Účely využitia slnečného tepla

Teplo získané zo slnečných kolektorov sa dá využiť rôznymi spôsobmi. Najväčšia časť nainštalovaných slnečných systémov slúži na prípravu ohriatej pitnej vody (OPV). Druhú, stále sa rozrastajúcu skupinu, tvoria solárne ohrevy bazénov. Stále väčší záujem je o podporu vykurovania, čo si však vyžaduje splnenie pomerne striktných tepelnotechnických požiadaviek. Nakoniec uvedieme do budúcna veľmi perspektívnu oblasť - priemyselné teplo a chladenie. Každá táto oblasť použitia má svoje špecifiká navrhovania a prevádzkovania. Pristavíme sa pri nich podrobnejšie.

Na celoročnú prípravu OPV sú v našich podmienkach najvhodnejšie kovové slnečné kolektory so selektívnou konverznou vrstvou na absorbéri a s nútenou cirkuláciou pomocou obehového čerpadla. Energetický zisk u takýchto zapojení predstavuje 400 ÷ 550 kWh/m² ročne a kolektormi možno ekonomicky zmysluplne pokryť 50 ÷ 70 % ročných energetických potrieb na tento účel. Pri väčších systémoch je potrebné v rámci projektovej prípravy vykonať energetickú bilanciu, na základe ktorej sa nadimenzuje veľkosť kolektorového poľa i ostatných súčastí systému. V prípade menších objektov pre prípravu OPV (rodinné domy) významnejší výrobcovia slnečných kolektorov ponúkajú ucelené zostavy s výkonovo a cenovo optimalizovanými komponentmi. Obvykle sa dimenzujú tak, že 1 až 1,5 m² kolektorovej plochy stačí na prípravu cca 50 l teplej vody. Veľkosť solárneho bojlera sa volí obyčajne na 1,5 až 2 - dňovú potrebu OPV. Pri hydraulických výpočtoch platí, že rýchlosť prúdenia kvapaliny v potrubiach by mala byť cca 0,5 m/s. Vo všeobecnosti sa dnes presadzujú tzv. "low-flow" systémy, keď sa prietok teplonosnej kvapaliny vypočíta z požiadavky 12 ÷ 15 l/m² . h.

Ohrev bazénov – vonkajších i vnútorných sa obvykle kombinuje s prípravou OPV a niekedy aj s podporou vykurovania. Bazény sú vďačným objektom pre solárny ohrev. Sú veľkým spotrebičom tepla na nízkej teplotnej úrovni, čo má veľmi priaznivý vplyv na účinnosť a celkový ročný energetický zisk kolektorov. Aj v tomto prípade platí, že korektné je navrhovanie veľkosti solárneho poľa na základe energetickej bilancie, ale pre orientačné navrhovanie takisto existujú z praxe vychádzajúce pravidlá.

• Pre vonkajší nekrytý bazén treba rátať s veľkosťou kolektorového poľa na úrovni 40 ÷ 60 % plochy bazéna.
  
  
• Pre interiérový bazén s celoročnou prevádzkou predstavuje plocha kolektorov 60 ÷ 80 % hladiny bazéna, prípadne i viac.
  
  
• Bazény pod transparentnými krytmi sú problematické z hľadiska dimenzovania solárneho ohrevu, pretože v letnom období sa prehrievajú aj bez kolektorov a treba ich ešte, naopak, chladiť.

Veľmi perspektívnou oblasťou využitia slnečných termických kolektorov je chladenie, pretože v období najväčšej intenzity slnečného žiarenia je treba aj najväčší chladiaci výkon. Doteraz boli tieto zariadenia známe predovšetkým z Ameriky, Austrálie či Izraela. Postupne prenikajú aj na európsky kontinent a už sa ponúkajú komerčné zariadenia s malými výkonmi pre potreby letného chladenia domov a iných objektov. V roku 2003 bolo dané do prevádzky najväčšie solárne chladiace zariadenie v juhoslovanskej Prištine.