Hledání obnovitelných environmentálních zdrojů energie a podpora jejich využívání je v současné době jedním z předních politických témat jak orgánů EU, tak i státních orgánů České republiky. Dochází k postupné harmonizaci českých zákonů s právem EU, v daném případě se Směrnicí Evropského parlamentu a Rady 2001/77/ES o podpoře elektrické energie z obnovitelných zdrojů a spolu s tím se rozvíjí i příslušná státní dotační politika. Jedním z obnovitelných zdrojů energie je rovněž sluneční energie, pro jejíž praktické využití se dnes používá několik rozdílných technologií.
Fotovoltaické systémy na plochých střechách
Oba typy fotovoltaických zařízení se instalují na volných nestíněných plochách, ideálně se pak k tomuto účelu samozřejmě nabízejí ploché střechy. Střešní plocha, na niž má být instalován fotovoltaický systém, by měla mít sklon min. 3° aby byl bezpečně zajištěn odvod srážkové vody a zabráněno tvorbě kaluží. Instalování fotovoltaického systému na ploché střeše nevyžaduje její žádnou dodatečnou ochranu proti účinkům blesku. Statistická měření neprokázala žádné zvýšení četnosti úderů blesků na plochách s tímto systémem. Vodiče bleskosvodů by měly být vedeny ve vzdálenosti min.
Krystalické křemíkové systémy (PV-c-Si-systémy)
Fotovoltaická zařízení na bázi krystalického křemíku (PV-c-Si-systémy) tvoří rozměrné deskové moduly na pevných podpěrných konstrukcích. Základem těchto zařízení jsou články s vrstvou krystalického křemíku krytou skleněnou deskou. Podpěrné konstrukce krystalických systémů jsou na střešní ploše stabilizovány buďto masivními betonovými podstavci nebo vanami naplněnými obvykle kamenivem, nebo jsou kotveny stojkami (podpěrami) přímo do nosné konstrukce střechy. Předností krystalických systémů je jejich relativně vysoká jmenovitá účinnost v Wp („Watt-peak-power“) na úrovni 12-14% při přímém intenzívním ozáření.
Amorfní křemíkové systémy (PV-a-Si-systémy)
Buňky a-Si-systémů, které jsou rovněž zde základní produkční jednotkou, jsou na rozdíl od c-Si-technologie pružné, ohebné a podstatně lehčí. Nová technologie, tzv. Triple-Junction, v konstrukci PV-a-Si-článků typu UNI-SOLAR umožňuje oproti PV-c-Si-systémům využití širšího oboru spektra slunečního záření. Jádro článků o rozměru 240 x 340 mm tvoří tři buňky amorfního křemíku vakuově nanesené ve třech vrstvách nad sebou na podkladní vrstvu z ušlechtilé oceli. Každá z buněk absorbuje jinou vlnovou délku spektra slunečního záření.
PV-a-Si-systémy tak mohou oproti PV-c-Si-systémům využívat vedle červené i modrou a zelenožlutou oblast spektra a zůstávají funkční i při difúzním světle a zatažené obloze. Z dlouhodobého měření vychází pro klimatickou oblast střední Evropy s danou průměrnou oblačností celková vyšší výsledná účinnost amorfních systémů o 15-35% vyšší než u krystalických systémů. Konkrétní srovnávací měření provedené technickou univerzitou v Koblenzi. Spodní „-“ pól článků tvoří základní fólie z ušlechtilé oceli, na kterou jsou vrstvy křemíku nanášeny, horní „+“ pól je vytvořen z průhledné mřížky z vláken z ušlechtilé oceli. Celý článek je zataven v průsvitném polymerním ochranném pouzdře, které je vysoce odolné proti mechanickému poškození a otěru, má samočisticí schopnost a zabraňuje tvorbě usazenin na horním povrchu buňky, které by jinak snižovaly účinnost celého zařízení. Polymery pouzdra obsahují EVA (etylen-vinyl-acetát) a fluoro-polymer na bázi teflonu TEFZEL.
