Specifika čínských solárních kolektorů

Verejnosť vníma Čínu ako výrobcu najrozličnejších spotrebných tovarov. Značná časť výrobkov predávaných v našich obchodných sieťach má označenie "Made in China". Málokto však vie, že táto krajina je tiež solárnou veľmocou. Týka sa to ako objemu výroby tak i počtu nainštalovaných slnečných kolektorov. Pre názornosť uvedieme, že viac ako 3/4 celosvetovo vyrobených a namontovaných slnečných kolektorov je práve v Číne. Iba v jedinom roku 2004 sa tam nainštalovalo 13 mil. m² kolektorov, zatiaľ čo na najväčšom európskom solárnom trhu - v Nemecku - to bolo menej ako 1 mil. m². Existujú tam stovky väčších i stredných výrobcov, ktorí vcelku priprodzene hľadajú odbitištia pre svoje výrobky i v Európe. Aj na Slovensku sa už v posledných 2-3 rokoch objavujú tieto ponuky, ktoré lákajú predovšetkým nízkou cenou. Nízka cena v tomto prípade nemusí byť synonymom nekvality, ale čínske kolektory majú svoje špecifiká, ktoré im zatiaľ neumožňujú výraznejšie sa uplatniť na európskych trhoch. Zhrnieme informácie z internetových zdrojov, hodnotení v odborných periodikách i vlastných meraní s cieľom poskytnúť záujemcom o solárnu techniku čo najúplnejšiu predstavu o týchto výrobkoch. Základnou špecifickou vlastnosťou čínskeho trehu je absolútna prevaha rúrových vákuových kolektorov. Tie tam tvoria viac ako 90% inštalácií a zvyšok sú ploché kolektory. Ročne vyrobia okolo 120 mil. kusov rúr. Pre porovnanie v Európe je to presne naopak. Číňania vyrábajú dva základné typy rúrových vákuových kolektorov. Prevažujú tzv. vákuové rúry (Dewarove nádoby). Sú to vlastne dlhé termosky zo špeciálneho skla, dve koaxiálne rúry, medzi ktorými je vákuum. Slnečná energia sa premieňa na teplo na vákuovo naparovanej absorbčnej vrstve hrúbky niekoľko mikrónov na povrchu vnútornej rúry. Podstatný menší podiel majú "heat-pipe" typy. V tomto prípade sa vovnútri jednej vyvákuovanej trubice nachádza pásik absorbéra s kovovou trubkou, ktorá vyúsťuje do zberného kolektora s cirkulújúcim teplonosným médiom. Bližší popis princípu činnosti a konkrétnych konštrukčných riešení by si vyžadoval samostatný príspevok.

Vákuové rúry sú v prevažnej väčšine riešení priamo, bez akéhokoľvek výmenníka, spojené s beztlakovým zásobníkom vody. Prednosťou tohto riešenia je jednoduchosť a vysoká účinnosť premeny slnečného žiarenia na teplo. Vyvstávajú však závažné problémy, ktorých riešenie si v našich klimatických podmienkach vyžaduje neúmerné investície.

Prvým problémom je ochrana proti mrazu. Keďže sa jedná výlučne o gravitačné systémy, je zásobník umiestnený nad rúrami a nachádza sa vo vonkajšom prostredí. Vo vákuových rúrach a v samotnom beztlakovom zásobníku síce voda môže odolať mrazu až do -15 ÷ -20°C, ale kritickým miestom je prívod studenej vody doň spolu s plavákovým uzatváracím ventilom a výstup teplej vody. Žiadna tepelná izolácia nemôže zabrániť premrznutiu, proces môže iba spomaliť. Je teda potrebné zabezpečiť ochranu technickými spôsobmi. Dá sa to riešiť buď ohrevom elektrickými vykurovacími káblami alebo cirkuláciou časti vody zo zásobníka týmito potrubiami. Obidve riešenia si však vyžadujú garantované napájanie elektrickým prúdom najmä v nočnej dobe v zimných mesiacoch. Stačí totiž hodinový výpadok počas mrazivej zimnej noci a havária je istá. Okrem elektrického vyhrievacieho kábla s reguláciou alebo cirkulačného čerpadla je teda potrebné mať aj záložný zdroj elektrickej energie, napr. UPS. Výška nákladov na takéto bezpečnostné opatrenia sa blíži cene celého samotiažneho solárneho systému. Okrem nemalých investičných nákladov si ochrana proti zamrznutiu vyžaduje aj neustálu spotrebu energie, a tak sa môže stať, že v zimných mesiacoch bude spotreba elektrickej energie väčšia ako tepelný zisk kolektorov... Všetky tieto komplikácie vznikajú v systémoch na celoročné používanie. Nie sú aktuálne pri sezónnom využívaní v letnom polroku. Také inštalácie sa však v našich podmienkach vyskytujú v mizivom počte. Aktuálne sú hlavne v prímorských letoviskách v Stredomorí.

Druhým závažným problémom je to, že sa jedná o otvorené systémy. To znamená, že do kohútikov tečie voda samospádom z vyššie položeného zásobníka, ktorý musí byť umiestnený nad najvyšším spotrebičom teplej vody. Naviac otvorené gravitačné solárne systémy môžu predstavovať aj zvýšené hygienické nebezpečenstvo. Takto pripravená teplá voda nezodpovedá podľa európskych štandardov parametrom ohriatej pitnej vody ale iba teplej úžitkovej vody. Ďalším kritickým miestom tu môže byť kvalita a životnosť tesnení pri zaústení vákuových rúr do zásobníka. Všetkým uvedeným komplikáciam sa dá vyhnúť použitím kolektorov typu heat-pipe. Tie už však majú výrazne vyššiu cenu- porovnateľnú s ponukami európskych výrobcov - a ich účinnosť premeny je v porovnaní s prvou skupinou nižšia.

Súhrnne možno povedať, že Dewarove vákuové rúry s beztlakovým gravitačne zapojeným zásobníkom sú ideálnym riešením pre letný ohrev vody alebo pre nenáročných spotrebiteľov. To je základom čínskej filozofie. Akékoľvek snahy o úpravy podľa európskych zvyklostí a požiadaviek na komfort majú za následok výrazné zvýšenie ceny a zhoršenie prevádzkových parametrov. Tieto pragmatické riešenia sú jednoducho ideálne v takom stave, ako ich používajú v Ríši stredu.

Na záver treba záujemcov a takéto kolektory upozorniť ešte na tri momenty. Prvým je, že predaj takýchto kolektory zväčša ponúkajú firmy, ktoré k nim pristupujú ako k akémukoľvek inému obchodnému artiklu. Majú malé alebo žiadne odborné vedomosti o solárnej technike, neponúkajú kompletný zákaznícky servis, problematické sú záruky. Ďalej si treba zvážiť, či investovať do zariadenia, ktoré nemá certifikáty z akreditovaných európskych skúšobní. A v neposlednom rade za zváženie stojí, či nízka cena zariadenia vyváži krátku záručnú dobu -> 2 - 5 rokov. Všetci významní európski výrobcovia poskytujú dnes záruku minimálne na úrovni 10 rokov.