Přidat EnviWeb k oblíbeným odkazům
RSS kanályMobilní verze EnviWeb.cz

Fotovoltaické vytápění a chlazení

20.06.2007  |  188× přečteno      vytisknout článek

Problémy vytápění domů na evropském kontinentu můžeme označit za tak staré, jako je lidské osídlení.

Dnešní vývoj směřuje k nízkoenergetickým domům (NED) které mají minimalizované tepelné ztráty, nucené větrání a vytápění a využívají tepelné zisky z činnosti jeho obyvatel.  Tím už je můžeme přitápět nebo plně vytápět jakoukoliv vhodnou energií ze svého okolí. Globální oteplování nevylučuje tuhé zimy, ale bude vyvolávat suché a nadprůměrně teplé letní měsíce. Které systémy mohou pomoci v zimě a současně v létě?

Zkušenosti už existují
U NED s teplovzdušným vytápěním a větráním se ukazuje již výhodné nepřivádět do domu elektrickou energii a plyn společně. Elektrické připojení se musí provést vždy a když je potřeba tepla na vytápění a přípravu TV malá, proč nevyužít pouze této energie? Plynová přípojka s další technologií (kotel, komín) jen zvyšuje pořizovací náklady. Aby se ještě ušetřila jediná placená elektrická energie, využívá se celoročně sluneční energie (fototermální přeměna) a zemní výměník tepla. U této koncepce se už dostáváme na hodnotu měrné roční spotřeby energie na vytápění na15 kWh/m2.rok, tedy do kategorie energeticky pasivních domů (EPD).

Další možnosti?
Jak postupovat v případě, když uživatel teplovzdušné vytápění odmítne, chce být závislý jen na elektrické energii a uvažuje o využití sluneční energie? Zde se už dostáváme do střetu zájmů:
- kdo má dostatek finančních prostředků, může si celou jižní střechu pokrýt fotovoltaickými panely (FVP) a elektrickou energii prodávat do veřejné sítě za 13,46 Kč/kWh. Realizuje podnikatelský záměr. Dům může vlastně vytápět čímkoliv a jakoukoliv soustavou. Pokud to bude elektrické vytápění, za energii platí sníženou sazbu.
- kdo má prostředky nebo jen vhodnou střechu na pořízení několika FVP, vyrobená vlastní elektrická energie mu šetří nakupovanou elektrickou energii. S efektivním využitím této energie už to je horší.

Vlastnosti FVP
Fotovoltaické panely vyrábějí jen stejnosměrný proud 12 nebo 24 V. Varianty řešení jsou:
- využít stejnosměrný proud pouze na výrobu tepla (maření výkonu panelů)
- s pomocí regulátoru nabíjet akumulátor 12 nebo 24 V a používat stejné stejnosměrné spotřebiče a žárovky (vlastní rozvod po domě)
- s pomocí akumulátoru a napěťového střídače napájet běžné síťové spotřebiče 230 V/50 Hz (běžný rozvod po domě)
Varianty jsou finančně různě náročné a složité.

Vlastnosti slunečního záření
V Alternativní energii o něm píšeme už deset let, tak jen stručně:
- nestabilní zdroj s proměnlivým výkonem během dne i roku
- se vzrůstající cenou elektrické energie a neobnovitelných paliv získává na významu
- při vhodném využití v domě výrazně snižuje roční náklady (u teplé vody cca 2/3, u vytápění cca 1/3)

Elektrické vytápění
Rodinné domy, které se vytápějí jen elektrickou energií (míněny podlahové kabely) existují a z různých důvodů se budou stavět dále. Jestli elektrická energie pochází z fosilních zdrojů, tím se zabývat nebudeme. Pokusme se však formulovat podmínky, jak pomoci snížit energetickou náročnost i těchto domů pomocí fotovoltaických panelů.
Kabelové topné systémy se vyrábějí buď pro střídavý nebo stejnosměrný proud. Určitě by se vyplatila kombinace topných kabelů pro střídavý i stejnosměrný proud, tedy nikoliv jediný okruh, ale dva nezávislé okruhy v jedné rohoži.