Čtěte také: Fotovoltaika a střecha v jednom: Řešení Blachotrapez
PV-a-Si-moduly mají na svůj výkon 20-tiletou garanci, přičemž po 10 letech podávají tyto moduly min. 90% jmenovitého výkonu a po 20 letech stále ještě min. 80% jmenovitého výkonu. Schopnost využívat široké spektrum záření má ještě jeden příznivý důsledek, buňky PV-a-Si-systému nejsou svým výkonem tak závislé na přesném nasměrování na směr toku slunečního záření jako fotovoltaické krystalické systémy a zůstávají proto účinné i na plochách odvrácených od slunce. Amorfní křemíkové systémy jsou kromě toho oproti krystalickým systémům svým výkonem prakticky nezávislé na teplotě. Články se spojují sériově do modulů tak, že ani poškození nebo vyřazení jednoho nebo více článků nepřeruší funkci modulu jako celku.
Jeden modul sestává z 22 nebo 11 článků v závislosti na délce role nosné fólie, která je standardně 6,0 nebo 3,36 m. Šířka rolí fólie je 1,55 a 1,05 m a v závislosti na nich jsou pak na roli osazeny dva nebo tři moduly v řadě vedle sebe. Jmenovitý výkon standardního modulu sestávajícího z 22 článků je 136 Wp a je stanoven za výše uvedených STC-podmínek.
Pro výpočet prakticky dosahovaného a využitelného výkonu fotovoltaického zařízení v reálných provozních podmínkách na ploché střeše se používá koeficient účinnosti, který vyjadřuje poměr „kWh/kWp“. Tento poměr umožňuje vypočítat z celkového instalovaného jmenovitého výkonu udaného v [kWp] statisticky očekávatelný, „pravděpodobný“ skutečný roční výkon daného zařízení v [kWh]. Základem pro kalkulaci pořizovacích nákladů fotovoltaického zařízení je jeho instalovaný jmenovitý výkon udaný v Wp. V této souvislosti je důležité zdůraznit, že pro naše středoevropské klimatické podmínky (oproti např. subtropickým zeměpisným šířkám) je charakteristický statisticky vysoký počet oblačných a zatažených dnů v roce, kdy solární zařízení může využívat pouze difúzní světlo a pro které mají ze všech běžně používaných PV-Si-zařízení nejvyšší poměr kWh/kWp fotovoltaické systémy na bázi amorfního křemíku. PV-a-Si-systém je extrémně lehký, jeho průměrná hmotnost je ca. 3 kg/m².
Integrace do střešních systémů
Moduly fotovoltaického systému UNI-SOLAR jsou integrovány na horní povrch hydroizolačních fólií typu EVA. Jedná se o termoplastické hydroizolační fólie pro ploché střechy na bázi etylen-vinyl-acetátu, známé a běžně používané i na českém trhu. Pásy fólie s integrovanými fotovoltaickými články se k podkladu mechanicky kotví na okraji a pásy se vzájemně svařují horkých vzduchem pomocí horkovzdušných agregátů stejně jako běžné pásy hydroizolačních fólií. PV-moduly jsou na pásech fólie rozmístěny tak, že nejsou ohroženy poškozením při pokládání a svařování pásů. Kabelové vývody modulů jsou umístěny na spodní straně hydroizolačních pásů, takže celý navazující sběrný systém je trvale kryt a chráněn proti povětrnosti pod střešní krytinou. Jednotlivé kabelové vývody modulů se propojují ve sběrném zařízení do série. Systémovou součástí dodávky fotovoltaického systému jsou vedle výše popsaných fotovoltaických článků všechny další příslušné prvky (kabely a kabelové průchodky, spínací skříňky, DC/AC měniče, měřicí a kontrolní prvky atd.) potřebné k úplné instalaci celého systému a jeho uvedení do chodu včetně napojení na rozvodnou síť.
Příklad instalace a výpočtu výkonu
Na dané střešní ploše je možno v rámci navrženého hydroizolačního systému EVALON položit 6 pásů EVALON-Solar typu 408. Šířka pásů je 1,55 m a délka 6 m. Na každém z těchto pásů jsou integrovány 3 PV-a-Si-moduly s jmenovitým výkonem 136 Wp, napětí v MPP 3 x 33 V DC, proud 4,12 A. Dvojitě izolované solární kabelové vývody 2 x 4,0 mm² budou vždy od tří pásů EVALON - Solar spojeny do jednoho pramene, který bude sveden samostatným kabelovým prostupem do interiéru. Zde budou kabelové prameny propojeny do série ve spínací skříňce (celkem 4 svorky pro napojení pramenů, 2 svorky pro vývod ke střídači, max. 550 V/16 A). Pro oblast Prahy je statistický koeficient účinnosti 884 kWh/kWp. Při instalovaném jmenovitém výkonu 2,45 Wp bude celkový skutečný roční výkon daného fotovoltaického zařízení 2167 kWh.
