovia očakávajú, že so slneč-nými kolektormi pokryjú celú svoju potrebu tepla. Bohužiaľ, solárne systémy sa bez doplnkového zdroja nezaobídu, keďže v stredoeurópskych podmienkach nie sú schop-né zabezpečiť ekonomicky efektívnym spôsobom celú potrebu tepla na vykurovanie a prípravu teplej vody.

silné stránky slabé stránky

konštantná cena tepla počas 20 – 30 ročnej životnosti

relatívne vysoké investičné náklady

decentralizovaná výroba tepla – nižšia zá-vislosť od dodávateľov tepla a rastu cien palív

systémy sú najefektívnejšie v oblasti teplôt do 100°C

žiadne negatívne ekologické vplyvy po-čas celej životnosti

potreba doplnkových energetických zdrojov, pretože systémy nepokryjú spot-rebu tepla počas celého roka, v našich podmienkach je ekonomicky zmysluplný stupeň pokrytia celoročných energetic-kých potrieb na prípravu teplej vody oko-lo 60 percent

zanedbateľné prevádzkové náklady problémy s inštaláciou na pamiatkovo chránených budovách

možnosť stopercentnej recyklácie použitých konštrukčných materiálov

relatívne vysoká účinnosť (30-60 percent)

bez nárokov na nové zastavané plochy

vzájomná doplniteľnosť s inými OZE

veľký potenciál zvýšenia využitia solár-neho tepla v oblasti akumulácie a solár-neho chladenia

krátky čas energetickej amortizácie

technologická zrelosť

rované veľkoplošné kolektory“. Pritom sa jednotlivé moduly s plochou až do 16 m² montujú do pokrytia strechy odstránením strešnej krytiny a tesným pripojením po-mocou oplechovania, ktoré zhotoví klampiar alebo ho namontuje dodávateľ solárneho zariadenia. Pri nových stavbách vzniká doda-točná cenová úspora, pretože nie je potreb-né kupovať strešnú krytinu zodpovedajúcu veľkosti kolektorovej plochy. Na montáž väč-ších kolektorových modulov je nevyhnutný žeriav.

U nás zatiaľ najmenej používaným spôsobom je integrácia kolektorov do fasády budovy. Fasádne kolektory sa stávajú súčasťou vonkajšieho plášťa a preberajú funkciu ochrany proti poveternostným vplyvom a funkciu utesnenia obvodového plášťa bu-dovy. Fasádne kolektory bez zadného odvetrávania dodatočne prispievajú k zníženiu tepelných strát spôsobených prestupom tepla, pretože absorbéry sa v zime zohrie-vajú aj pri nízkom slnečnom žiarení a tak redukujú teplotné rozdiely medzi vnútorným priestorom a vonkajšou stenou.

Obsluha a údržba solárneho systémuNapriek tomu, že solárne tepelné zariadenia nevyžadujú takmer žiadnu údržbu, pravidelná kontrola, zvlášť pri veľkých zariadeniach, je predpokladom dosiahnutia predpovedaných prínosov a vysokej životnosti solárneho systému. Kontrolu a údržbu systému zabezpečuje v pravidelných intervaloch každá seriózna dodávateľská firma podľa pokynov výrobcu, pod-ľa možnosti na jar počas slnečného dňa. Montážna firma po ukončení montáže v rodinnom dome kompletne odskúša celý systém a nastaví parametre elektronického regulátora. Nový majiteľ dostane informácie o prevádzke, obsluhe a základnej údržbe systému, kto-rá pozostáva najmä z kontroly pracovného tlaku, nastavenia otáčok obehového čerpadla podľa sezóny a celkovej vizuálnej kontroly systému. V prípade poklesu tlaku v systéme je potrebné doplniť teplonosnú kvapalinu alebo kontaktovať montážnu firmu. Elektronický regulátor zabezpečuje automatickú prevádzku systému. Jeho pracovné parametre nasta-vila montážna firma, nevyžaduje žiadne zásahy. Je potrebné ho chrániť pred vniknutím vody a prepätím. Majiteľ by mal tiež dbať o to, aby nedošlo k mechanickému namáhaniu medených potrubí a vznik neštandardných situácií vždy konzultovať s montážnou firmou. Po približne 6 rokoch prevádzky treba vymeniť teplonosnú kvapalinu.

Na jednotlivé časti systému platia záručné podmienky stanovené ich výrobcami a dodávateľmi. Väčšina serióznych výrobcov štandardne poskytuje minimálne 10-ročnú záruku na kolektory a 5 rokov na zásobníky vody. Na montážne práce poskytuje každý seriózny zhotoviteľ niekoľkoročnú záruku (väčšinou 3 roky).

Plusy solárnych systémovSystémy využívajúce slnečnú energiu na prípravu tepla pracujú s relatívne vysokou účinnosťou pri veľmi nízkych prevádzkových nákladoch počas celej životnosti, ktorá dosahuje až 30 rokov. Užívateľ, ktorý si nainštaloval takýto systém, získal možnosť prípravy teplej vody počas väčšej časti roka takmer úplne zadarmo a nezávisle od neustále sa zvyšujúcich cien bežne využívaných palív. Nezanedbateľná je tiež otázka ochrany životného prostredia.

Montáž kolektorov pomocou žeriavu.


3 6 3 7


faktorov, ako typ a výrobca kolektorov a príslušných zariadení, doterajší spôsob prípravy teplej vody a vykurovania, ceny tepla, zemného plynu či iných palív a podobne.

Pre ilustráciu výpočtu jednoduchej doby návratnosti uvádzame príklad zodpovedajúci jednému z častých spôsobov prípravy teplej vody v rodinných domoch u nás.

Modelový príklad - návratnosť v porovnaní s elektrickým ohrevom vodyV tomto prípade uvažujeme so základným solárnym systémom určeným na ohrev teplej vody s dvoma kolektormi a 200-litrovým zásobníkom, ktorý nahradí 60 percent ročnej spotreby elektrickej energie na ohrev vody. Energetický zisk štandardného ko-lektora (2 m2) sa pohybuje medzi 700 až 930 kWh ročne.

investícia do solárneho systému 2 324 € vrátane DPH

energetický zisk štand. kolektora 800 kWh

ročná produkcia energie 2 x 800 kWh

cena elektriny v r. 2009* 0,12 €/kWh

ročná úspora 2 x 800 kWh x 0,12 € = 192 € / rok

jednoduchá doba návratnosti 2 324 / 192 = 12,1 rokov

životnosť systému 25 až 30 rokov

* cena je vrátane DPH, predstavuje priemer z roku 2009 vypočítaný z taríf: D2 Zápa-doslovenskej energetiky, D2 Stredoslovenskej energetiky a Východoslovenskej ener-getiky

Väčšina certifikovaných systémov má životnosť 25 až 30 rokov, preto po uplynutí 12 rokov od namontovania pripravuje solárny systém teplú vodu takmer úplne zadar-mo ešte 15 až 20 rokov. Jediné náklady na jeho prevádzku predstavuje zanedbateľ-ná údržba a napájanie čerpadla, ktorého príkon v závislosti od výrobcu a systému sa pohybuje od 40 W do 65 W. Celý systém teda nespotrebuje viac elektriny ako bežná žiarovka.

EKONOMICKÉ ZHODNOTENIE SYSTÉMOV

Ceny solárnych zostáv (aj vďaka dotáciám) každoročne klesajú, napriek tomu sa stále bežný Slovák nad inštaláciou solárnych zostáv nezamýšľa. Situácia sa však postupne mení k lepšiemu s celosvetovým trendom rastu cien klasických palív. Neustále zvyšo-vanie cien zemného plynu nás núti šetriť a hľadať alternatívy prípravy tepla na ohrev vody či vykurovanie. Investícia do vhodného solárneho systému prináša významné úspory, ktoré do značnej miery vyvažujú vysoké počiatočné náklady. V nasledujúcej ta-buľke uvádzame prehľad cien jednotlivých solárnych systémov ponúkaných na našom trhu (bez montáže).

Ceny solárnych systémov na Slovenskom trhu v roku 2010

solárny systém

kolektoro-vá plocha

objem zásobníka

(bojler)

možnosť kombi-nácie s iným

zdrojom vykurova-

nia

odporúčaný počet osôb

cena v eur

cena v eur

cena v eur

(vrátane DPH)

(vrátane DPH)

(vrátane DPH)

pri získaní dotácie

Výrobca 1 Výrobca 2 Výrobca 3

zostava pre ohrev

pitnej vody

2 x 2 m2 200 l áno 2-3 2 324

3 x 2 m2 300 l 3-4 2 846

2 x 2 m2 300 l áno 2-3 2 875 2 900

3 x 2 m2 400 l áno 3-5 2 980

Z ekonomického hľadiska sú podľa nezávislých porovnávacích testov najefektívnej-šie systémy na ohrev teplej vody. Potvrdzujú to aj porovnávacie testy vykonávané v sledovaných testovacích domoch. V porovnávaní sa berie do úvahy najmä dosiah-nutý výkon (ročná úspora energie, stupeň využitia, množstvo teplej vody), zohľadňuje sa prevádzka a údržba, ekologické aspekty a energetická amortizácia, bezpečnosť či jednoduchosť montáže. Z porovnávacích testov vyplýva, že merné investičné náklady sú 2,3-krát vyššie v prípade kombinovaných systémov ako pri systémoch určených len na ohrev teplej vody. Pri podpore vykurovania je podmienkou akej-takej ekonomic-kej výhodnosti nízkoteplotný vykurovací systém (napr. podlahové vykurovanie) a dom s nízkymi tepelnými stratami.

Návratnosť investícieJe potrebné si uvedomiť, že solárne systémy sú jednou z možností prípravy teplej vody či podpory vykurovania a možnosť výpočtu návratnosti investície je tu len vďaka dosiah-nutým úsporám v porovnaní s klasickými zdrojmi tepla. Klasický kotol či iný zdroj tepla v rodinnom dome alebo inej budove považujeme za nutnú investíciu, preto nikoho nena-padne zamýšľať sa nad jeho návratnosťou, pretože nijaká nie je. Solárne systémy pritom prinášajú značné úspory, vďaka ktorým po vrátení investície využívame získanú energiu takmer zadarmo. Životnosť kvalitných systémov je 25 až 30 rokov (okrem bojlerov na pitnú vodu a obehových čerpadiel), preto sú slnečné kolektory dobrou investíciou do budúcnosti menej závislej od vývoja cien klasických palív. Nie je však možné všeobec-ne stanoviť čas návratnosti investície do solárneho systému, keďže závisí od mnohých


3 8 3 9


Energeticky úsporný rodinný dom na strednom SlovenskuOpisované riešenie využitia slnečnej energie v kombinácii s tepelným čerpadlom v rodinnom dome nie je síce celkom typické a široko využiteľné, ale napriek tomu je zaujímavé a skúsenosti získané jeho prevádzkou sú veľmi cenné pre ďalšie inštalácie.

Zastavaná plocha rodinného domu spolu so zimnou záhradou je 135 m2. Obytná plocha je približne 240 m2, vrátane podkrovia. Obvodové múry tvoria porézne dierované tehly o hrúbke 45 cm, spájané perlitovou maltou. Navyše sú z interiérovej strany obložené 25 mm hrubou vrstvou heraklitových dosák. Strecha je zaizolovaná 250 mm hrubou vrstvou minerálnej izolácie, pričom medzi krokvami je 150 mm a pod krokvami 100 mm a z interiérovej strany je prekrytá sádrokartónovými doskami. Podlaha prízemia je zai-zolovaná 150 mm a podkrovia 70 mm hrubou vrstvou tvrdého polystyrénu. Na oknách vrátane zimnej záhrady sú použité izolačné dvojsklá plnené argónom s antireflexnou vrstvou.

