Solární energie pro bytové domy, a nejen pro ně

Solární energie pro bytové domy, a nejen pro ně

Sluneční energie – energie elektromagnetického záření, představuje největší energii, která se na Zemi nachází a využívá. Vzniká jadernými přeměnami v nitru Slunce. Vzhledem k tomu, že vyčerpání zásob vodíku na Slunci je očekáváno až v řádu miliard let, označuje se tento zdroj energie jako obnovitelný. To ovšem neznamená, že se jedná o zdroj bezemisní.

O využití solární energie se stále více hovoří a ceny technologií pro využití této energie v domácnostech mírně klesají, zatímco třeba účinnost fotovoltaických panelů roste. Energie ze slunce se jeví jako jedna z perspektivních náhrad fosilních paliv v blízké budoucnosti. Odborníci předpokládají velký rozvoj solární energetiky v domácnostech a menších firmách – počínaje systémy pro ohřev vody a konče třeba hybridními solárními elektrárnami.

Solární energie na území ČR

V České republice dopadne každý rok na zem přibližně 950 až 1 340 kilowatthodin (kWh) sluneční energie na metr čtvereční. Průměrně v ČR svítí slunce 1 330 až 1 800 hodin za rok. Pro využívání solární energie je ideální oblast jižní Moravy a nejméně vhodné jsou pak severní části Čech. Kromě zeměpisné polohy je též nutno zohledňovat konkrétní roční období a správné umístění solárních kolektorů a fotovoltaických panelů. Tyto panely, které lze za vhodných podmínek umístit na střechy běžných domů, dokážou na elektřinu přeměnit necelých 20 % solární energie. Důležité je jejich umístění a samozřejmě důležitá orientace ke světovým stranám (jih, jihozápad, jihovýchod) a plus sklon. Ten by měl být optimálně kolem 35 °, rozdíl +/−10 %.

Nejjednodušší využití solární energie – ohřev vody

Systémy pro využívání solární energie lze rozdělit na fotovoltaické a termické. První z nich používá fotovoltaické panely, které produkují elektřinu, která může třeba ohřívat vodu v bojleru nebo ji lze v domácnosti spotřebovat. Termický systém ve svých kolektorech přímo ohřívá vodu nebo pracovní kapalinu. Teplo z termického systému je možné použít k ohřevu vody v zásobníku nebo k vytápění.

Výhody a nevýhody technologií solárního ohřevu vody

Fotovoltaický ohřev vody – jednodušší instalace, jednodušší regulace a vyšší účinnost za jasného, ale mrazivého počasí. Nevýhoda – větší plocha FV panelů. Fotovoltaické panely jsou připevněny na střeše vašeho domu odlehčenou hliníkovou konstrukcí. Elektrickými kabely je vyrobený proud sveden do měniče (střídače). Vyrobená elektřina pokračuje z měniče – střídače do stávající elektroinstalace vašeho rodinného domu, odkud napájí elektrospotřebiče. Součástí elektrárny je inteligentní technologie, která přesměruje nespotřebovanou elektřinu do ohřevu teplé užitkové vody v bojleru nebo akumulační nádrže. Tak zajistí maximální využití vyrobené elektřiny v domě např. přes den, když jste v práci. Toto zařízení funguje automaticky bezdrátově a není nutno zapojovat další elektroinstalaci k bojleru. Pro tento typ zapojení je zapotřebí jednofázový bojler.

Termický ohřev vody představuje – menší plocha kolektorů, nízká cena jednodušších systémů a může vytápět dům. Nevýhoda – složitější instalace, vyšší cena kvalitních vakuových kolektorů a problémy s přebytky tepla v létě.