Čtěte také: Solární panely na střeše auta: Vyplatí se?
Podpora je poskytována ve formě investiční podpory vycházející ze znění zákona č. 406/200 Sb. povinným přednostním výkupem elektrické energie vyrobené z obnovitelných zdrojů provozovateli distribučních soustav na základě ustanovení zákona č. 458/2000 Sb. (energetického zákona) a souvisejícího zákona č. 529/2003 o podpoře obnovitelných zdrojů.
Solární plachty pro bazény
Solární plachty jsou určené k zakrytí hladiny venkovních i vnitřních bazénů. Nejen na podzim, kdy padá listí, je ohrožena čistota vody. Prach, nečistoty, v zimě sníh, to všechno snižuje kvalitu vody v bazénu. Ideálním řešením jsou solární plachty. Pro usnadnění práce mohou mít na jednom okraji bazénu naviják z hliníku a nerezi, který bezpečně a bez větší námahy navine plachtu do role. Naviják může být na kolečkách - mobilní, nebo pevně připojen k okraji bazénu. Důmyslnějším způsobem je konstrukce, která má po obou stranách bazénu vodící hliníkové lišty, po nichž se plachta navíjí daleko snáz. Lišty jsou umístěny za obrubou bazénu nebo jsou vpuštěny přímo do dlažby. Výhodou těchto typů zastřešení je lehká konstrukce a nízké pořizovací náklady.
Test účinků solární plachty na bazén
Z důvodu ověření účinků solární plachty jsme provedli faktický test na reálném venkovním bazénu o rozměru 6 x 3,5 m s objemem vody 30m³. Test jsme prováděli v červnu 2017 po dobu 10 dní. Typ solární plachty byl 400 mikronů modrá. Denní teploty při měření se pohybovaly mezi 15 - 27°C, noční teploty 13 - 16°C. Všechna měření jsme prováděli 1 metr hluboko pod vodní hladinou.
Výsledky naměřených teplot:
- Zjistili jsme, že solární plachta položená na hladině bazénu přes den, kdy svítí slunce, dokáže reálně nahřát vodu o 3 - 6 °C za den. Bez solární plachty se voda ohřeje o 1 - 2 °C.
- Při ranním měření teploty vody s položenou plachtou na hladině jsme naměřili noční pokles teploty vody o 1 - 2°C. Bez solární plachty je to 3 - 6°C.
Význam solární plachty u venkovních bazénů
U venkovního bazénu plachta zamezuje odpařování vody a přispívá k jejímu částečnému nahřátí pomocí solárního efektu v slunečné dny. Solární plachta na bazén zamezuje ochlazování vody a díky solárnímu efektu dokáže ohřát vodu pomocí slunce až o 3°C za den. Vše záleží na způsobu použití a uskladnění solární plachty.
Význam solární plachty u vnitřních bazénů
U vnitřních bazénů plachta především zamezí odpařování ohřáté vody, a tím i tepla z bazénu. Dále zamezí kondenzaci vody v místnosti a vzniku plísní na stavební konstrukci. Nepříjemnosti ohledně vlhkosti a kondenzace vodní páry v bazénové hale zná jistě každý, kdo má vnitřní bazén. Samozřejmě, že interiérový bazén má mít dostatečnou vzduchotechniku nebo odvlhčovač. Avšak trvalý provoz těchto zařízení je finančně dost náročný, nemluvě o případném hluku, který produkují ventilátory při odvlhčování. Plachta položená na vodní hladině rapidně sníží dobu, po kterou je potřeba prostor odvlhčovat. Zejména v noci, kdy se v bazénu stejně nikdo nekoupe, a tak spotřeba energií je naprosto zbytečná.
Čtěte také: Vše o střešních solárních elektrárnách
Jak se vyrábí solární plachta na bazén
Solární plachty se vyrábějí v různých tloušťkách materiálů a různých barvách. Materiál pro výrobu plachet je UV stabilizovaný polyethylen. Dvě vrstvy LDPE folie jsou tepelně spojeny na speciálních válcích, kde je jedna strana válce opatřená výstupky, které pak tvoří bublinky na plachtě. Spodní vrstva zůstává vždy hladká. Výsledná tloušťka plachty je závislá od tloušťky základní folie použité k výrobě. Podle šířky válce lze vyrobit různé šířky základního materiálu pro výrobu solární plachty. Šířky válců pro základní výrobu se různí. Mezi ty nejužší patří šířky 1m a nejširší válce dosahují šířky až 2,5 m.
