Solárna energia v bytových domoch

Za posledné dve desaťročia sa energetická situácia na Slovensku výrazne zmenila. Ceny palív a energie narástli a stali sa výraznou položkou rodinného rozpočtu. Plytvanie teplom a teplou vodou sa skončilo, čo je názorne vidieť z meraní. Kým pred 15 až 20 rokmi bola spotreba vody bežne na úrovni 80 až 100 litrov na osobu a deň, dnes nie sú výnimkou domy a byty s hodnotou pod 40 litrov. V praxi sa dokonca stretávame aj s hodnotami pod 30 litrov. Znižovanie spotreby je však iba jednou, zvyčajne tou najjednoduchšou a najlacnejšou cestou. Druhou je využívanie alternatívnych zdrojov energie.

Keďže alternatívne zdroje energie sú širokým pojmom, v článku sa zameriame len na obnoviteľné zdroje energie, konkrétne na slnečnú energiu. Ostatné obnoviteľné zdroje, ako vietor, biomasa či voda, majú takisto svoj pôvod v slnečnom žiarení a sú vlastne pretransformovanou slnečnou energiou. Okrem svojich predností a relatívneho dostatku má slnečné žiarenie aj isté nevýhody. Na získanie slnečnej energie a jej premenu sú totiž potrebné viac alebo menej sofistikované zariadenia.

V súčasnosti je technologicky najviac prepracovaná premena slnečného žiarenia na teplo a deje sa v slnečných termických kolektoroch. Aj v našich podmienkach sa už stali pevnou súčasťou všeobecného povedomia. Máme síce značné rezervy v porovnaní napríklad s Rakúskom, Nemeckom, stredomorskými či škandinávskymi krajinami, ale medziročný nárast počtu inštalácií je evidentný. V niektorých krajinách sú slnečné kolektory dokonca povinnou súčasťou stavby, bez ktorej stavebník nedostane stavebné povolenie – prvým štátom bol Izrael, neskôr Španielsko, Portugalsko a od budúceho roka k nim bude patriť aj Nemecko.

Ekonomická a energetická návratnosť
Uvedené fakty svedčia o tom, že aktívne využívanie slnečnej energie je zmysluplné a pre majiteľa rentabilné. Čo sa týka ekonomickej návratnosti, môže  závisieť od cenovej úrovne v jednotlivých krajinách a prípadnej dotačnej politiky štátu a býva na úrovni 4 až 6 rokov, resp. menej. Ak hovoríme o tzv. energetickej návratnosti, tá býva v prípade kvalitných kovových kolektorov v rozsahu 18 až 24 mesiacov. To znamená, že za tento čas solárny systém vyrobí toľko energie, koľko sa spotrebovalo na výrobu jednotlivých komponentov, ich dopravu a montáž.

 Ako postupovať
Globálne východiskové predpoklady sú teda priaznivé, prenesme sa teraz do našich podmienok. Ako by mal záujemca o slnečné kolektory postupovať? V prvom rade si treba ozrejmiť, čo od kolektorov očakáva. Vo všeobecnosti sa dá povedať, že sa najčastejšie inštalujú na ohrev teplej vody, druhou veľkou skupinou sú ohrevy vody v bazénoch a za určitých podmienok aj podpora vykurovania.

V prípade bytových domov ide takmer výlučne o prvý účel. Nasleduje zber vstupných údajov o spotrebe a režime odberu teplej vody. Pre optimálne navrhnutie solárneho systému na ohrev teplej vody nie je dôležitá iba celková denná spotreba, ale aj rozvrhnutie odberu počas dňa. V etape prípravy odporúčame predbežne vytipovať miesta vhodné na inštaláciu samotných kolektorov a ostatných zariadení. Potom sa treba obrátiť na projektanta alebo dodávateľa solárnych zariadení. Ten zhodnotí situáciu a po vzájomnej konzultácii navrhne vhodné riešenie solárneho systému.

Oplatí sa využívať slnečné kolektory?
Optimálne navrhnuté a správne zmontované solárne zariadenie pokryje polovicu až dve tretiny energetických potrieb na prípravu teplej vody. Samozrejme, hneď vyvstane otázka, či sa to v našich podmienkach oplatí. Odpoveď na túto otázku si vyžaduje hlbšie posúdenie. Nestačí totiž len porovnávať kolektormi získanú energiu s dnešnou cenou zemného plynu, uhlia, elektriny či iných energonosičov. Pri hodnotení treba brať do úvahy aj ďalšie faktory – náklady na obsluhu a údržbu zariadení, ich životnosť a neustály rast cien fosílnych palív.

Na druhej strane je energetický zisk zo solárneho systému. Kvalitný kovový kolektor s plochou asi 2 m² môže ročne v našich podmienkach vyrobiť 800 až 1 100 kWh tepla. Vo všeobecnosti možno povedať, že pri takomto komplexnom prístupe sa dá v prípade nahradenia zemného plynu slnečnou energiou očakávať návratnosť vložených prostriedkov na úrovni 8 až 10 rokov. Výrazne lepšia situácia je v porovnaní s kvapalným plynom. S drevným odpadom však kolektory súťažiť nemôžu. Toto sú výsledky bez akejkoľvek podpory zo strany štátu. Slovenská vláda síce prijala v apríli 2007 uznesenie o podpore inštalácií slnečných kolektorov a kotlov na biomasu, ale do dnešného dňa sa toto uznesenie v praxi nezrealizovalo.