Na sedlovej streche orientovanej na juho-ju-ho-západ je umiestnených 28 m2 plochých vákuových kolektorov Heliostar 400 V. Letné prebytky tepla sú využívané na ohrev ex-teriérového bazénu, prípadne sa odvádzajú do zemného kolektora tepelného čerpadla.Deficit slnečného žiarenia v zimnom obdo-bí kompenzuje tepelné čerpadlo zem-voda. Zdrojom nízkopotenciálového tepla preň je jednak zemný kolektor (rúrky v zemi) a jed-nak nízkopotenciálové teplo zo slnečných kolektorov. Rúrky zemného kolektora sú uložené v navezenej vlhkej ílovitej pôde bez prístupu spodnej vody. Oba zdroje tepla, slnečné kolektory i te-pelné čerpadlo sú napojené na centrálny

zásobník tepla. Je to zaizolovaná sklolaminátová nádrž s výškou cca 6 m a objemom 5 000 l, ktorá prechádza približne stredom domu oboma podlažiami. V osi zásobníka je umiestnená stratifikačná rúra, do ktorej je zaústený výstup zo slnečných kolektorov i tepelného čerpadla. Vďaka nej sa vstupujúca voda nemieša s vodou v zásobníku, ale ukladá sa podľa teploty v jednotlivých horizontoch. Voda s nižšou teplotou prúdi do spodných častí zásobníka, s vyššou teplotou do vrchných (stratifikácia). Ohriata pitná voda sa získava z 250 l bojlera, ktorý je umiestnený nad centrálnym zásobníkom tepla a je s ním gravitačne prepojený. Toto riešenie umožňuje ohrev pitnej vody bez nárokov na reguláciu. Vďaka relatívne malému objemu bojlera na ohriatu pitnú vodu je vylúčené nebezpečné poškodenie zdravia legionelami. Prípadný doohrev zabezpečuje elektrická odporová špirála v hornej časti bojlera zo zabudovaným termostatickým spínačom. Odber vody s potrebnou teplotou do vykurovacieho systému riadia dva elektroventily ovládané regulátorom umiestnené v rôznych výškach centrálneho zásobníka tepla.Odber vykurovacej vody zo zásobníka sa začína vždy z nižšieho, chladnejšieho hori-zontu cez ventil V2. V prípade, že teplota vykurovacej vody je nižšia ako požadovaná, regulátor uzavrie ventil V2 a otvorí ventil V1, ktorý je umiestnený vo vyššom, teplej-šom horizonte zásobníka tepla. Teplota vykurovacej vody sa riadi podľa vonkajšej tep-loty (ekvitermická regulácia). Individuálne teploty sa dajú nastaviť v každej miestnosti termostatickými ventilmi stenového vykurovania. Stenové vykurovanie je súčasťou

PRÍKLADY VYUŽÍVANIA SOLÁRNEJ ENERGIE

Rodinný dom v BratislaveO tom, že množstvo slnečného žiarenia u nás je dostatočné nielen na ohrev bazénovej či pitnej vody, ale aj na podporu vykurovania, svedčí jeden z mnohých príkladov inšta-lácie solárneho systému z Bratislavy. V tomto prípade slnečné kolektory slúžia v lete na ohrev bazénovej vody a ohrev pitnej vody dokonca naraz pre dva rodinné domy a vo vykurovacej sezóne počas slnečných dní podporujú nízkoteplotný vykurovací systém. Majiteľ pôvodného domu sa rozhodol pre toto riešenie po konzultácií s montážnou firmou, keďže susedný dom postavila jeho široko rozvetvená rodina. Majiteľ tak myslí na budúcnosť a zbavuje sa prílišnej závislosti od cien zemného plynu, ktorý používa na vykurovanie a ohrev vody. V rozhodovaní majiteľa však zohral rolu aj pozitívny postoj k ochrane životného prostredia.

Celkovo 22 južne orientovaných kolektorov je pomocou rozvodných potrubí napojených na centrálne zásobníky vykurovania s obje-mom 2 x 500 litrov a zásobníky na prípravu ohriatej pitnej vody s objemom 2 x 400 lit-rov. Prebytky tepla sú použité na ohrev inte-riérového bazénu s objemom 25 m3.

Pole kolektorov sa správa ako centrálny zdroj energie. Jednotlivé spotrebiče (zá-sobníky vykurovacej i pitnej vody aj výmen-ník pre ohrev bazéna) odoberajú energiu zo zdroja podľa potreby a v prípade nedo-statku slnečnej energie doplňujú energiu

z lokálnych zdrojov (v tomto prípade z kotlov ústredného kúrenia v každom dome). Celý systém ovládajú elektronické regulátory. Výhodou jedného poľa kolektorov je jeho rovnomerné zaťaženie a maximálne využitie počas celého roka. Systém v okruhu vyku-rovania pracuje tak, že ak je voda v zásobníku zohriata pomocou slnečných kolektorov na dostatočnú teplotu (ak je teplota vyššia ako teplota vracajúcej sa vody z okruhu kúrenia), využíva sa na ohrev vody v okruhu vykurovania (ventil prepne cirkuláciu cez zásobník). Ak teplota nie je dostatočná, ventil uzavrie prietok vody cez zásobník a voda sa ohrieva plynovým kotlom. Majiteľ domu a solárneho systému dosahuje vďaka väčšej kolektorovej ploche zaují-mavé energetické zisky aj v zime. Počas slnečných dní dosahovali teploty v zásobníku teplej vody dokonca až 60°C aj napriek vonkajším teplotám pod bodom mrazu. Zaují-mavosťou je aj experiment, počas ktorého majiteľ v lete úplne odstavil kotol na zemný plyn a všetok ohrev teplej vody nechal na solárny systém. Počas dvoch mesiacov bol tak nútený zapnúť kotol len raz. Navyše, oba domy sú vybavené dobre navrhnutým po-dlahovým vykurovaním, ktoré pracuje s najnižšími možnými teplotami (okolo 32 stup-ňov), čo je oveľa menej ako pri klasických vykurovacích systémoch. Preto tu využívanie slnečnej energie prináša ďalšie úspory nákladov na vykurovanie. Majiteľ je spokojný s dosiahnutým vysokým komfortom bývania aj s vedomím, že napomáha znižovanie záťaže životného prostredia spaľovaním fosílnych palív.

Využívanie slnečnej energie pre ohrev bazénovej vody, pitnej body a podporu vykurovania v Bratislave.

Celkový pohľad na RD s vákuovými plo-chými slnečnými kolektormi Heliostar 400 V integrovanými do strešného pláš-ťa a fotovoltické panely umiestnené v predĺžení strechy skleníka.


4 0 4 1


umiestnený v hornej časti centrálneho zásobníka tepla je 100-percentnou poistkou pre prípad zlyhania ostatných zdrojov tepla. Zjednodušená hydraulická schéma celého energetického systému domu je na nasledujúcom obrázku.

Rodinný dom využíva najmä na jar a jeseň teplo zo zimnej záhrady. Aby bola obývateľná aj v lete, popri prirodzenej vertikálnej výmene vzduchu sú presklené plochy zimnej záhrady v dolnej časti a v streche clonené popínavými listnatými rastlinami. Na jeseň listy opadajú a šikmé zimné slnečné lúče môžu nerušene vnikať do interiéru zimnej záhrady a čiastočne aj do obývacích priestorov rodinného domu.

Systém zásobovania rodinného domu teplom bol kompletne ukončený až koncom roku 2003, keď bola pripojená fotovoltika a tepelné čerpadlo. Dovtedy sa spotreba energie na vykurovanie a prípravu teplej vody pohybovala na úrovni 8 000 kWh/rok.

Treba si uvedomiť, že z hľadiska výšky merných investičných nákladov na jednotku získaného tepla kombinácia slnečných kolektorov s tepelným čerpadlom nie je obvykle tým najlepším riešením. Samostatný solárny systém resp. samostatné tepelné čerpa-dlo doplnené plynovým alebo elektrickým dohrevom prípadne kotlom na biomasu sú z hľadiska investičných nákladov vo väčšine prípadov výhodnejším riešením. Na druhej strane však existujú špecifické prípady, kde je kombinácia slnečných kolektorov a te-pelného čerpadla zmysluplná najmä tam, kde je väčšia spotreba tepla aj v letnom ob-dobí (napr. exteriérový bazén pri rodinnom dome alebo priemyselné teplo). Aké vysoké budú merné investičné náklady, bude do značnej miery závisieť aj do kvality projektu.

všetkých obvodových stien domu. Má malú tepelnú zotrvačnosť, a preto je ním možné rýchlo regulovať tepelný príkon. Dobre sa dopĺňa s podlahovým vykurovaním, ktoré je nainštalované na celom prízemí a aj v kúpeľni na prvom poschodí. Keďže je súčasťou masívnych keramických podláh, má naopak značnú tepelnú zotrvačnosť a predstavuje tak prakticky dodatočný tepelný akumulátor.Ďalšou výhodou takto koncipovaného vykurovacieho systému je možnosť zabezpeče-nia potrebného vykurovacieho výkonu aj pri veľmi nízkych teplotách vstupnej vody. To zvyšuje účinnosť práce slnečných kolektorov a tepelného čerpadla pri zaistení veľmi dobrej tepelnej pohody obyvateľov domu. Všetky obehové čerpadlá sú napojené cez menič prúdu na elektrický akumulátor s kapacitou 2 x 125 Ah, ktorý je pripojený na fotovoltické panely s výkonom 660 Wp. Večer alebo v období nízkeho výkonu fotovoltiky sa systém automaticky prepne na vonkajšiu elektrickú sieť. Toto riešenie popri úspore elektrickej energie na pohon čerpa-diel zabezpečuje aj úplnú nezávislosť solárneho systému od vonkajších energetických zdrojov, pretože v dobe najvyššej intenzity slnečného žiarenia je aj výkon fotovoltic-kých panelov najväčší.

Záložný zdroj elektrickej energie ďalej umožňuje:

a) pracovať s nižšími tlakmi v primárnom solárnom okruhu bez nebezpečia vyvarenia teplonosnej kvapaliny v kolektore v prípade výpadku obehového čerpadla. Nízky tlak a vylúčenie vysokých teplôt umožňuje aj priame spojenie solárneho okruhu s plas-tovými rúrkami zemného kolektora tepelného čerpadla. Práca bez výmenníka tepla výrazne zvyšuje účinnosť prenosu nízkopotenciálneho solárneho tepla v zimnom období do zemného kolektora, z ktorého sa počas noci dá tepelným čerpadlom efek-tívnejšie transformovať na vyšší využiteľný teplotný potenciál. Naopak, v zimnom období teplota teplonosnej kvapaliny vystupujúcej zo zemného kolektora a vstupu-júcej do slnečných kolektorov býva okolo bodu mrazu. Pri týchto podmienkach sú účinnosť, čas prevádzky a teda aj výkon slnečných kolektorov podstatne vyššie, ako pri práci v štandardných podmienkach. Je treba zdôrazniť, že na takýto spôsob práce sú vhodné iba vákuové kolektory. Iba tu nedochádza ku kondenzácii vodných pár v kolektore v prípade, že teplota absorbéra je nižšia ako teplota okolia.

b) predĺžiť interval výmen, prípadne vôbec nevymieňať teplonosnú kvapalinu. Je zná-me, že životnosť teplonosných kvapalín a najmä inhibítorov korózie v nich obsiah-nutých, je závislá hlavne od frekvencie a stupňa ich prehrievania v slnečných ko-lektoroch. Pre daný účel však nebola vhodná v solárnych systémoch štandardne používaná teplonosná kvapalina na báze propylénglykolu, pretože pri teplotách pod bodom mrazu má príliš vysokú viskozitu. Tento nedostatok bol čiastočne eliminova-ný použitím teplonosnej kvapaliny, ktorej základnou zložkou je mravčan draselný.

