Solární soustavy v panelových domech - příklady z české praxe

Úvod

V České republice v současné době existuje velmi málo instalací solárních soustav v panelové zástavbě a bytových domech obecně. V tabulce 1 je uveden skromný přehled autorovi známých instalací na panelových domech v ČR spolu s jejich základními parametry. Autor bude vděčný za informace o dalších provozovaných solárních soustavách na českých bytových domech.

Na příkladu solární soustavy v Chebu je ukázáno jak dostupnost podkladů o potřebě tepla na přípravu teplé vody může ovlivnit návrh solární soustavy a její provozní chování. V dalším textu jsou stručně popsány ostatní instalace v ČR.

Název Lokalita	Plocha kolektorů [m2]	Objem zásobníků [m3]	Počet bytů	Měřený roční zisk [kWh/m2]	Měrné náklady [tis/m2]
Cheb, ul. B. Němcové	90	5	27	410	x
Orlová, ul. Okružní 921, 867	17,5 + 17,5	0,8 + 0,8	24 + 22	598	22
Orlová č.p. 954-956	113	x	72	x	x
Jihlava, DPS	128	0,75 + 0,75	x	x	11
Praha, Zelený Pruh	209	2 + 2,5	x	x	25
Ostrava, DPS Novoveská ul.	163	8,4	108	239 *	32
Č. Budějovice, DD Hvízdal	127	5 x 1,9	x	514	20

Tabulka 1 - Přehled instalací solárních soustav na panelových domech v ČR (tučně zobrazeny bytové domy)
x ... data nebyla dostupná, * ... neúplná data

Bytový dům Cheb

Na solární soustavě pro přípravu teplé vody (TV) v panelovém bytovém domě v Chebu (ul. B. Němcové) je možné poukázat na problematiku navrhování solárních soustav pro bytové domy obecně [2]. V průběhu zpracování projektu (1998) nebyly k dispozici podklady o měsíční spotřebě TV a soustava byla dimenzovaná podle směrných hodnot spotřeby tepla na přípravu teplé vody uvedených v normě pro navrhování zařízení pro přípravu teplé vody [3]. Stanovená spotřeba teplé vody v panelovém domě byla 6,2 m³/den [4]. Objem předehřívacích akumulačních zásobníků byl stanoven 5 m³ (2 x 2,5 m³) a bylo navrženo 45 ks solárních kolektorů o celkové ploše 90 m² (absorpční plocha 79 m²) instalovaných se sklonem 50° (viz obr. 1). Provoz solární soustavy byl zahájen v roce 1999.

Obr. 1 Solární kolektory umístěné na střeše panelového domu Cheb, ul. B. Němcové

V provozu se však ukázalo, že soustava pracuje s vysokými teplotami v primárním okruhu a nízkou účinností solárních kolektorů (viz obr. 2). Vlivem nedostatečného odběru teplé vody v panelovém domě se průměrná teplota v zásobnících TV pohybovala nad 60 °C.

Obr. 2 Teplotní poměry v solární soustavě

Cirkulace teplé vody byla navíc zapojena do dohřívacího zásobníku natápěného plynovým kotlem (viz obr. 3) a tepelné ztráty v cirkulačním potrubí tak byly kryty dodatkovým zdrojem, přestože bylo k dispozici dostatečné množství jinak nevyužitého tepla ze solární soustavy.

Obr. 3 Zapojení solární soustavy Cheb

Z později získaných průběhů spotřeby teplé vody v panelovém domě během let 1998 - 1999 (viz obr. 4) je patrné, že solární soustava byla předimenzována vzhledem ke skutečné spotřebě teplé vody (3,2 m³/den). V roce instalace solární soustavy byla navíc realizována úsporná opatření (instalace úsporných armatur) a odběr teplé vody klesl na hodnotu 2,3 m³/den.

Obr. 4 Průběhy spotřeby teplé vody v panelovém domě Cheb

Analýza chování solární soustavy vedla k dodatečnému zapojení cirkulace přes solární zásobníky. Tím bylo zajištěno pokrytí tepelných ztrát cirkulací solárními zisky a zvýšení využití sluneční energie v soustavě [5].