Z podstaty šířky základního materiálu je jasné, že plachtu širší než 2,5 m nelze vyrobit bez svárů. Připravené pásy folie jsou následně k sobě svařovány a vzniká konečná šířka solární plachty. Existují dva způsoby svařování solárních plachet.
Stroje na výrobu solární plachty na bazén
- Svařování ultrazvukem
Používá se většinou pro kvalitnější solární plachty od tloušťky 360 mikronů nahoru. Pro tento typ plachet je již z výroby na každé straně základního pásu předpřipravený proužek bez bublinek. Tyto dva hladké proužky se vzájemně přeloží a svaří ultrazvukovou svářečkou. Proto, když koupíte ultrazvukem svařenou solární plachtu, tak má středem a na okrajích pásek bez bublinek. Ten lze ustřihnout nůžkami. Všeobecně se má za to, že svařování ultrazvukem tvoří kvalitnější a pružnější spoj s delší životností. Nedochází k takové degradaci materiálu jako u svařování horkým vzduchem. Ultrazvukem svařené solární plachty lze koupit pouze v typových šířkách a je potřeba si je na přesný rozměr bazénu zastřihnout.
- Svařování horkým vzduchem
Používá se pro tenčí plachty do tloušťky 360 mikronů, výjimečně 400 mikronů. Proces výroby základního pásu je téměř shodný s plachtami určenými pro ultrazvukový svár, pouze zde není hladký proužek po stranách. Plachty se svařují přeložením dvou pásů přes sebe přímo na bublinky. Vzniká tak tvrdší svár, který mírně snižuje plasticitu plachty. Při svařování dochází k deformaci bublinek na obou svařovaných vrstvách. Tento způsob sváru je náročný na správnou teplotu svařování a na řemeslnou zručnost svářeče. Plachty svařované horkým vzduchem lze koupit i střižené přesně na rozměr, nebo tvar bazénu (kruhové plachty, oválné plachty). Vzhledem k procesu výroby je udávána rozměrová odchylka až 5%, což u plachet větších rozměrů může činit i celkem velký rozdíl. Z praxe víme, že plachty jsou většinou větší, než je požadovaný rozměr.
Typy a vlastnosti solárních plachet na bazén
Solární plachty dodáváme z LPDE bublinkové fólie o tloušťce materiálu 180 - 500 mikronů / 0,18 - 0,5 mm /. Solární plachty o tloušťce 180 - 200 mikronů patří do kategorie lehkých plachet na bazén. Jsou vhodné na volné položení na vodní hladinu. Tento typ plachet na bazén nedoporučujeme používat společně s navijákem pro solární plachty. Jejich tloušťka není dimenzována pro těsné navinutí na tyč navijáku. Solární plachtu o tloušťce 360, 400 a 500 mikronů lze bez problémů použít s navijákem. Tyto plachty díky své konstrukční tloušťce bez problémů odolávají tlakům při navíjení na naviják. U těchto plachet není nijak limitován rozměr bazénu. Jediným omezením je typová šířka solární plachty 6 m. Plachta na bazén je dostupná v šířkách 2,5m, 3m, 3,5m, 4m, 4,5m, 5m, 5,5m, 6m.
Solární plachty na míru dodáváme v modré barvě, při tloušťce materiálu 180, 360, 400 a 500 mikronů. V černé barvě v tloušťkách 200 a 360 mikronů. Rozdíl mezi černou a modrou solární plachtou na bazén je v ziskovosti tepla za slunečného svitu. Černá barva plachty více přitahuje paprsky a rychleji ohřeje vodu v bazénu. Rozdíl v tepelně izolačních vlastnostech mezi černou a modrou plachtou není žádný. Černá solární plachta má kratší životnost z důvodu většího namáhání teplem. Zkrácení životnosti černé plachty je přibližně o 20%. Vše záleží taky na výše popsaných faktorech.
Horkovzdušně svařované solární plachty 180, 200 a 360 mikronů lze zastřihnout na tvar bazénu přímo ve výrobě. Pokud budete požadovat zastříhnutí plachty na bazén nepravidelného tvaru, pak je potřeba zaslat při objednání i nákres bazénu. U pravidelného oválu, pak postačuje do objednávky napsat, že se jedná o oválnou plachtu. Solární plachty svařované ultrazvukem jsou vždy dodávány jako obdélník, nebo čtverec. Z důvodu větší tuhosti plachty je nutné ji stříhat ji přímo na bazénu. Plachtu položte bublinkami na vodní hladinu a nechte ji nahřát. Pak označte přesný tvar bazénu u vodní hladiny a stříhejte ve dvou krocích.