Výhody řešení
Kombinované kabelové topné systémy by se instalovaly v severních, od Slunce stíněných místnostech nebo koupelnách. Za běžného provozu s oblačným počasím by byly vytápěny elektrickým proudem z veřejné sítě. Až si investor později nebo hned při stavbě pořídí fotovoltaické panely, provede se kabelové propojení střechy s vybranými místnostmi kabely pro stejnosměrný proud (lze provést již se stavbou objektu), může s jejich pomocí temperovat nebo podle dostatečné plochy FVP tyto místnosti ve slunečných dnech i vytápět a tím šetřit za neodebranou energii ze sítě. Jižní místnosti jsou sluneční energií okny prohřívány a byly by v nich použity jen kabelové topné systémy 230 V/50 Hz.
Při slunečném počasí od podzimu do jara by se severní místnosti vytápěly klasicky energií ze sítě. Se vzrůstem teploty místností provozem kabelů ohřívaných FVP by termostat přívod ze sítě odpojil. S proměnlivou oblačností by se tento cyklus denně několikrát opakoval. Letní využití FVP viz dále.

Množství uspořené energie
Množství můžeme odvodit z fototermální přeměny slunečního záření. Ta má proti fotovoltaické přeměně asi 5 x vyšší účinnost. To znamená, že z jednotky plochy FVP uspoříme ročně na vytápění severních místností 20 % z 1/3 tj. 6,6 %. Abychom uspořili právě 1/3, musela by být plocha FVP proti slunečním kolektorům 5 x větší.
Popsaná koncepce nahrává u větších domů s více severními místnostmi spíše úplnému pokrytí střechy FVP. Problémem potom je, že je výhodnější toto větší množství elektrické energie prodávat za vysokou cenu do veřejné sítě. Kdo by chtěl vytápět jen jedinou místnost tímto výpomocným způsobem, plocha FVP a realizační náklady by mohly být pro některé investory přijatelné.

Co s energií v létě?
Jak již bylo uvedeno, zvyšující se počet letních tropických dnů může být důvodem pořízení elektrického chlazení (klimatizace). Ta by byla poháněna zdarma pomocí instalace napěťového střídače fotovoltaickými panely. Její výkon by byl poplatný velikosti slunečního záření. V noci by bylo vše bez energie a tím i bez nebezpečí poruch. Kdo by měl větší přebytky proudu, mohl by je během dne akumulovat do akumulátoru a během následující noci osvětlovat schodiště, předsíň, zahradu, bezpečnostní zařízení (ochrana objektu by byla nezávislá na výpadku z veřejné sítě). Na tomto vlastním proudu, při výpadku veřejné sítě, by nakonec byla nezávislá i denní klimatizace.

Závěr
Navržená koncepce se může jevit jako finančně náročná, ale se vzrůstající cenou elektrické energie, zvyšující se účinností FVP, snižující se jejich cenou a globálním oteplováním jako smysluplná. Proč ji v malém měřítku nevyzkoušet již dnes a připravit se na budoucnost včas? Určitě je nutný další technický a ekonomický rozbor, výběr vhodného objektu, projekt od specialisty atd., ale je popsána další z více cest snižování oxidu uhličitého v atmosféře, zvyšování využití OZE a alespoň udržení, když už ne zlepšení, stávajícího stavu životního prostředí.
Pro vytvoření okamžitého názoru čtenářů současně otiskujeme technické stanovisko výrobce kabelových otopných systémů.

Martin Smital
Technický ředitel Fenix Group a.s.
                               
Jako technický zástupce českého výrobce elektrických topných systémů mohu věty z článku Fotovoltaické vytápění a chlazení Ing. Jaroslava Peterky, CSc. potvrdit, jelikož využití takto získané elektrické energie pro elektrické vytápění je velmi jednoduše a levně aplikovatelné v kombinaci s hlavním a stabilním zdrojem tepla.

Výhody
Hlavní výhodou systému s využitím Topného kabelového okruhu TKO nebo topné folie TF může být úspora v pořizovacích nákladech akumulačních článků-baterií nebo měniče z malého stejnosměrného napětí na 230 V střídavých, které musíme u většiny spotřebičů použít. Je potřeba vyvrátit některé mylné představy lidí, že vyrobenou elektrickou energii pomocí měniče připojí do zásuvkového obvodu, kde se smíchá s elektrickou energií dodávanou z rozvodných sítí. TKO a TF mají velkou výhodu, že dodanou elektrickou energii beze zbytku přemění na teplo při přímém napojení na fotovoltaický článek.

