Po odeznění mediálního boomu kolem solárních elektráren z první dekády nového tisíciletí se zdá, že se situace ohledně solární energie v ČR postupně normalizuje, a tak se můžeme pustit do lehké bilance, nebo spíše zhodnocení aktuálních možností využití solární energie pro rodinné domy či bytové domy, zkrátka pro občanský sektor. To, že máme dnes v České republice značnou plochu zemědělské půdy využitou solárními elektrárnami již víme, nicméně bude nepochybně zajímavé zhodnotit, jak se do sféry obnovitelných zdrojů mohou začlenit i občané, pozbývající desítky milionů na investice do solárního byznysu.

Základní způsoby využití solární energie

Energii, dopadající k nám ze slunce je možné využít dvěma základními způsoby, a sice na výrobu elektřiny pomocí fotovoltaických panelů, anebo na přímou výrobu tepla pomocí solárních kolektorů. Oba tyto způsoby je možné využít k výrobě tepla, přičemž každé má své výhody někde trochu jinde. Zásadním parametrem je účinnost a konstrukce jak fotovoltaických panelů, tak solárních kolektorů. Zatímco se účinnost těch nejlepších solárních panelů (myšleno, kolik energie dopadající na plochu přemění na elektrickou energii) pohybuje kolem 15% až 20%, ploché neselektivní kolektory určené na výrobu tepla zvládnou fungovat až s 90% účinností. Každá z těchto technologií má ovšem svá omezení daná zejména intenzitou slunečního záření a teplotou vzduchu, jak uvidíme dále.

Síla i slabost solární elektrické energie

Když si představíme sluneční elektrárnu, říkáme si, že ideální způsob jejího fungování je při dopadu co největšího množství solárního záření v kolmém směru při jasném slunečném počasí, zkrátka, když se do toho slunce může co nejvíce opřít. Opak je ovšem pravdou, jelikož solárním panelům sice svědčí plné sluneční záření, co jim ale naopak ztěžuje práci je vysoká teplota povrchu, tedy ideální moment pro každou solární elektrárnu je spíše nižší teplota povrchu a dostatek slunečního světla, a to i klidně i zpoza mraků bez nutnosti kolmého dopadu, jelikož účinnost při jiném dopadu než je přesně kolmá hranice klesá o maximálně 5 %. Proto se fotoelektrický jev, který může za výrobu energie tak dobře uchytil v kosmu a při misích na oběžné dráze, kdy jsou tyto panely zároveň velmi dobře chlazeny. Z tohoto faktu ovšem plyne pro solární elektrárny zásadní výhoda, a sice, že vyrábí elektrickou energii i v zimě mimo slunečné dny, kdy už kolektory nestačí.

Kolektory nejsou vždy samospásné

Solární kolektory můžeme v základu rozdělit do několika druhů a sice ploché selektivní kolektory, ploché neselektivní kolektory a vakuové trubicové kolektory. Vakuové trubicové kolektory jsou sice při přímém slunečním svitu nejméně účinné, nicméně jejich účinnost také nejpomaleji klesá, a tak zabírají i v zamračených dnech nebo v zimě, kde už jejich ploché varianty nefungují. Solárním kolektorům vyhovují jak nízká teplota ohřívané vody, tak i pořádný nápor horkého slunce, protože jejich cílem je primárně teplo. Problém však pro ně představují teploty pod bodem mrazu a nízkého slunečního svitu, kdy fungují jen s minimální účinností. Klíčem k dobrému fungování kolektorů je tedy jejich správná orientace, dostatek slunečných dní a relativně nízká teplota vody ve otopné soustavě (ideálně kolem 40 stupňů).

Ideální řešení -vyladěná soustava více prvků

Ze skutečností, které jsme uvedli je patrné, že ideální řešení pro rodinný dům ani dnes neexistuje. Solární kolektory představují skvělý zdroj tepla, na druhou stranu solární panely stabilní, i když zatím spíše doplňkový zdroj elektrické energie, takže ani jedno řešení neobstojí v našich zeměpisných podmínkách samostatně. Když krom ekologických měřítek vezmeme do úvahy i měřítka ekonomická, vyjde nám, že pro zachování rozumné návratnosti je nutné obě tyto technologie nakombinovat do funkční soustavy. Podobná úvaha vedla i k vytvoření systému iClima, jehož základ tvoří tepelné čerpadlo spojené s vakuovými solárními kolektory, aby bylo možné využívat energii ze slunce pokud možno co nejdéle v roce. Co se týče solárních panelů na výrobu elektřinu či případně zapojení lokálních vodních elektráren, tak i tato varianta leží nyní rozpracovaná ve vývojovém středisku iClima a je možné, že již v krátké době, dojde k propojení tohoto unikátního systému s dalšími zdroji obnovitelné energie. Výsledkem by pak mohl být téměř soběstačný energetický systém, který svým obyvatelům vytvoří celý rok zdravé a příjemné klima se slušnou návratností.

Reklamní článek