Elektronický regulátor má program, ktorý v prípade zvýšenia intenzity slnečného žiare-nia cez deň umožní návrat z nabíjania spotrebiča s nižšou teplotnou úrovňou na spot-rebič s vyššou teplotnou úrovňou, napríklad v lete z bazénu na zásobník tepla, resp. v zime zo zemného kolektora na zásobník tepla.

Vďaka relatívne veľkému objemu centrálneho zásobníka tepla a malým tepelným stra-tám rodinného domu pracuje tepelné čerpadlo iba v noci a spotrebováva lacnejší tzv. nočný prúd. V rodinnom dome sú ešte ďalšie dva doplnkové zdroje tepla. Kozub v obývacej izbe slúži hlavne na občasné spríjemnenie zimných večerov. Elektrický kotol

Zjednodušená hydraulická schéma celého energetického systému domu.


4 2 4 3


Bytový dom v ŠaliMedzi prvé väčšie inštalácie solárneho systému na panelákoch patrí bytový dom v Šali-Veča. Systém bol uvedený do prevádzky v októbri 2005. V bytovom dome je 104 byto-vých jednotiek a 330 osôb. Priemerná denná spotreba teplej úžitkovej vody je 8 000 l/deň. Bytový dom má samostatný zdroj tepla – plynovú kotolňu. Pre potreby prípravy teplej úžitkovej vody sa na zdroji tepla ráta s výkonom 100 kW. Pre účely akumulácie ohriatej vody je v plynovej kotolni osadený zásobník teplej vody s objemom 3 600 l.

miesto Šaľa – Veča, ul. Nivy II., bytový dom

prevádzkovateľ výmenníkovej stanice Spoločenstvo vlastníkov bytov na ul. Nivy II, Šaľa Veča

dodávateľ solárneho systému Herz, s.r.o.

počet namontovaných kolektorov 25

kolektorová plocha 50 m2

technológia– typ kolektorov– tepelný zisk 1 kolektora

– sklon kolektorov– objem zásobníkov

CS 100 F1002 kWh/rok (Wurzburg pri pokrytí slnečným žiarením 40%)45°3 600 l

ročná produkcia tepla 4 692 kWh.

účel a využitie ohrev pitnej vody

návratnosť investície 7-10 rokov

spôsob financovania komerčný úver bez podpory štátu či fondov EÚ

Požiadavkou investora bolo využívať slneč-nú energiu na ohrev, prípadne predohrev teplej vody. Navrhnutých 25 kolektorov je inštalovaných v piatich kolektorových poliach. Na akumuláciu slnečnej energie slúžia dve navzájom prepojené akumulač-né nádoby. V prvej nádobe je umiestnená pružná vlnitá rúra z ušľachtilej ocele, druhá nádoba slúži čisto len na akumuláciu slneč-nej energie. Na oddelenie kolektorového (primárneho) okruhu od akumulačného (se-

kundárneho) bol navrhnutý doskový výmenník tepla. Obeh vody na primárnej strane výmenníka zabezpečuje obehové čerpadlo umiestnené v solárnej stanici CS30, obeh vody na sekundárnej strane zabezpečuje obehové čerpadlo umiestnené v doplnko-vej sade. Zabezpečovacie zariadenia sú umiestnené na primárnu aj sekundárnu stra-nu výmenníka. Reguláciu solárneho systému zabezpečuje solárny regulátor CS 1.2. V spodnej časti prvého zásobníka sa sníma teplota vody. Ak je rozdiel teplôt na snímači teploty v kolektorovom poli a snímači v prvom zásobníku väčší ako nastavený (napr. 6 K), zapínajú sa obe obehové čerpadlá. Ohriata vody z kolektorového poľa prechá-dza cez výmenník tepla, vstupuje do druhého zásobníka, prechádza cez prvý zásobník

VYUŽÍVANIE SLNEčNEJ ENERGIE V KOMUNÁLNEJ ENERGETIKE Sídlisko Hliny v ŽilineO tom, že slnečné kolektory na strechách rodinných domov nie sú zďaleka jediným možným spôsobom využitia energie Slnka svedčí aj príklad centrálneho zásobovania teplom zo Žiliny. Na sídlisku Hliny je od no-vembra 2003 nainštalovaných 132 kolekto-rov v hodnote približne 2,5 milióna Sk (830 000 eur), ktoré predhrievajú pitnú vodu vo výmenníkovej stanici s maximálnou projek-tovanou teplotou na výstupe zo solárneho zásobníka 35°C. V dňoch s vysokou intenzi-tou slnečného žiarenia a malou spotrebou teplej vody teplota často presahovala túto hodnotu a výnimkou neboli dni, keď do-siahla až 50°C. Táto prevádzka je dôkazom výhodnosti využívania slnečnej energie aj pre bytové domy a sídliská. Zároveň ukazuje, že sa na tento účel oplatí použiť dlhodobé pôžičky, ktoré sa splácajú z dosiahnutých úspor energie. Cena za 1 m2 kolektorovej plochy bola približne 315€ bez zásobníkov. Doba montáže kolektorového systému bola 1 týždeň.

miesto Žilina, sídlisko Hliny, tepelná výmenníková stanica

prevádzkovateľ výmenníkovej stanice Bytterm, a.s., Žilina

dodávateľ solárneho systému Thermosolar Žiar, s.r.o.



technológia– typ kolektorov– tepelný zisk 1 kolektora– sklon kolektorov– objem zásobníkov

Heliostar 300917 kWh / rok30°4 m3 a 6 m3

ročná produkcia tepla rok 2005: 121 000 kWh, rok 2006: 119 000 kWh, rok 2007: 106 000 kWh

účel a využitie príprava ohriatej pitnej vody pre 470 by-tov, materskú školu, obchod a práčovňu

návratnosť investície 7 – 10 rokov (skracuje sa s rastom cien palív)

spôsob financovania dlhodobý komerčný úver bez akejkoľvek podpory zo strany štátu či EÚ

Sídlisko Hliny – 132 kolektorov umiest-nených na streche tepelnej výmenní-kovej stanice.


4 4 4 5


VYUŽÍVANIE SLNEčNEJ ENERGIE V PRIEMYSELNEJ SFÉRE

Priemyselná budova v Žiari nad Hronom Objekt sa nachádza v areáli ZSNP v Žiari nad Hronom. V čase výstavby solárneho systému v ňom bola strojárska výroba. Charakter výroby si vyžadoval značné množ-stvo teplej vody na hygienické účely. Ko-lektory sú inštalované v 7 blokoch po 13 kusov na rovnej streche na pomocnej oce-ľovej konštrukcii, ktorá umožňuje ochrániť mäkkú strešnú krytinu pred mechanickým poškodením. Keďže v čase realizácie bolo prostredie veľmi prašné, bol nainštalovaný aj systém na oplachovanie kolektorov. Ten však nakoniec nikdy nebolo potrebné po-užiť, lebo na očistenie krycieho skla stačia občasné zrážky.

miesto ZSNP a.s. Žiar nad Hronom

dodávateľ Miroslav Matuška, AQUA-SOLÁR Žiar nad Hronom



technológia – typ kolektorov Heliostar 202 N

ročná produkcia tepla 96 400 kWh

účel a využitie celoročná príprava 12 000 l teplej úžitkovej vody denne

v prevádzke od 1995

Solárny systém na bitúnku v Rimavskej Sobote V decembri 2008 úspešne prešiel kolaudačným konaním solárny systém na bitúnku v Rimavskej Sobote. Za jeho vybudovaním stojí spoločná iniciatíva vedenia Ústavu na výkon trestu odňatia slobody (ÚVTOS) v Želiezovciach, pod ktoré bitúnok spadá a Energetického centra Bratislava. V Rimavskej Sobote tak mohla spoločnosť ECBA vybudovať prvú veľkú inštaláciu plochých vákuových kolektorov na Slovensku. Na bi-túnku sa porážajú najmä ošípané (25 000 ročne), ale aj ovce či hovädzí dobytok nielen z produkcie otvoreného oddelenia, ale aj z civilného sektora. Špecifikom tohto solárneho systému je použitie plochých vákuových kolektorov, ktoré sa vyrábajú v Žiari nad Hronom, u nás ako v jedinej krajine na svete. Ich po-žívanie je odporúčané v priemyselných apli-káciách, teda tam, kde sú nároky na vyššiu teplotu oproti štandardným kolektorom.V prevádzke bitúnku doteraz slúžil na vyku-rovanie a ohrev vody kotol na zemný plyn

a vracia sa do kolektorového poľa. Ohrev vody prebieha nasledovne: do prvého aku-mulačného zásobníka vstupuje studená voda, ktorá preteká cez pružnú vlnitú rúru z ušľachtilej ocele, pričom dochádza k jej ohrevu a vstupuje do existujúceho zásobníka teplej vody. Tento proces prebieha len pri odbere teplej vody. V prípade nízkej vstupnej teploty ohriatej vody vstupujúcej do zásobníka teplej vody dochádza k jej doohrevu plynovým kotlom.