Použití
Jak již bylo řečeno, fotovoltaický zdroj elektrické energie je nestabilní a proto potřebujeme v objektu instalovat standardní zdroj vytápění, tedy napájený elektrickou energií nakoupenou z rozvodných sítí. V místnosti tedy budeme mít dva TKO  v podlaze. TKO  na napětí 230 V a termostat s kombinací podlahové a prostorové sondy, vedle tohoto kabelu nainstalujeme TKO na napětí 12 V nebo 24 V o plošném příkonu max. 60 W/m² ( při tomto příkonu nepřesáhneme hygienickou hranici teploty povrchu podlahy 27 °C) . TKO napájený z rozvodných sítí a zapojený přes termostat topí, nebo lépe řečeno přitápí, jen v okamžiku, kdy solární článek není schopen pokrýt celkovou potřebu tepla v místnosti. Uložením topného článku napájeného fotovoltaickým zdrojem do betonu v hloubce cca 40 mm od povrchu můžeme dosáhnout, že teplo vyrobené přes den se nám k povrchu podlahy dostává později. Toto uložení je vhodné v kombinaci s uložením TKO napájeného z rozvodných sítí přímo pod dlažbu nebo TF uložené přímo pod dřevěnou nebo laminátovou plovoucí podlahu.
Je nutno podotknout, že oba TKO nebo TKO s TF se nesmějí křížit ani dotýkat navzájem.
 
Technické možnosti
Topné kabelové okruhy TKO  ECOFLOOR samostatné ve smotcích s přívodním kabelem nebo nalepené, popřípadě našité na skelnou tkaninu, tzv. podlahové topné rohože, jsme schopni v současné době vyrábět pro napětí 12 V v příkonech 4,5 – 200 W a pro napětí 24 V v příkonech 9 – 400 W. TKO pro tato napětí vyrábíme, avšak zatím jen jako atypické zakázky přesně na míru pro účely bezpečného vyhřívání sprchových koutů, pro účely chovatelů drobného zvířectva i chovu skotu, kdy zákazníky požadované příkony se zatím pohybují od 20 do 100 W. Při větším zájmu o tyto výrobky jsme schopni pružně vytvořit novou výrobní řadu s pevně stanovenými parametry i cenou, která může mít i vyšší příkony, než je 200 nebo 400 W. V případě okamžitého zájmu o vyšší příkon jsme schopni nabídnout řešení několika TKO umístěných vedle sebe s paralelním zapojením. Topné folie TP ECOFILM je možno vyrábět v obdobných parametrech jako TKO, avšak zatím standardně vyrábíme jen folie pro napětí 48, 110 a 230 V.

Závěr
Jelikož v aplikacích fotovoltaických článků u NED a PD vidíme budoucnost, jsme nakloněni všem projektům, které se v této oblasti budou řešit a realizovat a rádi bychom našli uživatele fotovoltaických článků, který by naše zdarma poskytnuté TKO instaloval ve svém objektu, jako naši referenční aplikaci.


Ing. Jaroslav Peterka, CSc.

Zdroj: Alternativní energie - www.alen.cz

 


Související články


Poslední diskuse k článku - 1 příspěvků celkem

přidej nový příspěvek
Re: spatna ucinnnost
sluneční články mají i vyšší účinnost, viz
http://www.czrea.org/index.php?CLANEK=135
vloženo: 21.06.2007 17:10     vložil: Jan Reagovat 
zobrazit všechny příspěvky

EnviWeb s.r.o. neručí a nenese zodpovědnost za obsah diskusních příspěvků, diskuse nemoderuje ani nerediguje. Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich autorů. EnviWeb s.r.o. si vyhrazuje právo odstraňovat diskusní příspěvky, a to zejména takové, které odporují dobrým mravům, porušují platné zákony ČR, poškozují dobré jméno serveru nebo obsahují neplacenou reklamu. Diskuse NEJSOU určeny pro dotazy na autory článků nebo redaktory EnviWebu.



Search
Partneři
Ekologický oskar
ZmapujTo.cz
Fandíme EnviWebu
Výrobky a služby pro životní prostředí
Výrobky a služby pro životní prostředí
Partnerské časopisy
<< Předchozí Následující >>



Doporučujeme: Ekologove.cz - ekologie v každodenní praxi, EnviMarket.cz - nabídka výrobků a služeb, ZmapujTo.cz - hlášení podnětů od občanů, Nazeleno.cz - úspory energie, Inspirace v bydlení, Cena elektřiny, Dřevěné brikety, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo


Enviweb s.r.o. využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti,a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
Copyright (2008) The Associated Press (AP) - všechna práva vyhrazena. Materiály agentury AP nesmí být dále publikovány, vysílány, přepisovány nebo redistribuovány.
Toplist