Solární kolektory na ohřev vody: ploché versus trubicové

Termické kolektory jsem na dům dával v době, kdy fotovoltaika stála několikanásobek dnešní ceny. Pořád fungují a v létě mi ohřejí vodu pro celou domácnost bez jediné kilowatthodiny. Kdybych se rozhodoval dnes, volil bych nejspíš jinak — ale to neznamená, že termika nemá své místo.

Jak kolektor funguje

Absorbér se spektrálně selektivní vrstvou pohlcuje sluneční záření a přeměňuje ho na teplo. To se odvádí teplonosnou kapalinou do zásobníku, kde se přes výměník předá vodě. Oběh řídí čerpadlo spouštěné regulací podle rozdílu teplot mezi kolektorem a zásobníkem.

Účinnost přeměny záření na teplo je výrazně vyšší než u fotovoltaiky — u dobrého kolektoru se pohybuje kolem 70 až 80 % při malém rozdílu teplot. S rostoucím rozdílem mezi kolektorem a okolím ale klesá kvůli tepelným ztrátám.

Dva základní typy

	Plochý kolektor	Vakuový trubicový
Konstrukce	absorbér v izolované skříni pod sklem	absorbér ve vakuové trubici
Tepelné ztráty	vyšší	nižší díky vakuu
Účinnost při malém rozdílu teplot	vyšší	o něco nižší
Účinnost při velkém rozdílu / v zimě	nižší	vyšší
Cena	nižší	vyšší
Odolnost	robustní	trubice lze rozbít, ale i vyměnit jednotlivě
Riziko přehřátí	nižší	vyšší, viz stagnace
Sníh a námraza	lépe odtává	hůř, trubice se nezahřejí

Zjednodušeně: ploché kolektory jsou výhodnější pro letní ohřev vody, trubicové pro provoz s vyššími teplotami a v chladnějším období. Rozdíl v celoročním výnosu na metr čtvereční ale nebývá tak velký, jak naznačuje reklama.

Jak číst parametry

1. Plocha — rozlišujte hrubou, aperturní a absorpční. Údaje o výkonu se vztahují k některé z nich a srovnávat lze jen stejné.
2. Optická účinnost — účinnost při nulovém rozdílu teplot, čím vyšší, tím lépe.
3. Součinitele tepelné ztráty — určují, jak rychle účinnost klesá s rostoucím rozdílem teplot.
4. Stagnační teplota — teplota, které kolektor dosáhne bez odběru; u trubicových bývá výrazně vyšší, viz článek o přehřívání kolektorů a stagnaci.
5. Certifikace podle příslušných norem a doložený roční výnos.

Dimenzování pro rodinný dům

Orientační pravidlo pro ohřev teplé vody: zhruba 1 až 1,5 m² aperturní plochy plochého kolektoru na osobu, u trubicových o něco méně. Pro čtyřčlennou rodinu tedy 4 až 6 m². Zásobník se dimenzuje na 1,5 až 2násobek denní spotřeby teplé vody, podrobněji v článku o dimenzování zásobníku teplé vody.

Předimenzování je u termiky problém, ne výhoda. Přebytečné teplo nemá kam jít a systém se dostává do stagnace častěji, což zkracuje životnost kapaliny i komponent.

Sklon a orientace

Pro celoroční ohřev vody se volí sklon zhruba 40 až 50°, tedy strmější než u fotovoltaiky, protože se zohledňuje i zimní provoz. Pro systém s podporou vytápění se jde ještě výš, k 55 až 70°. Odklon od jihu do zhruba 45° stojí jednotky procent, podobně jako u fotovoltaiky popsané v článku o orientaci a sklonu panelů.

Co k systému patří

• Kolektory a nosná konstrukce.
• Solární okruh s čerpadlovou skupinou, pojistným ventilem a expanzní nádobou.
• Zásobník s výměníkem, případně s druhým zdrojem ohřevu.
• Regulace s čidly teploty v kolektoru a v zásobníku.
• Nemrznoucí teplonosná kapalina, viz článek o nemrznoucí směsi a servisu.
• Ochrana proti opaření — termostatický směšovací ventil na výstupu.

Poslední bod není volitelný. Solární zásobník může dosáhnout teplot přes 80 °C a bez směšovacího ventilu hrozí opaření.

Kdy termika dává smysl dnes

Fotovoltaika s regulátorem přebytků dnes u většiny rodinných domů vychází lépe — je levnější, univerzálnější a bezúdržbovější. Termické kolektory mají navrch tam, kde je vysoká a rovnoměrná spotřeba teplé vody: penziony, provozovny, bytové domy, chalupy bez připojení k síti. Podrobné srovnání mám v článku o tom, jestli volit fotovoltaiku, nebo termické kolektory.