Ekocentrum Drieňok Teplý VrchVyužívanie slnečnej energie je ekonomicky mimoriadne výhodné všade tam, kde je spotreba teplej vody vysoká a rovnomerne rozložená v priebehu dňa. Tomuto vyhovujú najmä budovy s väčším počtom odberate-ľov teplej vody – penzióny, hotely, plavárne a iné rekreačné zariadenia a športoviská. Keďže ceny klasických palív využívaných v týchto zariadeniach boli v minulosti nízke, z ekonomického hľadiska nebolo komerč-ne zaujímavé investovať do slnečných ko-lektorov. Dnes je situácia iná, neustály rast cien zemného plynu pomáha racionálnemu hospodáreniu s energiou. Príkladom využitia energie Slnka je inštalácia v účelovom zariadení Slovenskej agentúry životného prostre-dia na Teplom Vrchu.

miesto Stredisko environmentálnej výchovy Drieňok - Teplý Vrch, hotel a rekreačné zariadenia

dodávateľ Thermosolar Žiar, s.r.o.,



technológia – typ kolektorov Heliostar 300


účel a využitie príprava ohriatej pitnej vody a ohrev interiérového bazénu pre účelové vzde-lávacie zariadenie Slovenskej agentúry životného prostredia


spôsob financovania účelovo viazané prostriedky


4 6 4 7


miesto Hospic sv. Františka z Asissi, Palárikovo

dodávateľ ECBA, s.r.o.

počet namontovaných kolektorov 8 kolektorov

kolektorová plocha 20,1 m2

technológia – typ kolektorov Schüco – SchücoSol Premium Line

ročná produkcia tepla očakávaná produkcia 11 000 kWh (úspo-ra približne 1150 m3 plynu)

účel a využitie celoročná príprava 1500 l teplej vody denne

v prevádzke od august 2009

s výkonom 235 kW. Spotreba zemného plynu sa v závislosti od využitia kapacity bi-túnku pohybuje od 15 do 30 tisíc m3 ročne. Vďaka solárnemu systému sa očakávajú úspory okolo 8 350 m3 zemného plynu za rok.Solárny systém pozostáva z kolektorového poľa – dvoch radov s 30 kolektormi, roz-vodných potrubí, dvoch 5 m3 zásobníkových nádrží na teplú vodu a meracích a regu-lačných zariadení. Ohrev vody je zásobníkový prostredníctvom externého výmenníka tepla Danfoss.Projekt sa zrealizoval vďaka dotácii 2,2 milióna Sk z Environmentálneho fondu. Ročne sa usporí 16,5 tony CO2 a výrazne klesnú aj emisie NOx, keďže doplnkový zdroj spaľuje zemný plyn. Denná potreba 10 m3 teplej vody na umývanie porážaných zvierat a na ostatné tech-nológie sa tak nemusela ohrievať z pôvodných 10°C na potrebných 50 až 72°C, čím sa rapídne znížila potreba tepla na dohriatie z plynového kotla.

miesto Bitúnok Rimavská Sobota

dodávateľ Thermosolar Žiar, s.r.o.,


kolektorová plocha 105,6 m2

technológia Heliostar 400 V


využitie celoročná príprava 10 000 l technologic-kej vody denne

v prevádzke od 2008

Palisol - Slnečná energia v zdravotníckych zariadeniach Projekt financovaný v rámci blokového grantu z Finančného mechanizmu EHP a Nór-skeho finančného mechanizmu, ktorého súčasťou je aj táto publikácia.Na Hospic sv. Františka z Assisi v Palárikove bol nainštalovaný solárny systém, ktorý sa stal pilotným projektom na Slovensku. Jeho súčasťou je aj monitorovanie a vyhodno-covanie cez internet s prístupom širokej odbornej i laickej verejnosti. Hospic sv. Františka z Assisi pre 25 ťažko postihnutých klientov, ktorí potrebujú 24-hodinovú nepretržitú starostlivosť. Zariadenia tohto typu majú mimoriad-ne vysokú spotrebu teplej vody. Pred inštaláciou solárnych kolektorov vy-rábali teplú vodu v kotloch na zemný plyn.

Kolektory sú nainštalované na fasáde objektu pomocou markízy, ktorá záro-veň slúži ako tieniaci doplnok na tera-se hospicu počas horúcich letných dní. Bližšie informácie o projekte a on-line monitorovanie výroby tepla nájdete na www.palisol.sk.

Thermo|solar Žiar, s.r.o Na vartičke, P.O.Box 55965 01 Žiar nad HronomSlovenská republikaTel.: +421-45-6016080Fax: +421-45-6722844 [email protected] www.thermosolar.sk

Viessmann, s.r.o.Vajnorská 142831 04 BratislavaTel: +421/2/4446 2286-7Fax: +421/2/4464 [email protected] www.viessmann.sk

Schüco International KG Tomášikova 17 821 01 Bratislava Tel.: + 421 2 48 2696 01 Fax: + 421 2 48 2696 [email protected]/web/sk/

Firmy zabezpečujúce montáž a servis ich systémov nájdete na ich www stránkach.

DODÁVATEĽSKÉ FIRMY SOLÁRNYCH SYSTÉMOV NA SLOVENSKU

Buderus, s.r.o.Vajnorská 137831 04 Bratislava 3Tel: 02/4445 6960, 4445 8447Fax: 02/4425 5420 [email protected] www.buderus.sk

Herz, s.r.o.Šustekova 16, P.O.BOX 8, 85005 Bratislava 55Tel: 02 / 62411909, 6241 1910Fax: 02 / 6241 1825Mobil: 0907 / 799 550 [email protected] www.herz-sk.sk

UNIVENTA, s.r.o.Vyšný Kubín 2 026 01 Dolný Kubín Tel.: 043 / 586 51 33 Fax: 043 / 586 44 15 GSM: 0911 577 [email protected]


4 8 4 9


Sériovým alebo aj paralelným elektrickým prepojením solárnych článkov vzniká po ich zapuzdrení fotovoltický panel. Sério-vým zapojením fotovoltických článkov do fotovoltických panelov sa zvyšuje napätie, pričom všetkými fotovoltickými článkami prechádza rovnaký prúd. Ak však slnečné žiarenie nedopadá na všetky články rovno-merne, tieto články produkujú prúdy s rôz-nou intenzitou. To znamená, že celý panel bude dodávať len taký prúd, aký produkuje najhoršie osvetlený fotovoltický článok.

Panel musí zaistiť hermetické zapuzdrenie solárnych článkov, musí zaisťovať dosta-točnú mechanickú a klimatickú odolnosť (napr. voči silnému vetru, krupobitiu, mrazu a pod.). Pretože výkon článkov závisí pochopiteľne od okamžitého slnečného žiarenia, ich vý-kon sa udáva sa ako špičkový (watt-peak, Wp). Pri dopadajúcom žiarení s intenzitou 1 000 W/m2 a pri povrchovej teplote 25°C má článok s plochou 1 m2 a s účinnosťou 17 percent výkon 170 Wp.

Fotovoltické panely vyrá-bajú elektrinu ako jedno-smerný prúd. S využitím fotovoltických článkov v malom rozsahu sa stre-távame na každom kroku. Najčastejšie ide o zaria-denia, ktoré vyžadujú na svoju činnosť minimálne množstvo energie, napr. kalkulačky, náramkové ho-

dinky, záhradné svietidlá. Malé fotovoltické články sa používajú na prevádzku verejných telefónnych automatov. Už dnes sa často využívajú aj na osvetlenie autobusových za-stávok, diaľničných odpočívadiel, dopravných značiek, a všade tam, kde nie je elektrina bežne dostupná. V ostatnom období sa ma Slovensku významne rozvíja aj budovanie fotovoltických elektrární, ktoré dodávajú elektrinu priamo do verejnej rozvodnej siete. Umožnil to zákon o obnoviteľných zdrojoch energie.História praktického použitia fotovoltických článkov sa začína v 50. rokoch v USA pre potreby kozmického výskumu. Využitie slnečnej energie bol jediný dostupný systém, akým bolo možné vo vesmírnych podmienkach vyrábať elektrickú energiu (okrem štie-penia jadra). Prvý raz fotovoltický panel v kozme použili v roku 1958.

MATERIÁLY POUŽÍVANÉ NA VÝROBU FOTOVOLTICKÝCH čLÁNKOVKremík (Si) Je to najdlhšie používaný a tiež najrozšírenejší materiál na výrobu fotovoltických člán-kov. Na rozdiel od iných materiálov sa netreba obávať jeho vyčerpania pretože vo for-me oxidov predstavuje druhý (po kyslíku) najrozšírenejší prvok zemskej kôry. Je to štvrtá najpoužívanejšia surovina na svete, na výrobu solárnych panelov sa však využíva

FOTOVOLTIKA

FOTOVOLTIKA VŠEOBECNE

Fotovoltický jav objavil v roku 1839 Edmund Bequerel, ktorý si všimol, že pôsobením slnečného žiarenia je pri určitých elektrochemických konfiguráciách možné vyrábať elektrickú energiu. Fotovoltický jav sa však začal využívať pre priamu premenu energie slnečného žiarenia na elektrickú energiu až v roku 1954.Princíp spočíva v tom, že fotón dopadajúci na polovodičovú štruktúru s PN prechodom excituje elektrón a vytvorí tak dva nositele elektrického prúdu: voľný elektrón a dieru. Solárne články sa skladajú z dvoch kremíkových vrstiev. Horná vrstva kremíka je polo-vodič typu N (vodivosť sprostredkujú elektróny), dolná vrstva kremíka je polovodič typu P (vodivosť sprostredkujú tzv. diery). Keď do blízkosti PN prechodu prenikne fotón, dôjde k fotoefektu a uvoľnené elektróny začnú prechádzať do hornej vrstvy. Elektróny v spodnej vrstve začnú preskakovať z jedného atómu na druhý, aby zaplnili prázdne miesta. Voľné elektróny v hornej vrstve sa odvádzajú z článku do elektrického obvodu, do ktorého je solárny článok vsadený. Takto vzniká v obvode elektrický prúd, kým na solárny článok dopadá svetlo. Elektrická energia sa týmto spôsobom vyrába nehlučne, bez akýchkoľvek pohyblivých súčastí a bez vedľajších produktov. Fotovoltický systém pracuje automaticky, bez obsluhy a veľkých nárokov na údržbu.

Fotovoltický článok alebo slnečný článok je veľkoplošná polovodičová súčiastka, ktorá pomocou fotoelektrického javu priamo konvertuje svetelnú energiu na elektrickú. Nie-kedy sa výraz solárny článok či slnečný článok vyčleňuje pre zariadenia špeciálne urče-né na získavanie energie zo slnečného žiarenia, zatiaľ čo termín fotovoltický článok je všeobecne používaný termín.


5 0 5 1


kremík s čo najväčšími kryštálmi. Účinnosť tohto materiálu sa dá zvýšiť chemickou úpravou vodíkom.

Amorfný kremík Ide o materiál, ktorý nemá kryštalickú štruktúru ani príliš veľkú čistotu, je chemicky upravený vodíkom, čo zlepšuje jeho vlastnosti. Tento druh kremíka sa využíva v ten-kovrstvých solárnych článkoch, jeho výhodou je nízka cena a fakt, že pri výrobe stačí jeho menšie množstvo. Značná časť energie slnečného žiarenia sa absorbuje už vo vrstve tenšej ako 1µm. Hydrogenizovaný amorfný kremík sa tiež veľmi ľahko kombi-nuje s inými materiálmi ako napríklad uhlík, dusík, cín, germánium a tým sa vytvárajú zliatiny s rôznymi šírkami zakázaného pásma energie. Materiál sa zvykne nanášať na lacné podklady ako sklo, plast, oceľ. Jeho účinnosť je bohužiaľ dosť nízka - v praxi okolo 4 - 8 percent. To ho predurčuje na použitie v zariadeniach s malou spotrebou energie ako sú kalkulačky a hodinky. Je dobré si uvedomiť, že práve pri takýchto zariadeniach by použitie drahých materiálov predražilo výrobky natoľko, že by sa ich výroba vôbec neoplatila.

Arzenid gália (GaAs)Obsadil druhé miesto vo využití pre výrobu fotovoltických článkov. Výskum a vývoj tohto materiálu prebiehajú už dlhé roky, znevýhodňuje ho však vyššia cena a aj niekto-ré ďalšie vlastnosti, medzi ktorými dominuje predovšetkým značne väčšia krehkosť. V priemere dosahuje účinnosť okolo 18 percent.Arzenid gália má ale aj svoje nezanedbateľné prednosti. Pri zvýšenej teplote (napr. 100 °C) vykazuje len veľmi malé zníženie účinnosti. V tom sa líši od kremíka, kde je pokles účinnosti už pri takýchto relatívne nízkych teplotách výrazný. To znamená, že jeho použitie bude veľmi výhodné pri vysokoefektívnych koncentračných článkoch. Pri takomto postupe bude potrebné oveľa menej drahého GaAs. Nie je totiž nutné inšta-lovať veľkoplošné solárne jednotky, ale len pomocou odrazu sústrediť viac slnečného žiarenia na menšiu plochu. Ani pri takto zvýšenej koncentrácii nestráca GaAs svoju účinnosť, kým kremík pri takejto koncentrácii slnečného žiarenia nevyhovuje. Ďalšia výhoda GaAs vyplýva z jeho väčšej hustoty, tá umožňuje výrobu oveľa tenších článkov (cca o 60 percent) bez zníženia ich pohltivosti. Ďalší vývoj v oblasti umožní pravdepo-dobne použitie tohto materiálu v kombinácii z hliníkom, takéto články sľubujú zvýšenie účinnosti nad 40,7 percenta.