Domácí solární elektrárny

Slunce vám v domácnosti nemusí jen ohřívat vodu, ale také vyrábět elektřinu pro běžnou spotřebu. V takovém případě je nutné k fotovoltaickým panelům připojit rovněž střídač, který mění stejnosměrné napětí z panelů na střídavé. Malá solární elektrárna může být připojena k elektrické distribuční síti a dodávat do ní elektřinu. V současné době se to ale nevyplatí. V případě domácí hybridní solární elektrárny je dům sice připojen k elektrické distribuční síti, ale solární elektrárna je od ní galvanicky oddělena a všechna doma vyrobená elektřina se proto spotřebuje na místě. Pokud není dům vůbec připojen k elektrické distribuční soustavě a využívá jen elektřinu z fotovoltaických panelů, mluvíme o takzvané ostrovní solární elektrárně nebo o ostrovní instalaci.

Protože slunce nesvítí pořád a elektřinu nejvíce potřebujeme ráno či večer, musí domácí hybridní či ostrovní solární elektrárna obsahovat také akumulátory. Čím vyšší kapacita, tím lépe. Ideální je baterie s kapacitou několik kWh energie. Hybridní solární elektrárna se jeví jako velmi perspektivní technologie domácí výroby elektřiny. Nezatěžuje totiž elektrickou distribuční síť, nepotřebuje povolení úřadů a výrazně zvyšuje energetickou nezávislost domácnosti. Je ale třeba počítat s náklady na pořízení kvalitního střídače a akumulátorů.

Na českém trhu se objevila solární taška. Vzorový dům Gama naleznete na Brněnském výstavišti. Fotovoltaická taška Hanergy HanTile. Její výhoda je v tom, že již není nutné dávat na střechu klasickou tašku a na ni montovat fotovoltaické panely, ale přímo tašku, která vyrábí elektřinu. Nezanedbatelný je také její estetický efekt, na střeše vypadá jako běžná taška, je zatím k dostání v tmavých barvách (černá a šedá), představuje při rozměrech 71 x 50 centimetrů, tloušťce 4,1 milimetry a váze 10 kilogramů zatížení na metr čtvereční 34,5 kilogramu. To je o 9 kilogramů méně než u klasické betonové tašky a o 4 kilogramy méně než u tašky pálené. Výkon solární tašky je 105 Wp/m², propojení je jako u klasických panelů 2,5 milimetrovým solárním kabelem s konektorem MC4. Cena je pod 5 tisíc korun za m², životnost minimálně 40 let. Náklady na pořízení se po započtení hodnoty vyrobené elektřiny vrátí zhruba za 10 let. Vůbec prvním zákazníkem, který si nechal nainstalovat na svou střechu 180 těchto solárních tašek, byl Pavel Kuchař z Tábora, jenž kromě kvality produktu oceňuje i rychlost samotné montáže. „Trvala zhruba jeden den a střecha vypadá perfektně. Trošku vzhledem připomíná břidlicovou střechu, což vítám, protože dům, který rekonstruuji, je v historickém centru města a solární panely by zde určitě být nemohly“. Zde se můžete podívat na video z instalace tašek: https://www.youtube.com/watch?v=TCps1FWwTdQ

Na pořízení solárních termických a fotovoltaických systémů můžete získat dotaci. Sníte např. o wall boxu u bytového domu? Z programu NZÚ přispívají i na instalaci chytrých dobíjecích stanic pro osobní elektromobily v bytových domech. Žadatelé získají 45 000 korun při pořízení jedné dobíjecí stanice, v případě kombinace s fotovoltaickým systémem se příspěvek vyšplhá na 55 000 korun. Požádat o něj mohou vlastníci bytových domů po celé ČR. Na samotné fotovoltaické systémy je dotace pro bytové domy aktuálně 15 500 Kč na kWp. Více naleznete na stránkách Nová zelená úsporám.

A kdo může žádat o podporu?

Dříve mohli jen vlastníci bytových domů na území hl. m. Prahy, a to jak fyzické osoby, tak i právnické osoby. V připravovaném novém programu budou moc žádat všichni v ČR. O podporu na instalaci dobíjecích stanic pro elektromobily lze žádat pro bytové domy v rámci celé ČR. Z regionů mimo Prahu můžete dále žádat o dotaci z Integrovaného regionálního operačního programu (IROP) - více.

