Ako ohrievať teplú vodu – Kolektormi alebo fotovoltickými panelmi?

V súčasnosti sa stáva veľmi populárny spôsob ohrevu teplej úžitkovej vody fotovoltickými panelmi. Ale či je potrebné až tak podľahnúť trendom ktoré nám jednotlivý výrobcovia ponúkajú, a prevažne bez porovnania alebo dokonca ponižovania ostatných technológii.

Jedna aj druhá technológia ma svoje výhody aj nevýhody. Je potrebné sa dobre rozhodnúť.

Firma Ekoplus nezávislá energia s.r.o. predáva a montuje tepelné solárne systémy ako aj fotovoltické systémy. Máme bohaté skúsenosti ako s jednými tak aj druhými. Nižšie uvedený článok vznikol na základe množstva otázok našich klientov, poznatky opísané v článku sú výsledkom našich skúseností, pozorovania a meraní prevedených v našom laboratóriu ako aj z externých skúšobní. Hlavný cieľ tohoto článku je objektívna analýza danej témy z pohľadu firmy ktorá ma v tejto oblasti bohaté skúsenosti.

Pre porovnanie som zobral štandardný systém na ohrev TÚV pre 4-5 člennú rodinu s 300 litrovým solárnym zásobníkom TUV. Predpokladajme ze v dome je denná spotreba teplej vody na úrovni 200 litrov a teplote 45 stC

Teplo potrebné na ohrev TUV jeden den:

q=m.c.dT = 200×1,16×0,001×35= 8,82kWh

na jeden rok to je 365 x 8,82 kWh = 3219,3 kWh

kde:

m – – denná potreba TÚV

c – – merná tepelná kapacita vody c=1,16×10^-3kWh.kg^-1.k^-1

dT – – teplotný rozdiel medzi požadovanou teplotou TÚV a studenou vodou

Tepelný solárny systém so slnečnými kolektormi	Fotovoltický systém
Pre požadovaný výkon použijeme solárny systém s dvoma veľkoplošnými kolektormi a zásobníkom TUV 300 litrov	Pre požadovaný výkon použijeme fotovoltický systém s 10 ks PV modulmi a zásobníkom TUV 300 litrov
Výkon 2 ks kolektorov dT 30stC = 3 kW	Výkon 10 ks PV modulov (250Wp jeden) = 2,5 kW
Garantovaný ročný energetický zisk (podľa certifikátu solar keymark 550kWh/m2 na rok) je 2552 kWh Reálne podľa skúsenosti 2800 kWh	Podľa PVGIS je ročný energetický zisk 2570 kWh Reálne podľa skúsenosti 2350 kWh
Plocha na streche 5 m2	Plocha na streche 17 m2
Z vyššie uvedených výpočtov možeme usúdiť že solárny systém s dvoma veľkoplošnými kolektormi ma porovnateľný energetický zisk ako systém s 10 ks fotovoltickými panelmi. V obidvoch prípadoch sa jedná o priemerné ročné energetické zisky. Rozdiely vo vyššom výkone (resp. prebytky) počas leta sa prevažne spotrebujú na na vyššiu spotrebu TUV v letných mesiacoch. Účinnosť: je to parameter ktorý pojednáva o tom koľko energie získame z jednotky plochy. V lete sú jednoznačne lepšie termické kolektory majú niekoľko násobne vyššiu účinnosť. Naopak v zime je účinnosť termických kolektorov trochu nižšia hlavne keď chceme ohrievať vodu na vyššie teploty. Vyššia účinnosť fotovoltického systému nemôže vyvážiť energetické zisky už aj tak slabého zimného slnečného žiarenia. Preto je lepšie využívať slnko vtedy keď je ho dostatok a jednoducho v zime vykurovať niečím iným.
Cena systému na kľúč 3 000 euro	Cena systému na kľúč 4 800 euro
Prevádzkové náklady – výmena horčíkovej anódy raz za 2 roky (cca 40 Eur) – výmena nemrznúcej kvapaliny raz za 5 rokov (cca 100 eur)	Prevádzkové náklady – výmena horčíkovej anódy raz za 2 roky (cca 40 Eur)
Možnosť čerpať štátnu dotáciu vo výške 1500 eur (podľa podmienok v roku 2016)	Možnosť čerpať štátnu dotáciu vo výške 2 400 eur (podľa podmienok v roku 2016)
Výsledná cena po odrátaní dotácie
1 500 eur	2 400 eur
Z vyššie uvedeného vyplýva že fotovolticky systém je ešte stále podstatne drahší ako tepelný systém. Pri tepelnom systéme je treba ešte pripočítať náklady na servis na výmenu kvapaliny po 5 rokoch prevádzky. Na druhej strane treba aj pripomenúť o degradácii fotovoltických panelov a to konkrétne funkčnej vrstvy a laminátovej fólie čo ma za následok znižovaní výkonu počas prevádzky. Degradácia slnečných kolektorov je zanedbateľná.

Záver:

Ak by bol fotovoltický systém lacnejší ako je tepelný vtedy by sa dalo povedať že je ho účelné využívať na ohrev TUV. Z pohľadu na energetickú efektívnosť je trochu nemorálne používať najvyššiu formu energie (akou je elektrická) na priamy ohrev TUV. V súčasnosti na ohrev TUV existuje množstvo iných dostupných technológii z obnoviteľných zdrojov. Hoci dotačný program v silnej miere viac podporuje fotovoltické systémy (1200 eur/kW a pri slnečných kolektoroch je to len 500 eur/kW) stále je otázne či ohrev TUV fotovoltikou je správny smer rozvoja alternatívnej energetiky.

Veľmi zaujímavým riešením ostáva ohrev TUV v kombinácii v zásobníku s tepelným čerpadlom a fotovoltickými panelmi.

Väčšina takýchto TC ma príkon približne 500W – 1000W niektoré majú dokonca priamy vstup 12-40V čo by znižovalo investičné náklady na menič.

Merania, skúsenosti, a cenové porovnania s takýmto kombinovaným systémom už onedlho v ďalšom článku.