Telurid kademnatý (CdTe)Pripravuje sa chemickou reakciou kadmia a telúru. Tieto články patria do skupiny ten-kovrstvových solárnych článkov. Tento materiál je považovaný za veľmi nádejný. Keďže však jeho výskum trvá relatívne krátko, významné miesto v solárnej energetike zatiaľ neobsadil. Má veľkú šírku zakázaného pásma a veľmi dobrú schopnosť absorpcie. Bo-hužiaľ sú kadmium a telúr v zemskej kôre málo zastúpené a tak sa s týmito článkami dá počítať predovšetkým v spotrebnej elektronike, telekomunikačných a navigačných zariadeniach. Vďaka vynikajúcim absorpčným vlastnostiam je možné CdTe používať vo veľmi tenkých vrstvách (1,2 až 1,5 µm).

Sulfid kedemnatý (CdS)Tento materiál sa v kombinácii s Cu2S uplatnil predovšetkým v kozmických aplikáciách a to vďaka svojej nízkej hmotnosti. Účinnosť viac ako 10 percent sa podarilo dosiah-nuť pomerne jednoduchými a lacnými postupmi, napriek tomu sa však tento materiál nepovažuje za perspektívny pre jeho nízku stabilitu. Nádejná sa však javí kombinácia

približne iba 1 percento z tohto množstva. Používa sa v niekoľkých podobách. Monokryštalický kremíkBol prvý materiál ktorý sa začal využívať v praxi. Jeho účinnosť premeny sa zo za-čiatku pohybovala okolo 6 percent. Od roku 1954 do roku 1975 sa v tomto smere ne-dosiahol takmer žiadny pokrok. Výskum sa vtedy orientoval predovšetkým na vesmír-ne použitie. Od roku 1975 až do roku 1980 sa túto hodnotu podarilo posunúť len o pár percent a hodnota 17 percent bola považo-

vaná za neprekonateľnú. Celkový pokrok v týchto rokoch brzdil tiež fakt, že vedci sa sústredili skôr na znižovanie cien ako na zvyšovanie účinnosti. V osemdesiatych ro-koch sa stav výrazne zmenil a výsledkom bola účinnosť 35,2 percenta, ktorú dosiahla v roku 1992 Pekinská akadémia vied. Dnes sa v bežnej výrobe dosahujú účinnosti 13-17 percent. Monokryštalický kremík je však stále príliš drahým materiálom, a tak sa výskumníci orientujú na výrobu materiálu s nižšou čistotou. Dosiahla by sa tým menšia energetická náročnosť výroby a teda aj výrazné zníženie ceny. Monokryštál sa používa tam, kde nie je možné, aby mali panely príliš veľké rozmery. Najčastejšie je to v kozmických aplikáciách alebo v prípadoch, keď budúceho majiteľa neodrádza značne vyššia cena.

Antireflexný náterPretože je čistý kremík lesklý, môže odrážať až 35 percent slnečného svetla. Na zmen-šenie hodnoty strateného slnečného svetla sa na kremíkové doštičky používa antire-flexný náter. Najbežnejšie používané sú oxid titánu a oxid kremičitý, hoci sa používajú aj iné. Jednou z metód je prirodzená reakcia kremíka s kyslíkom alebo dusíkatými plynmi za vzniku oxidu kremičitého alebo nitridu kremičitého.

Zapuzdrenie článkovDokončené solárne články sa zapuzdrujú zaliatím do kremíkového kaučuku alebo po-lyvinyl acetátu. Zapuzdrené solárne články sú umiestnené do hliníkového rámu, ktorý má mylarový alebo tedlarový zadný kryt a sklenný alebo plastový kryt.

Polykryštalický kremíkStále viac sa ako vstupný materiál vďaka svojej nižšej výrobnej cene (odpadá proces ťaženia monokryštálu) využíva polykryštalický kremík aj napriek tomu, že dosahova-ná účinnosť je v porovnaní s monokryštalickým kremíkom nižšia. Laboratórne solár-ne články dosahujú účinnosť 18,5 percenta, v podmienkach hromadnej výroby však nepresahujú 14 percent. Doštičky polokryštalického kremíka majú štvorcový tvar a sú rezané z odlievaného kremíkového ingotu. V priebehu tuhnutia taveniny dochádza k tvorbe rôzne veľkých a rôzne orientovaných kryštálov. Polykryštalická štruktúra mate-riálu dodáva týmto článkom charakteristický vzhľad.

Multikryštalický kremík Je to vlastne odroda polykryštalického kremíka. Je podstatne lacnejší ako monokryšta-lický a v praxi dosahuje celkom dobrú účinnosť 12- až 14 percent. Aby nevznikali straty pri prechode elektrónov rozhraním medzi kryštálmi, je snahou vyrábať multikryštalický


5 2 5 3


TYPY INŠTALÁCIÍ

Systémy pripojené na sieť, „on-grid“V podmienkach Slovenska, kde elektrická rozvodná sieť poskytuje kvalitné a ne-prerušované dodávky elektrickej energie, nie je hlavným motívom pripojenia fo-tovoltického systému nedo-statok elektrickej energie, ale ekologický prínos, úspora a hlavne zisk z predaja elektrickej energie.Systémy on-grid fungujú celkom automaticky vďaka mikroprocesoro-vému riadeniu sieťového striedača, ktorý premení jednosmerný prúd z panelov na striedavý, na ktorý sú spotrebiče v domácnosti konštru-ované. Pripojenie k sieti podlieha schvaľovaciemu riadeniu distribuč-ných spoločností, pričom je nutné dodržať dané technické parametre.

Ostrovné systémy, „off-grid“Na odľahlých miestach bez prípojky elektrickej energie predstavuje ostrovný systém často jediný možný variant bezobslužnej výroby elektriny.Ostrovný systém nemá pripojenie do elektrickej siete. Ostrovné systémy sa líšia veľ-kosťou od hodiniek alebo kalkulačky až po odľahlé budovy alebo kozmické lode. Podľa povahy elektrických spotrebičov, resp. nárokov užívateľa môžu ostrovné sys-

témy obsahovať batérie, pre akumuláciu ener-gie, čím je zabezpečená dodávka elektriny aj v nočných, resp. večerných hodinách.Fotovoltický systém môže pracovať v tzv. hybridnom režime, kde hlavne v zimnom ob-dobí, keď je produkcia energie z FV systému obmedzená, je k systému možné pripojiť elek-trocentrálu. Takéto riešenie je vhodné použiť aj v prípade, keď potrebujeme k systému pripojiť zariadenie s veľkým príkonom.

SLNEčNÁ ELEKTRÁREňExistujú dva základné princípy premeny slnečného žiarenia na elektrickú energiu. Sú to: • solárne fotovoltické systémy - elektrárne • solárne koncentračné termické elektrárne Solárne fotovoltické systémyNa základe inštalovaného výkonu rozoznávame: • domáce solárne systémy s výkonom niekoľko W, resp. kW, ktoré zásobujú domácnosti

jednosmerným prúdom cez batérie, používajú sa na osvetlenie a malé spotrebiče • väčšie strešné solárne systémy s výkonom niekoľko kW, ktoré okrem zásobova-

nia domácností dodávajú prebytky elektriny (striedavý prúd) do verejnej siete. • solárne elektrárne s výkonom niekoľko MW, ktoré dodávajú celú výrobu do verej-

nej siete.

s teluridom kademnatým. V USA už boli vyrobené takéto články s účinnosťou presa-hujúcou 10 percent.

KOMPONENTY FOTOVOLTICKÝCH SYSTÉMOV Solárne panelySolárny panel je hlavná (a zároveň najdrahšia) časť fotovoltického systému. Dnes sa najviac používajú panely s článkami na báze kremíka. Podľa použitých článkov je možné rozdeliť panely na 3 skupiny: • amorfné • monokryštalické • polykryštalickéAmorfné panely sa vyznačujú relatívne nízkou cenou, ale aj podstatne nižšou účinnos-ťou (4-8 percent) v porovnaní a polykryštalickými alebo monokryštalickými panelmi. Sú vhodné tam, kde nie je dôležité, že zaberú približne štvornásobnú plochu oproti panelom s kryštalickou technológiou. Sú aplikovateľné ako tzv. fotovoltická fasáda, kde plnia funkciu vonkajšieho obkladu stavby a zároveň produkujú elektrickú energiu, alebo na použitie vo veľkých fotovoltických elektrárňach, kde nie je potrebná úspora plochy.Monokryštalické panely sa vyrábajú z článkov z jedného kryštálu kremíka. Z uvedených typov sa vyznačujú najvyššou účinnosťou (13-17 percent), určitou nevýhodou môže byť tvar článku, ktorý neumožňuje optimálne využitie plochy panelu. Cena a životnosť sú rovnaké ako v prípade polykryštalickej technológie.Polykryštalické panely sú osadené článkami s mierne nižšou účinnosťou oproti mono-kryštalickej technológii (10 -14 percent), majú tvar štvorca modrosivej farby. Invertor (DC/AC striedač, menič)Fotovoltické panely produkujú jednosmerný prúd, ktorý sa musí premeniť na striedavý prúd používaný v elektrickej distribučnej sieti. Na tento účel slúžia striedače (invertory, meniče). Striedač je v podstate srdcom celého fotovoltického systému. Podľa veľkosti systému a podľa technických podmienok prevádzkovateľa distribučnej sústavy dodáva-teľ FV elektrárne zvolí jenofázový (230V) alebo trojfázový (400V) invertor.V záujme maximálnej efektivity fotovoltického systému je potrebné, aby účinnosť strie-dača bola čo najvyššia, kvalitné výrobky dosahujú účinnosť 95- a viac percent. Menič je vhodné inštalovať v blízkosti FV panelov, aby boli straty v jednosmernom rozvode prúdu čo najmenšie. Preto sa meniče vyrábajú aj vo vyhotovení pre vonkajšie prostredie. Väčšina striedačov umožňuje monitoring parametrov fotovoltického systému pomocou prepojenia s počítačom (USB, RS232/485, LAN) a následnú vizualizáciu zberu údajov. Rozvádzač NN pre pripojenie do elektrickej sieteV záujme dodržania bezpečnostných a technických noriem je potrebné nainštalovať do fotovoltického systému nízkonapäťový elektrický rozvádzač, ktorý zabezpečí správnu a bezpečnú integráciu fotovoltického systému do elektrickej siete. Montážny a kotviaci materiálFotovoltické panely je možné inštalovať prakticky na akýkoľvek priestor s vhodnou orien-táciou (viac v kapitole Fotovoltika všeobecne). Pre správnu a bezpečnú montáž sa použí-vajú špeciálne nosné konštrukcie pre ploché a šikmé strechy a inštaláciu na zem.