Další solární soustavy v panelových domech

Dalším příkladem předimenzované soustavy je dům s pečovatelskou službou v Jihlavě (120 m² absorpční plochy kolektorů, celkový objem zásobníků 1,5 m³), kde jsou navíc nevhodně použity vnitřní trubkové výměníky pro přenos tepla ze solárních kolektorů do zásobníků. Vnitřní trubkové výměníky je možné zpravidla použít do hodnoty přenášeného výkonu cca 10 kW při běžných teplotních spádech (odpovídá zhruba 20 m² kolektorů). V provozu soustavy je tedy možné očekávat, že nedostatečný výkon výměníků bude mít za následek vysoké teploty na vstupu do kolektorů a z toho vyplývající nízké zisky soustavy. Bohužel zatím nejsou k dispozici data, která by předpoklad potvrdila (monitoring v provozu od října 2006).

Oproti solární soustavě v Chebu a Jihlavě jsou bytové domy v Orlové (Okružní ul.) naopak ukázkou poddimenzované solární soustavy (z důvodu nedostatečné plochy na střeše). Důsledkem je velmi vysoká úroveň solárních zisků (600 kWh/m²) a dobré ekonomické parametry. Investor (bytové družstvo) v listopadu 2006 instaloval na dům č.p. 954-956 další solární soustavu (113 m²) a pro rok 2007 plánuje vybavit solární přípravou teplé vody další dva objekty v Orlové (70 a 40 m²) [6].

Solární soustava na administrativní budově Středního odborného učiliště na Zeleném pruhu v Praze slouží nejen pro přípravu TV, ale také pro okruh vytápění a ohřev bazénové vody. Solární energie je cíleně využita bez letních přebytků. Velkoplošné kolektory (celková plocha 209 m², modul o ploše 5,8 m²) jsou instalovány na lodžiích pod sklonem 75°.

Dům s pečovatelskou službou v Ostravě-Mariánských horách (ul. Novoveská) je příkladem konstrukční integrace solární soustavy do jižní štítové fasády panelového domu v rámci zateplení (2004). Velkoplošné kolektory jsou instalovány ve dvou samostatných polích a slouží pro přípravu TV v objektu. Akumulační zásobník je netlakový a je vybaven stratifikačními vestavbami (viz obr. 5) pro zvýšení solárních zisků (low-flow provoz). Nízké naměřené zisky soustavy (2006) jsou způsobeny častými výpadky systému měření (absence jarního období).

Obr. 5 Solární soustava Ostrava, Novoveská ul. (vlevo - stratifikační vestavby v zásobníku tepla,
uprostřed - instalace velkoplošných kolektorů, vpravo - dokončená fasáda s integrovanými kolektory)

Domov důchodců Hvízdal v Českých Budějovicích má solární kolektory umístěné na ploché střeše v polích po 4-6 kolektorech. Jednotlivá pole jsou vzájemně hydraulicky vyvážena regulačními armaturami. Solární soustava zajišťuje přípravu teplé vody v 5 sériově zapojených předehřívacích zásobnících (á 1850 l).

Závěr

Pro praxi navrhování solárních soustav jsou cenné informace o funkci již instalovaných aplikací a zkušenosti z jejich provozu. S ohledem na podporu v rámci evropských operačních programů pro využití obnovitelných zdrojů energie cílených mj. na bytová družstva (Operační program pro průmysl a podnikání, MPO) a společenství vlastníků (Operační program pro životní prostředí, SFŽP) lze očekávat rozvoj solárních soustav ve výstavbě a při rekonstrukcích panelových bytových domů současných městských sídlišť.

Poděkování

Příspěvek byl vypracován s podporou projektu VaV-SN-3-173-05 Integrace zařízení pro využití obnovitelných zdrojů energie do struktury budov.

Odkazy

[1] Sedlák, J. a kolektiv: Závěrečná zpráva řešení projektu VaV-SN-3-173-05 za rok 2006 a přílohy technologických listů instalací. Prosinec 2006.
[2] Matuška, T.: Dimenzování solárních soustav pro bytové domy, Portál tzb-info, 2007.
[3] ČSN 06 0320 Ohřívání užitkové vody - Navrhování a projektování. Březen 1998.
[4] Šourek, B., Schwarzer, J.: Projektová dokumentace pro instalaci solárního zařízení - Ohřev teplé užitkové vody v panelovém domě Cheb, Boženy Němcové 1982-3, 1998.
[5] Šourek, B.: Vyjádření k provozu solárního zařízení - Příprava teplé užitkové vody, Panelový dům ul. B. Němcové - Cheb, 1999
[6] Katauer, J.: Ohřev vody pro panelové domy v Orlové. Seminář Slunce pro bytové domy. LEA Praha, 2005. http://www.solarniliga.cz/byt02.html