Systém využívá k ohřevu elektrickou energii, která je vyrobena panely. K přenosu tepla do vody se využívá suché keramické topné těleso umístěné v zásobníku.

Základní popis systémů

  1. Fotovoltaický systém – FV systém

Tento systém využívá k ohřevu TV elektrickou energii, která je vyrobena FV panely. K přenosu tepla to vody se využívá suché keramické topné těleso umístěné v zásobníku TV.

  1. Fototermický systém – FT systém

Tento systém využívá k ohřevu tepelné energie, která je vyrobena FT kolektory. K přenosu tepla do vody se využívá teplonosné medium, které odvádí teplo z kolektoru a předává ho ve výměníku zásobníku TV.

Oba tyto systémy potřebují k výrobě TV dostatečné sluneční záření.

Základní komponenty FV systému pro ohřev TV

  1. 1) FV panely – dle požadovaného výkonu 4,6 nebo 8 kusů o výkonu 250 Wp

  2. 2) Kotvící prvky pro tyto panely

  3. 3) Kabeláž pro propojení panelů se zásobníkem TV

  4. 4) Přepěťová ochrana

  5. 5) Zásobník TV

  6. 6) Termostatický směšovací ventil

  7. 7) Drobný instalační materiál (lišty, hmoždinky…..)

    Komponenty fotovoltaického ohřevu (zdroj internet)

Základní komponenty FT systémů

  1. 1) FT kolektory – dle požadovaného systému a velikosti kolektorů 2 až 3 kusy

  2. 2) Kotvící sada pro tyto kolektory

  3. 3) Propojovací sada kolektorového pole

  4. 4) Potrubí (nerezový vlnovec, natvrdo pájená měď nebo lisovaná měď se solárními kroužky)

  5. 5) Izolace potrubí (odolná vysokým teplotám)

  6. 6) Teplonosné medium

  7. 7) Čerpadlová skupina

  8. 8) Regulace solárního systému

  1. 9) Expanzní nádoba solárního okruhu

  2. 10) Termostatický směšovací ventil

  3. 11) Elektrické topné těleso na dohřev (pokud dohřev zajišťuje elektřina)

  4. 12) Drobný instalační materiál (lišty, hmoždinky …..)

    Komponenty fototermického ohřevu (zdroj internet)

Cenové porovnání systémů

Z tohoto vyplývá, že pokud dnes pořídíme komponenty, vychází FV systém levněji a to včetně instalace. Cena se může lišit dle cen použitých komponentů jednotlivých systémů a ceny montážních prací jednotlivých firem.

Cenové porovnání systémů

Montáž jednotlivých systémů

Výhody FV systému

  1. 1) Jednodušší manipulace s panely na střeše (poloviční váha proti termickým kolektorům)

  2. 2) Jednodušší propojení zdroje energie se zásobníkem TV. V případě FV systému dvěma kabely. V případě FT systému je potřeba vybudovat prostupy o rozměru 50x100mm, což může byt v některých domech neřešitelný problém.

  3. 3) Možnost použít FV systém v objektech kde je vhodná střecha ve velké vzdálenosti od zásobníku. Není problém 100m. V případě FT systému u větších vzdáleností mezi zdrojem a zásobníkem neúměrně rostou náklady na instalaci potrubí a izolací, a to jak v pořizovací ceně tohoto, tak v pořizovací ceně kotvících prvků tohoto potrubí. Dále rostou tlakové ztráty v rozvodech a může dojít i k nutnosti zvětšit oběhové čerpadlo. S větším výkonem čerpadla rostou následně provozní náklady na čerpací práce. Dále systém potřebuje více teplonosné kapaliny – vyšší náklady na její pořízení a následnou výměnu po její degradaci. V neposlední řadě je nezanedbatelná i tepelná ztráta v rozvodech, která snižuje výkon solárního systému a dále tato energie může unikat do obytných částí domu, což v letních měsících není žádoucí. Dle mého názoru při vzdálenosti kolektorů od zásobníku nad 25m jsou jasně výhody na straně FV systému.

  4. 4) Další výhodou FV ohřívačů z DZ Dražice je možnost jejich zavěšení na stěnu. Tyto bojlery mohou taktéž nahradit stávající zařízení k ohřevu TV, které je umístěné v koupelně, jelikož si zachovávají výhody standardních zásobníků tohoto českého výrobce (krytí IP 45).

Nevýhody FV systému

  1. Jasnou nevýhodou FV systému je potřeba instalace většího počtu panelů pro dosažení stejného výkonu systému – z toho vyplývá požadavek na větší plochu k umístění FV panelů. Poměr ploch FT x FV je 1 x 3.