5 4 5 5


Na základe stavebného, architektonického a funkčného vzťahu fotovoltika – budova existujú tri hlavné kategórie opisujúce spôsob inštalácie FV panelov: • FV panely v otvorenej polohe – prevažne FV panely umiestnené na rámových

konštrukciách na plochých strechách – nízka miera integrácie, • FV panely v tesnej blízkosti iných konštrukcií – FV panely ako súčasť fasádnych

či strešných plášťov alebo fotovoltické tieniace prvky a systémy – vysoká miera integrácie,

• FV panely na rozhraní vonkajšieho a vnútorného prostredia – najmä polopriehľad-ná (semitransparentná) fotovoltika ako súčasť výplní otvorov – maximálna miera integrácie.

FV panely ako náhrada strešnej krytiny pasívneho domu

Semitransparentné FV systémy ako vý-plňový prvok ľahkého obvodového plášťa

átria, Aachen, Nemecko

Plánovanie systémuTypický FV systém tvorí rad vzájomne prepojených prvkov. Jeho jadrom sú FV panely generujúce jednosmerný elektrický prúd. Sériovo-paralelne pospájané panely upevne-né na podpornej konštrukcii tvoria FV pole. Jednosmerný prúd sa z panelov privádza do DC/AC striedačov, ktoré ho premieňajú na striedavý. Ten sa cez rozvádzač systému rozvádza do elektrickej siete budovy. Súčasťou systému môžu byť aj akumulátory.Pri plánovaní FV systému treba uviesť do súladu zamýšľané riešenie s miestnymi špe-cifickými podmienkami. K základným vstupným informáciám potrebným pre návrh systému patria: • znalosť miestnych podmienok – množstvo dostupného slnečného žiarenia, odstu-

pová vzdialenosť a výška susedných budov a ďalších potenciálnych zdrojov tiene-nia, sila vetra a množstvo snehových zrážok (dimenzovanie podpornej konštrukcie a kotevných prvkov),

• zamýšľaná forma inštalácie FV panelov – umiestnenie na budove (sklon a orientá-cia), geometria inštalácie, voľba podpornej konštrukcie a spôsobu kotvenia,

• charakteristiky jednotlivých prvkov systému – počet a typ FV panelov, elektrické pospájanie, nominálne výkonové parametre FV panelov a striedačov, životnosť,

• spôsob využitia produkovanej energie – priama spotreba, skladovanie pomocou akumulátorov, predaj do elektrickej siete alebo kombinácia týchto spôsobov.

Solárne koncentračné termické elektrárnePracujú na princípe koncentrácie slnečných lúčov zrkadlami do malej plochy (ohniska), kde sa vzniknuté veľké teplo využíva na generovanie pary a výrobu elektriny.Na koncentráciu slnečného žiarenia sa používajú tri základné typy: • lineárne parabolické zrkadlá - koncentrujú slnečné žiarenie do rúrky, ktorá sa nachá-

dza v ohnisku reflektora. V rúrke prúdi olej, ktorý sa zahrieva až na 400 °C a teplo je použité na výrobu pary a pre turbínu spojenú s elektrickým generátorom.

• tanierové parabolické zrkadlá - koncentrujú slnečné žiarenie do absorbéra umiest-neného v ohnisku taniera. Kvapalina (olej) sa tu zohreje na 650 °C a teplo sa vyu-žíva na výrobu pary pre malú parnú turbínu s elektrickým generátorom.

• termálne solárne veže - okolo veže sú do kruhu rozložené zrkadlá ktoré sú natáča-né vždy smerom k Slnku a koncentrujú slnečné lúče do zberača (kotol) umiestne-ného na veži. Teplota tu dosiahne vyše 1 000 °C. Teplo sa prostredníctvom termo-oleja privádza do parogenerátora, kde sa vyrába para pre pohon turbíny spojenej s elektrickým generátorom.

INTEGRáCIA FOTOVOlTICKýCH SySTéMOV DO BUDOVAk sú fotovoltické prvky umiestnené na vhodnej ploche obvodového plášťa budovy, elektrina sa vyrába priamo v mieste spotreby, čím sa minimalizujú straty v prenoso-vých sústavách. Zároveň vzrastá energetická sebestačnosť objektu, čo je v dnešnej dobe neistého trhu s energiou nespornou výhodou.

Fotovoltiku možno uplatniť aj v sídelných celkoch, kde spolu s ďalšími obnoviteľnými zdrojmi energie napĺňa koncept tzv. mikrosietí, čiže územne ohraničených energetic-kých sústav s požadovanou mierou nezávislosti. Moderne navrhnutý fotovoltický (FV) systém pre budovu slúži nielen na produkciu elektrickej energie, ale ako plnohodnotný stavebný prvok zastáva aj ďalšie tradičné stavebné funkcie. Vzťah fotovoltika – budova sa tak odohráva na troch úrovniach: • stavebné začlenenie a architektonický súlad fotovoltiky s budovou, • technologické začlenenie do energetických sústav budovy, • energetická nadväznosť na krivku potreby elektrickej energie v budove.

V množstve FV inštalácií, najmä ak je vyrobená elektrina určená na predaj, hrá ďal-šiu významnú rolu ekonomika projektu (náklady na výstavbu, úverovanie, poistenie, dotácie, výkupná cena, predpokladaný čas prevádzky, údržba a obnova, odstránenie a recyklácia).

Spôsoby začleneniaNajčastejšie spôsoby začlenenia FV prvkov do budov sú znázornené na obr. 1.

Schematické znázornenie spôsobov integrácie FV systémov do budov: a – šik-má strecha, b – plochá strecha, c – fasáda, d – tenkovrstvové FV systémy na veľké strešné plochy, e – priemyselné aplikácie, f – polopriehľadné FV systémy pre átriá a výplne otvorov, g – vonkajšie tieniace systémy


5 6 5 7


PRÍKLADY VYUŽÍVANIA FOTOVOLTIKY

Fotovoltická elektráreň na streche spoločnosti Solar-NED, s.r.o.Spoločnosť Solar-NED, s.r.o. sa môže pochváliť realizáciou a prevádzkovaním prvého FV generátora on-grid (napojeného na sieť) v Slovenskej republike. Generátor bol nainštalovaný a napojený na lokálnu sieť NN 22. 12. 2006. Jeho softvé-rové vyhodnocovanie a meranie začalo 8. 01. 2007.

Podľa skúseností spoločnosti s celkovou prípravou na realizáciu je nutné si v úvodnej fáze zabezpečiť: a) podanie žiadosti distribučnej spoločnosti – dva až tri vyplnené formuláre žiadosti

o pripojenie, výpis z katastrálnej mapy, situačné zakreslenie stavby v dvoch mier-kach, krátky popis výroby zariadenia

Čas potrebný na vybavenie žiadosti: minimálne tri mesiace (záleží od distribučnej spo-ločnosti) b) po schválení žiadosti a dodaní podmienok pripojenia treba vypracovať

realizačný projekt (to platí pre malé FVE na strechách RD) a podať na schvá-lenie prevádzkovateľovi distribučnej siete so súhlasným stanoviskom staveb-ného úradu pre ohlásenie drobnej stavby od príslušného obecného úradu. Doba trvania odobrenia projektu: najmenej tri mesiace (závisí od distribučnej spo-ločnosti)

miesto Solar-NED, s.r.o., Pri mlyne 10, 831 07 Bratislava

dodávateľ fotovoltického systému Solar-NED, s.r.o., tel.: 00421 2 48204014e-mail: [email protected]

počet namontovaných panelov 20

plocha panelov 31,5 m2

technológia– typ panelov– výkon panela– inštalovaný výkon

amorfný, Mitsubushi MA100T2100 Wp2,0 kWp

ročná produkcia elektriny 2 430 kWh v roku 2007

v prevádzke od koncom roka 2006

účel a využitie výroba elektrickej energie na predaj do distribučnej siete


spôsob financovania vlastné prostriedky

KOľKO TO STOjí?Keby ste mali záujem o inštaláciu fotovoltickej elektrárne na váš rodinný dom prípad-ne na iný objekt, pripravili sme pre Vás orientačné prepočty. Upozorňujeme, že ide len o modelový prepočet jednoduchej strešnej inštalácie v optimálnych podmienkach (orientácia panelov na juh, optimálny sklon panelov, bez tienení od iných objektov po-čas dňa a pod.). Pri výpočte sme uvažovali s využitím fotovoltickej technológie na báze monokryštalického kremíka s účinnosťou 14,1 percenta a stratami systému 11 percent (straty v kábloch, v meničoch atď.).V závislosti od dvoch najdôležitejších faktorov ako je aktuálna výkupná cena elektriny určená každoročne výnosom Úradu pre reguláciu sieťových odvetví (ÚRSO) a výšky in-vestície, je vysoký predpoklad, že na budúci rok (2011) už tento výpočet nebude platiť. • Investičné náklady sa v súčasnosti (rok 2010) pohybujú v rozmedzí 3,50 – 5,50 €/

Wp. Dnes už vieme s istotou potvrdiť, že predovšetkým zásluhou každoročne sa znižujúcich cien fotovoltických panelov budú náklady na celý systém postupne klesať.

• Výkupná cena elektriny zo slnečnej energie s celkovým inštalovaným výkonom za-riadenia do 100 kW vrátane v roku 2010, ktorú stanovil ÚRSO výnosom č.7/2009, je 430,72 eur/MWh. Cena je garantovaná na 15 rokov.

investícia rok 2010 2 000 € 3 800 € 9 300 € 18 000 € 35 000 €

inštalovaný výkon (kWp) 0,5 1,0 2,5 5,0 10,0

plocha (m2) 5 10 25 50 100

mesto Bratislava

ideálny sklon (°) 35

produkcia (kWh/ prvý rok)

530 1060 2600 5310 10620

zisk (€ prvý rok) 238 476 1189 2379 4 58

návratnosť (rok) 8,8 8,6 8,4 8,1 7,9

mesto Košice



503 1006 2515 5030 10060

zisk (€ prvý rok) 225 451 1 127 2 253 4507

návratnosť (rok) 9,3 9,1 8,9 8,6 8,4

mesto Žilina



476 952 2380 4760 9520

zisk (€ prvý rok) 213 426 1066 2132 4265

návratnosť (rok) 9,9 9,2 8,9 8,7 8,4

Podrobnejšie a najmä aktuálne cenové ponuky vypracujú firmy zaoberajúce sa montá-žou v elektrární. Ich zoznam nájdete na ďalších stránkach tejto publikácie.