Kde potřebujeme dál využívat sluneční energii? Určitě v zemědělství! A vědci vyvinuli průhledné solární články. Elektřinu umí prý vyrábět už i okna.

Skleníky, pokryté poloprůhlednými solárními panely, mohou vyrábět elektřinu, aniž by tím jakkoli ovlivňovaly pěstované rostliny. V budoucnu by takový způsob pěstování mohl představovat cestu k energeticky neutrálním skleníkům. Ukázal to nový výzkum vědců ze State University v Severní Karolíně zveřejněný v žurnálu Cell Reports Physical Science. Vědci testovali novou technologii na skleníku, v němž pěstovali červený hlávkový salát. Díky filtrům použitým na solárních panelech měli tři různé testovací skupiny salátu. Jak v těchto skupinách, tak v kontrolní skupině, v níž nebyly použity žádné filtry, měly totožné podmínky (teplotu, koncentraci CO₂, množství vody a hnojiva). Podařilo se jim zjistit, že mezi vypěstovanými saláty nebyly v zásadě žádné rozdíly. Naopak se ukázalo, že solární panely pomáhaly regulovat teplotu skleníku.

Poloprůhledné organické solární panely jsou založeny na bázi perovskitu – materiálu, do něhož se v oblasti fotovoltaiky vkládají velké naděje. Kromě toho, že solární panel může být průhledný nebo poloprůhledný a dal by se tak v budoucnu používat v oknech budov, může být upraven i tak, že absorbuje různé vlnové délky. Právě tuto vlastnost využili vědci provádějící výzkum. Pomocí filtrů upravili solární panely tak, aby absorbovaly pouze ty vlnové délky, které rostliny nepotřebovaly k fotosyntéze. Pěstování zeleniny ve sklenících je energeticky náročné, vědci proto doufají, že by poloprůhledné organické solární panely mohly být cestou k energeticky neutrálním skleníkům. Solární panely na bázi perovskitu nejsou v současnosti tak efektivní jako klasické křemíkové panely. Vědci nicméně doufají, že v budoucnu tomu bude jinak. Zájem pěstitelů je obrovský.

Držme vědcům palce a věřme, že se tyto nové technologie budou stále lépe vyvíjet, pomáhat lidstvu, a že jejich uhlíková stopa bude co nejnižší.

Monika Haňurová
Ekologické centrum Kralupy n/Vltavou

Foto: pixabay.com

Zdroje:

https://www.eon.cz/radce/zelena-energie/solarni-energie/co-je-solarni-energie-a-jak-ji-doma-vyuzit/
https://cs.wikipedia.org/wiki/Slune%C4%8Dn%C3%AD_energie
http://www.enviweb.cz/rss/206098
https://www.youtube.com/watch?v=TCps1FWwTdQ
https://www.mzp.cz/cz/zpravodaj_mzp
https://www.novazelenausporam.cz/nabidka-dotaci/bytove-domy-zatepleni-zdroje/
https://www.kalkulator.cz/clanky/135/praha-planuje-tisice-dobijecich-mist-pro-elektromobily-a-dokonce-i-lode-kolik-nabijeni-bude-stat
https://ekolist.cz/cz/zpravodajstvi/zpravy/vedci-vyvinuli-pruhledne-solarni-clanky-elektrinu-budou-vyrabet-i-okna
https://ekolist.cz/cz/zpravodajstvi/zpravy/energetika-a-skleniky-polopruhledne-solarni-panely-mohou-vyrabet-elektrinu-aniz-by-ovlivnovaly-pestovane-rostliny
https://polar.cz/zpravy/pr/11000014116/na-cesky-trh-vstoupila-unikatni-fotovoltaicka-novinka--solarni-tasky-hanergy-hantile