Provozní stavy jednotlivých systémů

  1. 1) V případě, že dojde k nahřátí FV zásobníku na požadovanou teplotu, systém řízení přepne do dalšího zásobníku, nebo na měnič, který umožní dodávat energii dalších spotřebičů. Toto zlepšuje ekonomickou bilanci instalovaného systému. Pokud nejsou v systému další spotřebiče, zásobník odstaví FV panely a čeká na dobu, kdy dojde ke snížení teploty v zásobníku pod požadovanou mez – následně spustí okamžitě ohřev. Systém je odstaven pouze po nezbytně nutnou dobu.

  2. 2) V případě že dojde k nahřátí FT zásobníku na požadovanou teplotu, chová se systém podobně jako v případě FV zásobníku. Pokud je v systému další zásobník, případně pokud je v systému zařazen dohřev bazénu, přepne řídící systém a ohřívá tyto systémy. V případě, že je FT systém určen pouze k ohřevu TV a zásobník je nahřátý řídící systém odstaví oběhové čerpadlo solárního okruhu a dojde k zastavení oběhu teplonosného média. Toto medium se v kolektoru při slunečním svitu dostane do stagnačního stavu (začne se při dosažení určité teploty vařit – vzniká pára). Tento stav media způsobuje degradaci teplonosné kapaliny – postupné zhoršování jejich vlastností. Po určité době je nutno kapalinu vyměnit – více náklady na provoz systému. Pokud systém instaluje nezkušená firma a navrhne nedostatečně velkou expanzní nádobu solárního okruhu, může dojít při stagnaci k růstu tlaku v systému a následně k úniku kapaliny pojišťovací armaturou. Po tomto stavu je nutno systém znovu doplnit o teplonosnou kapalinu a systém odvzdušnit – další více náklady na provoz. Dalším problémem v případě dosažení stagnačního stavu je restart FT systému a to i v případě poklesu požadované teploty v zásobníku. Pokud jsou FT kolektory ve stagnaci, regulace solárního systému nespustí oběhové čerpadlo z důvodu jeho ochrany. Čerpadlo je možno spustit, až po poklesu teploty na kolektorech – v letních dnech až ve večerních hodinách. Systém může být odstaven i několik hodin. Tomuto se dá zabránit instalací dalších akumulačních nádob, případně ohřevu bazénu. Tyto aplikace ale posouvají pořizovací cenu FT systému mnohem výše než je uvedeno v tab.3. Je nutno realizovat další potrubní rozvody, výměníky, použít vyšší řady regulací a instalovat armatury pro přepínání. V případě FV zásobníku je systém přepínání integrální součástí.

  3. 3) Dalším problémem při provozu FT systému můžou byt nekvalitní, případně nevhodné materiály použité k těsnění potrubních rozvodů. Následně při provozu dochází k jejich stárnutí a opotřebení, systém začíná ukapávat a přisávat vzduch. A zase doplňujeme kapalinu, měníme těsnění a odvzdušňujeme systém.

  4. 4) Další provozní výhodou FV zásobníků je systém suchých keramických těles. Životnost těchto těles je vyšší než u těles mokrých, které využívá většina solárních zásobníků. Také údržba suchých keramických těles v zásobnících DZ Dražice je velmi snadná a dá se provézt bez vypouštění zásobníku.

Z pohledu těchto argumentů je FV systém provozně jednodušší.

Vzhled jednotlivých systémů

Střecha

  1. 1) FV systém – zakrytá větší ploch střechy, ale panely jsou tenší.

  2. 2) FT systém – Zakrytá menší plocha střechy, kolektory jsou vyšší

Kotelna

  1. 1) FV systém – v kotelně je umístěn standardní bojler do které vedou tři kabely

  2. 2) FT systém – v kotelně umístěn stacionární zásobník, potrubí solárního okruhu 5x10cm, na stěně čerpadlová skupina, regulace, expanzní nádoba.

Toto pojednání ukazuje porovnání FV systému a FT systému z pohledu instalace a provozu.

Nesrovnává výkonové parametry ani z pohledu simulace, ani z pohledu reálného provozu. Má za cíl zákazníkovy, který se rozhoduje o instalaci solárního systému pro ohřev TV, ukázat co ho čeká v případě výběru jednoho z těchto systému. V tomto článku, také není zmíněno zvýhodnění FT systému státní dotací, i když tyto systémy jsou svým chováním vůči svému okolí rovnocenné – všechna vyrobená energie je spotřebována v domě na, kterém je systém umístěn. Proto i FV systém by měl být podpořen, protože šetří životní prostředí.

text a foto: Ing. Jaroslav Oliva, DZ Dražice
(komerční prezentace)