5 8 5 9


Fotovoltická elektráreň na streche fary v Novej lesnejNajtypickejším a najvhodnejším spôso-bom využitia slnečnej energie na výrobu elektriny rodinných domov je umiestne-nie fotovoltických panelov na streche. Na fare v Novej Lesnej je na rovnej stre-che od 1. júla 2009 nainštalovaných 24 panelov s celkovou plochou 30,66 m2. Táto prevádzka je dôkazom vhodnosti využívania slnečnej energie pre rodinné domy aj na severe Slovenska.

miesto Nová Lesná

dodávateľ fotovoltického systému Selz, s.r.o., Beňakovce 66, Košice - okolie 044 42

návrh fotovoltického systému Generm, s.r.o., Gogoľova 18851 01 Bratislava,



technológia– typ panelov– striedač

– výkon panela– inštalovaný výkon– sklon panelov

Schüco, SMG-1, monokryštalické, s účinnosťou 14,5%SMA SUNNY BOY 4000 TL185 Wp4,5 kWp35°

ročná produkcia elektriny 4292 kWh (očakávaná), od 1. 7. 2009 do 28. 3. 2010: 2329 kWh

v prevádzke od júl 2009


návratnosť investície 11 rokov

spôsob financovania stavebné sporenie 1/2 (stavebný úver), vlastné zdroje 1/2

Ročná výroba elektriny vo FVE Solar-Ned od spustenia prevádzky do marca 2010

Prehľad mesačnej výroby - roky 2007, 2008 a 2009:

Prehľad ročnej výroby - roky 2007, 2008 a 2009:

Energetický výnos FV elektrárne za rok 2008 bol 1113 kWh/ kWp

Energetický výnos FV elektrárne za rok 2007 bol 1215 kWh/ kWp

Energetický výnos FV elektrárne za rok 2009 bol 1075kWh/ kWp


6 0 6 1


Na obrázku je zobrazený celkový pohľad na montáž elektrárne, hliníková konštrukcia a invertor (menič jednosmerného prúdu na striedavý)

FVE na streche Matematicko-fyzikálnej fakulty UK v BratislaveNajväčšia strešná fotovoltická elektráreň na Slovensku je na streche Matematicko - fyzikálnej fakulty UK v Mlynskej doline v Bratislave.

V systéme je použitých celkom 459 FV panelov typu SOLON BLUE 220 z polykryš-talického kremíka (účinnosť článkov do 14,3 percenta) s celkovým výkonom 101 385 Wp rozdelených do 17 sekcií: E1 – E17. Každá z týchto zostáv (E1 až E17) je pripojená k svojmu striedaču (Fronius typ IG 60HV), ktorý vyrobenú elektrickú energiu dodáva do siete. FV panely sú umiestnené na streche objektu orientovanej južným smerom pod uhlom 35° na vlastnej kovovej nosnej konštrukcii ukotvenej do strechy objektu. V jednom z panelov je integrovaný snímač teploty a osvitu panelov.

miesto Fakulta matematiky, fyziky a informati-ky UK, Katedra experimentálnej fyziky Mlynská dolina F2, 842 48 Bratislava, tel: 02/60 29 54 66

dodávateľ fotovoltického systému Solartec, s.r.o., Rožnov pod Radhoštěm



technológia– typ panelov


polykryštalické články typu SOLON BLUE 220220 Wp100 kWp35°

ročná produkcia elektriny očakavaných 120 000 kWh

v prevádzke od máj 2009

účel a využitie experimentálno–výuková elektráreň

návratnosť investície do 8 rokov

spôsob financovania dotácia

Fotovoltická elektráreň na streche organizácie UNDP v BratislaveIdeálnu orientáciu rovnej strechy svojej ad-ministratívnej budovy v centre Bratislavy využilo pracovisko Regionálneho centra Rozvojového programu OSN (United Nati-ons Development Programme – UNDP) pre Európu a Spoločenstvo nezávislých štátov v Bratislave na vybudovanie fotovoltickej elektrárne. Sto sedemdesiat amorfných tenkovrstvových fotovoltických panelov typu Kaneka K60 japonskej výroby bude ročne produkovať približne 10 500 kWh elektriny, ktorá sa odvedie do distribučnej siete.

Pre bratislavské Regionálne centrum UNDP tento krok prinesie výnos z produkcie elektrickej energie v hodnote približne 5 000 eur ročne pri výkupnej cene vyrobe-nej elektrickej energie, ktorá je 0,43072 eura/kWh. Zapojením do verejnej siete každoročne odbremení táto fotovoltická elektráreň ovzdušie o 8500 kg emisií oxi-du uhličitého (CO2), 17 kg oxidu siričitého (SO2) a 17 kg oxidov dusíka (NOx). Vý-robca panelov garantuje, že celkový inštalovaný výkon článkov nepoklesne po 12 rokoch prevádzky pod 90 percent a po 25 rokoch pod 80 percent.

Prevádzku elektrárne spustili začiatkom roka 2010. FVE vyhodnocujú a monitorujú cez internet (http://solarpanel.undp.sk/html/en/index.sk).

Návratnosť celkovej investície 47 300 eur z vlastných zdrojov sa očakáva do 10 rokov.

miesto Bratislava, Grösslingova č.35

dodávateľ fotovoltického systému Energocom, s.r.o., Žižkova 6, 040 11 Košice



technológia– typ panelov


tenkovrstvový fotovoltický panel Kaneka K60 60 Wp10,2 kWp35°

ročná produkcia elektriny 10 500 kWh

v prevádzke od január 2010


návratnosť investície 10 rokov

spôsob financovania vlastné zdroje


6 2 6 3


Materiály, ktoré nám poskytol prof. RNDr. Peter Kúš, DrSc. z Katedry experimentálnej fyziky, dávajú informáciu o reálnych hodnotách produkcie elektriny za posledný rok.

mesiac Produkcia el. energie

kWh

máj 09 8 200

jún 09 12 400

júl 09 15 600

august 09 14 700

september 09 12 500

október 09 7 600

november 09 3 200

december 09 2 200

január 10 2 700

február 10 5 200

marec 10 7 800

92 100

!

Prehľad výroby elektrickej energie v období máj 2009 - marec 2010


6 4 6 5


Záujemcovia o inštalovanie solárneho resp. fotovoltického systému majú okrem vlast-ných zdrojov aj ďalšie možnosti, ako financovať investície. Môžu to byť granty alebo komerčné zdroje. Keďže investície sú vďaka usporenej energii v porovnaní s konvenč-nými zdrojmi tepla návratné, nie je problém využiť služby jednej z bánk.

V roku 2009 spustilo ministerstvo hospodárstva Program vyššieho využitia biomasy a slnečnej energie v domácnostiach, v rámci ktorého je možnosť získať dotácie na solárne kolektory a tak ušetriť časť peňazí potrebných na vybudovanie solárneho sys-tému. Informácie o aktuálnych podmienkach a výšky dotácií poskytuje webová stránka Slovenskej inovačnej a energetickej agentúry www.siea.gov.sk.

Výška dotácie v roku 2010 je pre slnečné kolektory určená: • 200 € za m2 nainštalovaných slnečných kolektorov v rozsahu najviac 8 m2

absorpčnej plochy vrátane v rodinnom dome, • 50 € za 1 m2 nainštalovaných slnečných kolektorov v rozsahu nad 8 m2

absorpčnej plochy v rodinnom dome, • 100 € za 1 m2 nainštalovaných slnečných kolektorov v bytovom dome; najvyššia

dotácia je v rozsahu najviac 3 m2 na každý byt v bytovom dome.

Inštalované zariadenia musia spĺňať stanovené technické parametre. Pre slneč-né kolektory je to certifikát Solar Keymark a od 2010 aj minimálny energetický zisk (525 kWh/rok vztiahnutý na jeden m2).

Okrem toho sú projekty využívania slnečnej energie podporované aj Environmentál-nym fondom, nezávislým od štátneho rozpočtu, ale len na verejnoprospešné účely; podpora je určená najmä obciam.

Komerčné financovanieDnes už nie je pre človeka so stálym príjmom problém uchádzať sa o úver z ktorejkoľvek banky pôsobiacej na našom trhu. Ak je klient ochotný ručiť za úver svojou nehnuteľnosťou, vo väčšine prípadov je najvhodnejší a tiež najlacnejší hypotekárny úver, ktorý je oproti spotrebným úverom výhodný svojou cenou. Úroková sadzba sa pohybuje okolo 4,5 až 5 percent. Medzi nevýhody hypotekárnych úverov, patrí ručenie nehnuteľnosťou a rôzne poplatky a náklady spojené so získaním hypoteky. Ak klient nechce ručiť vlastnou nehnu-teľnosťou, má k dispozícii aj účelové a bezúčelové spotrebné úvery, ktoré však majú kratšiu lehotu splatnosti a vyššiu úrokovú sadzbu. Rozdiel medzi nimi je v tom, že pri úče-lovom úvere musí klient banke dokladovať, že peniaze použil na stanovený účel (investícia do solárneho systému), zatiaľ čo pri bezúčelovom úvere banka vypláca peniaze priamo na účet klienta, pravdaže po splnení podmienok a schválení úveru. Jednotlivé banky sa svoji-mi úverovými službami líšia, či už vo výške úrokových sadzieb alebo spôsobom požadova-ného ručenia. Bližšie informácie vám určite radi poskytnú pracovníci každej banky.

Na financovanie investície do solárneho systému je možné použiť aj stavebné spo-renie. Stavebné sporiteľne ponúkajú pre svojich klientov aj zaujímavú možnosť čerpať lacný a dostupný úver, ktorý možno získať v stanovenom čase sporenia. Existuje aj rýchlejšia cesta, tzv. medziúver, o ktorý možno teoreticky požiadať okamžite po uzav-retí zmluvy, ale úroky a poplatky sú potom samozrejme vyššie.

Schüco International KG Tomášikova 17 821 01 Bratislava tel.: + 421 2 48 2696 01 fax: + 421 2 48 2696 11 [email protected]/web/sk/

Energocom, s.r.o., Žižková 6, 040 11 Košicetel.: +421 55 622 [email protected] www.energocom.sk

Brema Sk, s.r.o.Podhradská cesta 4038 52 Sučanytel.: + 421 2 48 2696 01 [email protected]

ASV SOlAR, s.r.o.Púchovská 8831 06 Bratislavatel.: +421 905 564 529 [email protected]

Vzhľadom na to, že nie je možné obsiahnuť všetky spoločnosti, ponúkame vám inter-netové odkazy, na ktorých sa môžete dozvedieť viac :www.skrea.skhttp://www.123dodavatel.sk/produkty/alternativne-kurenie

FIRMY ZAOBERAJÚCE SA FOTOVOLTIKOU NA SLOVENSKU MOŽNOSTI FINANCOVANIA

Solar-NED, s.r.o. Pri mlyne 10 831 07 Bratislavatel.: +421 2 482040-14, -10 [email protected]

GENERM, s.r.o.Gogoľova 18851 01 Bratislavatel.: +421 905 86 22 15 [email protected]

ECODUC®, a.s.Kpt. Nálepku 3.934 01 Levicetel.: +421 36 6313 638 [email protected]


6 6 6 7


Opatrenie 1.4. - Podpora úspor energie a využitia obnoviteľných energetických zdrojov

Na aký účel možno žiadať pomoc?

úspory energie, kombinovaná výroba elektriny a tepla, využívanie obnoviteľných energetických zdrojov, t. j. výstavba, modernizácia alebo rekonštrukcia malých vod-ných elektrární, zariadení na energetické využitie biomasy, zariadení na využitie sl-nečnej energie, zariadení na využitie geotermálnej energie, zariadení na využitie veternej energie.

Kto môže žiadať o pomoc?

podnikatelia

Forma pomoci:

nenávratný finančný príspevok.

Výška spolufinancovania z vlastných zdrojov:

50 percent z oprávnených nákladov (35 percent malé a stredné podniky).