V prospech inštalácií slnečných kolektorov na bytových domoch svedčí aj ďalší fakt. V porovnaní s rodinnými domami je na jednom mieste skoncentrovaný podstatne väčší odber teplej vody. A čím je solárne zariadenie väčšie, tým je relatívne lacnejšie. Ako príklad uvedieme 4- až 5-člennú rodinu, ktorá v rodinnom dome zaplatí za dodávku a montáž zariadenia na kľúč približne 120 tisíc korún, ale taká istá rodina bývajúca v bytovom dome by mala náklady 65 až 75 tisíc korún. Okrem toho odpadnú ďalšie prevádzkové náklady, pretože kolektory pracujú bezobslužne a priemerné ročné prevádzkové náklady predstavujú obvykle menej ako 0,5 % z ceny investície.

Ako a z čoho vyberať
Prejdime teraz k niektorým konkrétnym technickým aspektom. V 90. rokoch minulého storočia sa u nás ponúkali predovšetkým výrobky slovenského výrobcu. Dnes je ponuka podstatne pestrejšia. „Solárne spoločnosti“ sa stali obchodne zaujímavými a na súčasnom trhu je viac ako dvadsať dodávateľov. Trh má však klasické klady aj zápory. Okrem kvalitných kolektorov sa ponúkajú aj druhotriedne výrobky, ktorých dodávatelia nemajú o solárnej technike dostatočný prehľad.

Vhodnosť ponuky si záujemca môže preveriť na základe rozličných kritérií. Ako v ostatných oblastiach života, aj tu platí, že najlacnejšia ponuka nemusí byť najvýhodnejšia a značka ešte nemusí garantovať kvalitu a úžitkové vlastnosti. V solárnej technike dnes dominuje Čína, kde sa vyrábajú kvalitné kolektory, ale aj také, ktoré nezodpovedajú základným európskym požiadavkám a podmienkam.

Mnohí svetoznámi výrobcovia si kolektory dávajú vyrobiť v Číne a predávajú ich pod svojou značkou. Je to obvyklá obchodná prax. Ide však najmä o rúrové vákuové kolektory, ktoré v podmienkach strednej a severnej Európy nie sú ideálnym riešením z dôvodu výskytu snehu a ľadu. Na doplnenie možno uviesť, že podľa európskych štatistík predstavujú v našich podmienkach viac ako 90 % ploché kolektory. Tie sú preverené desaťročiami v miliónoch inštalácií a vykazujú najlepší pomer medzi cenou a úžitkovými vlastnosťami.

Umiestnenie a inštalácia solárneho systému
Nainštalované solárne zariadenie nesmie byť pre užívateľa nočnou morou, na ktorú treba neustále myslieť a dohliadať na ňu. Naopak, musí pracovať automaticky, bezobslužne. V dnešnej tvrdej konkurencii si seriózny dodávateľ nemôže nič iné dovoliť. Regulačná technika sa postará o normálny chod, digitálne regulátory môžu spolupracovať s inými prvkami automatiky, byť napojené na počítač, internet, dá sa s nimi komunikovať prostredníctvom mobilného telefónu, atď.

Ako komplikácia sa niekedy javí umiestnenie kolektorov a ich spoľahlivé ukotvenie proti účinkom vetra. Na bytových domoch sú k dispozícii zvyčajne dve možnosti – strecha a fasáda. Obe si vyžadujú dôsledné posúdenie všetkých aspektov a vo väčšine prípadov aj prítomnosť statika a špecialistu na strechy. Ak ide o šikmú strechu, riešenie je relatívne jednoduché. Zložitejšia je situácia na rovných strechách. Predovšetkým mäkké krytiny sú neustálym zdrojom mrzutostí a vyžadujú si časté opravy. Nainštalované kolektory musia takéto opravy umožniť, v opačnom prípade existuje radikálne riešenie – výmena krytiny za takú, ktorá vydrží aspoň 30 rokov. To je dĺžka životnosti, ktorú v praxi vykazujú kvalitné kovové slnečné kolektory.

Ďalšou otázkou, ktorú treba uspokojivo vyriešiť, je miesto pre solárne zásobníky. Tie sú totiž nevyhnutnou súčasťou solárneho systému a zabezpečujú preklenutie časového nesúladu medzi získavaním energie z kolektorov a obdobím, keď sa teplá voda zužitkúva. Obvykle ide o nemalé objemy a v interiéri obytnej budovy treba pre ne nájsť vhodné miesto.

Pri aktívnom využívaní slnečnej energie sme sa donedávna stretávali s dvoma extrémnymi názormi. Na jednej strane vyzdvihovanie ako všeliek na energetické problémy ľudstva a na druhej strane zavrhovanie. Pravda je niekde uprostred a je potešiteľné, že takýto zdravý realistický pohľad začína medzi odbornou verejnosťou prevládať.

Slnečné kolektory môžu výrazne zredukovať náklady na energiu, no v bytovo-komunálnej sfére si takmer vždy vyžadujú doplnkový zdroj energie. To ale nepredstavuje problém, pretože prakticky v každom dome takýto zdroj existuje. Samozrejme, technicky by bolo možné prejsť úplne na slnečnú energiu, ekonomická zmysluplnosť tohto riešenia by však bola v absolútnej väčšine prípadov diskutabilná.

Ing. Ján Tomčiak
Foto: THERMO|SOLAR Žiar, s. r. o.

Autor je technickým konzultantom v spoločnosti THERMO|SOLAR Žiar, s. r. o.

Článok bol uverejnený v magazíne Správa budov 3/2008.