Porovnání tlouštěk solárních plachet
| Tloušťka (mikronů) | Vhodnost pro naviják | Barvy k dispozici | Možnost tvarového střihu (výroba) | Poznámka |
|---|---|---|---|---|
| 180-200 | Nevhodné | Modrá (180), Černá (200) | Horkovzdušně svařované: Ano | Lehké plachty, vhodné pro volné položení. |
| 360-500 | Vhodné | Modrá (360, 400, 500), Černá (360) | Horkovzdušně svařované: Ano; Ultrazvukově svařované: Ne (pouze obdélník/čtverec) | Odolné pro navíjení, ultrazvukově svařované vyžadují střih na místě. |
Zastřešení bazénů
Vhodným řešením je nechat bazén zastřešit. Nejen, že sníží náklady právě na údržbu bazénu, ale také si prodlužujete koupací sezonu (obvykle duben až listopad). V chladnějších měsících zastřešení zvyšuje teplotu vody přibližně o 8°C. Vybrat správné zastřešení bazénu není tak snadné, jak by se na první pohled mohlo zdát. Ten, kdo chce bazén nenápadně přikrýt a nestojí o velké okázalosti, má také na výběr.
Pro odvážnější typy jsou na výběr různé druhy samonosných oblouků a konstrukcí. Celá konstrukce se skládá z několika posuvných segmentů, které obsahují aretaci pro zabrždění v jakékoli poloze. Nosný rám tvoří profily (většinou 40/70) z hliníku nebo ze slitiny hliníku, které jsou opatřeny eloxem nebo vytváří imitaci dřeva. Kromě nosných ramen musí obsahovat příčné výztuhy, které konstrukci chrání proti účinkům zatížení sněhem nebo mokrým listím. Výplň tvoří nejčastěji sklolaminátové nebo polykarbonátové desky, které mohou být prosvětlovací, neprůsvitné nebo strukturované. (Polykarbonát je až o 200% odolnější vůči dynamickému zatížení (hlavně vítr) než běžné sklo. Na zastřešení bazénů se vyrábí ve formě dutinových desek, které mohou obsahovat například diagonální výztuhy pro větší pevnost. Dodávají se v různých barvách, nejčastěji transparentní, opálová, dále pak bronzová, bílá, modrá, zelená apod. Celá konstrukce je buď nepohyblivá - stabilní, nebo se pohybuje na hliníkových kolejničkách, které jsou umístěny na krajích u delších stran bazénů. Pohyb je umožněn polyamidovými kolečky. Jednotlivé segmenty jsou stupňovité velikosti, což umožňuje při odkrývání bazénu vzájemné vsunování menších částí do větších. Při dostatečném místě za bazénem je možné protáhnout kolejničky a zastřešení odsunout za bazén.
Tvarová rozmanitost zastřešení je opravdu veliká. Základním typem je klasický oblouk, dále se pak vyrábí oblouky s rovnými boky, čtvrtkruhy, jejichž svislou část tvoří mnohdy zeď budovy či jiná konstrukce. Unikátním typem je kopule. Bazén pod touto kopulí musí mít kruhový půdorys a jeho cena se odvíjí od velikosti (průměru) stejně jako u ostatních typů. Výška zastřešovacích systémů je dána zákazníkovými nároky. Pokud má zastřešení sloužit opravdu jen pro ochranu bazénu, vody, pádu dětí a zvířat, je vhodná výška pouze několik desítek centimetrů. Součástí každé dodávky jsou i dveře. Záleží na každém, jaký typ dveří si zvolí. Můžou být pantové, posuvné, zásuvné nebo zalomené čelo, plnící tuto funkci. Čelo je v určité výšce vodorovně „rozříznuto" a je uloženo na závěsy. Každé dveře se mohou umístit do nejvyššího nebo nejnižšího čela, do osy nebo mimo osu. Taktéž je lze vytvořit jako část zaobleného prvku. K jakémukoli zastřešovacímu systému je možno vytvořit elektrický posuv za pomoci dálkového ovládání.
tags: #solarni #plachty #na #rovne #strechy #informace