Oprávnené kraje:

všetky, okrem Bratislavského

Poskytovateľ pomoci / Riadiaci orgán

Ministerstvo hospodárstva SR, www.economy.gov.sk

Vykonávateľ / Sprostredkovateľský orgán, bližšie informácie

Slovenská inovačná a energetická agentúra, Bajkalská 27, 827 99 Bratislava 27tel.: 02/58248 111, fax: 02/5342 1019 www.siea.gov.sk

Opatrenie 2.2. Zlepšenie a rozvoj infraštruktúry na ochranu ovzdušia

Na aký typ projektov možno žiadať pomoc?

okrem iných na budovanie zariadení na výrobu tepla alebo teplej úžitkovej vody za-meraných na zmenu palivovej základne v prospech environmentálne a energeticky prijateľnejších palív pre jeden objekt alebo malú skupinu objektov. Ide predovšetkým o používanie obnoviteľných zdrojov energie, a to využívanie biomasy, solárnych sys-témov, resp. ich kombinácia.


štátna a verejná správa, podnikatelia.

Forma pomoci:

nenávratný finančný príspevok.

Minimálna výška pomoci:

neobmedzená

Výška spolufinancovania z vlastných zdrojov:

minimálne 5 percent z vlastných zdrojov, zvyšok úver, prípadne úverový prísľub

Grantové prostriedkyJe potrebné si uvedomiť, že grantové prostriedky podliehajú zdĺhavej a často byrokra-tickej kontrole a podmienky ich prideľovania sa často menia. V nasledujúcom prehľade uvádzame podporné schémy platné v roku 2010.

Investičná pomoc: • štrukturálne fondy 2007 - 2013, • iné programy a fondy (Program vyššieho využitia biomasy a slnečnej energie

v domácnostiach, SLOVSEFF II) Štrukturálne fondy EÚZo štrukturálnych fondov Európskej únie sa na Slovensku na podporu využívania sl-nečnej energie zameriavajú dve opatrenia. Jedno je určené pre podnikateľský sektor, druhé pre štátny a verejný sektor. Ide o tzv. nenávratný finančný príspevok, o kto-rý je potrebné uchádzať sa v rámci výziev na predkladanie projektov zverejňovaných Ministerstvom hospodárstva SR a Ministerstvom životného prostredia SR. Mnohých záujemcov často odrádza zdĺhavý, nákladný a byrokratický proces prípravy žiadosti o príspevok a samotného projektu. Na druhej strane, možnosť získať až 65 percent z oprávnených nákladov projektu v prípade malých a stredných podnikov, či až 95 per-cent v prípade verejnej správy, nie je zanedbateľná.

Prehľad štrukturálnych fondov na investičnú pomoc pri výstavbe OZEOperačný program Životné prostredie 3.2. Minimalizácia nepriaznivých vplyvov zmeny klímy vrátane podpory obnoviteľ-

ných zdrojov energie (cca 209 mil. eur) – zariadenia na výrobu elektriny VÚ-KVET (vysokoúčinná kombinovaná výroba

elektriny a tepla) len v kombinácii so zmenou palivovej základne pri výrobe tepla.

Operačný program Konkurencieschopnosť a hospodársky rast 2.1. Zvyšovanie energetickej efektívností na strane výroby aj spotreby a zavádza-

nie progresívnych technológií v energetike (cca 144 mil. eur), – výstavba nových, rekonštrukcia a modernizácia zariadení na výrobu elektriny

VÚ-KVET, – výstavba nových, rekonštrukcia a modernizácia zariadení na výrobu elektriny

z obnoviteľných zdrojov energie (s výnimkou využívania veternej energie).

Operačný program Bratislavský kraj 2.1.2 Podpora zavádzania a využívania progresívnych technológií v MSP (cca 23,6

mil. eur) – výstavba nových, rekonštrukcia a modernizácia zariadení na výrobu elektriny

VÚ-KVET, – výstavba nových, rekonštrukcia a modernizácia zariadení na výrobu elektriny

z obnoviteľných zdrojov energie (s výnimkou využívania veternej energie).

Uvádzame krátky prehľad podmienok uchádzania sa o podporu zo štrukturálnych fondov EÚ, bližšie informácie je potrebné hľadať priamo na príslušnom ministerstve. Budúcnosť závisí najmä od podmienok čerpania európskych fondov v rozpočtovom období EÚ 2007-2013.


6 8 6 9


Podmienky pripojenia, ako aj legislatívne usporiadanie pre odpredaj elektrickej energie z fotovoltickej elektrárne sú uzákonené zákonom č.309/2009 Z. z.

Zákon č. 309/2009 Z. z. o podpore OZE a VÚ-KVET

Podpora pre elektrinu vyrobenú z OZE a VÚ-KVET (vysoko účinnej kombinovanej výro-by elektriny a tepla) je zabezpečená (§ 3 zákona č. 309/2009 Z. z.):

a) prednostným: pripojením zariadenia na výrobu elektriny do regionálnej distribučnej siete, prístupom do sústavy, prenosom elektriny, distribúciou elektriny a dodávkou elektriny,

b) odberom elektriny prevádzkovateľom regionálnej distribučnej siete, do ktorej je zariadenie výrobcu elektriny pripojené priamo alebo prostredníctvom miestnej distribučnej sústavy za cenu elektriny na straty,

c) doplatkom, d) prevzatím zodpovednosti za odchýlku prevádzkovateľom regionálnej distribuč-

nej sústavy.

Prehľadná tabuľka podpory výroby elektriny z obnoviteľných zdroj a VÚ-KVET

typ zariadenia na výrobu elektriny z

výkon zariadenia

MW)

Pred-nostné

pripojenie do regi-onálnej

distribuč-nej siete

Prednost-ný prístup do sústa-

vy, prenos, distribúcia a dodávka

odber elektriny za cenu elektriny na straty

Doplatok

Dĺžka trvania

Prevzatie zodpoved-

nosti za odchýlku

OZE < 0 - 1 > áno bez obmedzenia

bez obme-dzenia

15 rokov bez obme-dzeniaVÚ-KVET

OZE <1 - 4 > áno bez obmedzenia

15 rokov 15 rokov 15 rokov

VÚ-KVET


15 rokov 15 rokov nie

VÚ-KVET

veterných elektrární

< 4 - 15 > áno bez obmedzenia




VÚ-KVET

VÚ-KVET s podielom OZE v palive viac ako 20%

< 125 - 200 >

áno bez obmedzenia


Oprávnené kraje:

všetky, okrem Bratislavského

Poskytovateľ a vykonávateľ pomoci, bližšie informácie:

Ministerstvo životného prostredia SR, Sekcia zahraničnej pomoci a záležitostí EÚOdbor riadenia programovNámestie Ľ. Štúra 1812 35 Bratislava tel.: 02 / 59562617, 59562315www.enviro.gov.sk

Environmentálny fondEnvironmentálny fond vznikol v roku 2005 na podporu ochrany životného prostredia. Fond nie je napojený na štátny rozpočet, finančné príspevky získava najmä z poplatkov a pokút za nedodržiavanie environmentálnych predpisov a noriem a iných príspevkov. Uvádzame len oblasti týkajúce sa obnoviteľných energetických zdrojov.

Na aký typ projektov možno žiadať pomoc?

okrem iných aj na podporu výroby tepla a teplej úžitkovej vody prostredníctvom níz-koemisných zdrojov (zmena paliva, zmena technológie spaľovania) a podporu výroby tepla a teplej vody prostredníctvom využívania obnoviteľných zdrojov (napr. bioma-sa, solárne systémy, tepelné čerpadlá, resp. ich kombinácia). Projekty musia mať verejnoprospešný charakter.


fyzické osoby, právnické osoby, štátny a verejný sektor, obce, neziskové organizá-cie, združenia a asociácie

Forma pomoci:

dotácia (neplatí pre podnikateľov), zvýhodnený úver

Oprávnené regióny:

celé Slovensko

Poskytovateľ a vykonávateľ pomoci:

Environmentálny fond, Bukureštská 4, 813 26 Bratislava.Bližšie informácie v pracovných dňoch v čase od 8.00 do 15.00:tel.: 02/57783116fax. 02/57783216e-mailom - [email protected]

LEGISLATÍVA


7 0 7 1


ZDROJE

Iliaš, I. a kol. 2006. Možnosti využívania slnečnej energie. Bratislava: Energetické centrum Bratislava, 2006

Program vyššieho využitia biomasy a slnečnej energie v domácnostiach 2009, Program Ministerstva hospodárstva SR vytvorený na základe uznesenia vlády SR č. 383/2007 k návrhu Stratégie vyššieho využitia obnoviteľných zdrojov energie v SR

Ing. Zdeněk Macháček, Z., Staněk, K., 2007 Integrácia fotovoltaických systémov do budov, http://www.asb.sk/stavebnictvo/technologie/integracia-fotovoltaickych-syste-mov-do-budov-1198.html, 31. 3. 2009

Henze, A., Hillebrand, W. 2000 Elektrický proud ze slunce, Fotovoltika v praxi. HEL. 2000

Mapky na stranách 14-15 dodala spoločnosť GeoModel, s.r.o.

Zaujímavé internetové zdroje informácií:European Solar Thermal Industry Federation (ESTIF) – www.estif.org.

Energy Information Administration: http://www.eia.doe.gov/

Slovak RE Agency http://www.skrea.sk/

Slovenská inovačná a energetická agentúra SIEA, www.siea.gov.sk

Snímky a grafické podklady z Wikipédie (sk.wikipedia.org alebo www.wikimedia.org): Kristina Walter, de:Freedom_Wizard, AndrewBuck, F5ZV, ChNPP, KVDP, Rainer Lippert., Stephan Kambortaki

Novela Zákona o energetike 656/2004 Z. z. 142/2010 Z. z.

Podľa najnovšej novely Zákona o energetike (142/2010), musia všetky zariadenia na výrobu elektriny zo slnka žiadať o Osvedčenie súladu investičného zámeru s energetic-kou politikou štátu od Ministerstva hospodárstva SR. Toto nariadenie sa týka všetkých fotovoltických solárnych inštalácií okrem tých, ktoré budú umiestnené na budovách a budú mať výkon najviac 100 kW.Ak chce výrobca elektriny zo slnka žiadať o osvedčenie od Ministerstva hospodárstva SR (MH SR), musí mať zároveň platné osvedčenie od Slovenskej elektrizačnej a preno-sovej sústavy (SEPS, a.s.). Tá však v decembri 2009 vydávanie povolení pre fotovoltiku zastavila. Doteraz platný zákon hovoril o potrebe povolení od MH SR a SEPS pre ener-getické zariadenia na báze OZE (vrátane slnečnej energie) s inštalovaným výkonom nad 1MW. Schválenie novely Zákona o energetike v parlamente v kombinácii s týmto ustanovením od SEPS budú znamenať, že na Slovensku nebudú v najbližších rokoch postavené slnečné elektrárne s výkonom nad 100 kW.

Spôsob využitia OZE Prijímateľ pomoci Mechanizmus

výroba elektriny

domácnosti zákon č. 309/2009 Z. z.

SLOVSEFF II (domácnosti v bytových domoch)

verejný sektor zákon č. 309/2009 Z. z.

súkromný sektor

zákon č. 309/2009 Z. z.

štrukturálne fondy 2007 - 2013

SLOVSEFF II

výroba tepla

domácnosti Program vyššieho využí-vania biomasy a slnečnej energie v domácnostiach

SLOVSEFF II (domácnosti v bytových domoch)

verejný sektor štrukturálne fondy 2007 - 2013

súkromný sektorštrukturálne fondy 2007 - 2013

SLOVSEFF II

Documents

lužbám Slnko S Slnko k Službám - archiv.vlada.gov.sk · Fotovoltika všeobecne 48 Materiály použité na výrobu fotovoltických článkov 49 ... Fotovoltická elektráreň na