Připravované a rozpracované projekty RD – Nová Paka

V rámci ověření optimalizačních opatření navrhovaných v této práci připravuji momentálně realizaci solárního systému na větším RD s využitím tepelného čerpadla a s úpravou venkovního bazénu jako akumulačního zásobníku v zimní polovině roku. Bude se jednat o dům s vytápěnou plochou 350 m², s kolektorovou plochou solárního systému 40 m² a sekundárním alternativním akumulačním zásobníkem v podobě venkovního bazénu o kapacitě 21 m³. Dům se bude stavět v roce 2012 v Nové Pace a solární systém bude krýt potřebu tepelné energie z více než 60 %. Celý dům bude vybaven nízkoteplotním podlahovým teplovodním topným systém AirConomy s nuceným systémem větrání s rekuperací tepla. Na obr. 6.09. lze vidět funkční schéma připravovaného projektu.

Obr. 7.01. Funkční schéma připravovaného projektu v Nové Pace Alfaprojekt

Pro další uplatnění optimalizačních opatření na zvýšení efektivity solárních systémů pro přitápění realizuji experimentální solární vytápění na objektu společnosti Alfaprojekt v Liberci. Celý areál s užitnou plochou přes 680 m² kanceláří, bytů, vzorkové prodejny a skladových prostor bude vytápěn 25 m² vakuových trubicových kolektorů na střeše budovy a fototermální solární fasádou o ploše 50 m², která bude tvořena novým inovovaným prototypem fasádních

slunečních kolektorů dle kapitoly 3.1.2. Dále bude pro celý systém použit prototyp akumulačního beztlakého podzemního zásobníku (obr. 7.03.) o kapacitě 13 m³. Systém bude pracovat podle schématu na obr. 7.04.

V celé vytápěné části objektu jsou navíc testovány různé teplovodní stěnové a podlahové nízkoteplotní systémy vytápění pro efektivní využívání solárního tepla. Celý koncept by pak měl zajistit skutečně ekonomické solární teplo i v náročných klimatických

podmínkách. Obr. 7.02. budova realizovaného

experimentálního systému

Solární fototermální systémy v extrémních klimatických podmínkách ČR Ing. Dalibor Skácel 7- Závěr - vize budoucího vývoje -

- 140 -

Obr. 7.03. Experimentální podzemní solární zásobní o kapacitě 13 m³

Obr. 7.04. Funkční schéma připravovaného projektu Alfaprojekt 7.2. Závěrečná úvaha

Veškerá snaha člověka vyspělé společnosti – zejména západní křesťanské civilizace – souvisí především s jeho materiálním rozvojem, jehož primárním atributem je produkce spotřebních hodnot spojená s prací a myšlením, které urychlují proces rozvoje. Hlavním urychlujícím faktorem byla geneze moci spojená s výrobou produktů a tvorbou zisků.

K výraznému zvýšení produkce je zapotřebí kupní síly a nástrojů, jako je marketing, surovin a energie.

Energie, její transformace a primární původ ovlivňují tento rozvoj, který byl významně urychlen v době

průmyslové revoluce, která je bezprostředně spjata s efektivnějším využitím uhlí

jako neobnovitelné

koncentrované formy energie.

Tento trend „I.-červený“

patrný z obr. 7.01. na přelomu 18. a 19. století nastartoval

spirálu spotřeby

neobnovitelných zdrojů energie, která v současné době vrcholí a přináší řadu ekonomicko-společenských a zejména environmentálních problémů, které je třeba řešit.

Obr. 7.05. Energetický vývoj člověka

Solární fototermální systémy v extrémních klimatických podmínkách ČR Ing. Dalibor Skácel 7- Závěr - vize budoucího vývoje -

- 141 -

Člověk civilizovaný je dnes na užitné energii závislý úplně stejně jako narkoman na heroinu a tato závislost se neustále zvětšuje, přináší uspokojení (snazší poznání, cestování), komfort (teplo) a ekonomický přínos (usnadnění výrobních procesů). Jedinou cestou k trvale udržitelnému rozvoji je snižování závislosti na neobnovitelných zdrojích energie, které vedle vlivu na životní prostředí generují také nežádoucí koncentrovanou moc, která křiví demokratické principy západní civilizace, způsobuje eskalaci násilí a potlačuje svobodu méně „vyspělého“ světa. Na obr. 7.05. lze vypozorovat několik základních trendů vývoje člověka z hlediska jeho energetické závislosti.

Trend „V.-žlutý“ představuje vývoj bez kritického myšlení spojeného například se vznikem křesťanství, které přineslo zvýšenou aktivitu člověka – trend „IV.-světle zelený“. Pokud by byl včas s výraznou poptávkou po energii započat vývoj technologií pro využívání obnovitelných zdrojů energie, nastal by trend „III.–zelený“. Již na Světové výstavě v Paříži v roce 1883 představili Francouzi A. Mouchot a A. Pifr solární parní stroj, přesto byl tento vývoj utlumen snazším vývojem technologií pracujících s koncentrovanými formami fosilních a později i jaderných zdrojů energie. Vedle mnohem náročnějších a méně efektivních OZE v té době chybělo zejména environmentální uvědomění, protože chyběla negativní zkušenost s ohrožováním životního prostředí.

Neznali jsme hlubší souvislosti vázané na využívání fosilního nerostného bohatství související s ekologií, trvale udržitelným rozvojem sluneční strategií.⁽²⁾ Trend „II.–

oranžový“ představuje optimistický plynulý přechod na čisté a současné formy energie bez vlivu na rozvoj a ekonomickou stagnaci. Méně optimistické jsou trendy „modré“, které představují různá rizika úpadku společnosti spojeného s ropnými válkami, destrukcí společnosti atd. Podobně jako u narkomanů bude muset proběhnout „detoxikace“

civilizace od špatných energetických návyků, které představuje využívání nesoučasných forem energie.

Obecným problémem při prosazování všech obnovitelných zdrojů energie je jejich odlišnost od konvenčních zdrojů energie. Mezi negativní vlastnosti patří zejména:

rozptýlenost, malá hustota, nestabilita a odlišné transformační vlivy. Uvědomíme-li si, že se technologie pro využití konvenčních zdrojů energie vyvíjejí 150 let a moderní technologie pro využití OZE pouze několik málo desetiletí, je velmi pravděpodobné, že je naše současná technologická úroveň snadno překonatelná.⁽¹²⁾ Odlišnost vlastností obnovitelných zdrojů energie bude vyžadovat také absolutně odlišný přístup k této problematice. Vedle technických problémů jsou však mnohem závažnější problémy politické, na které poukazuje společensko-ekonomický paradox.⁽¹¹⁾

Obr. 7.06. Společensko-ekonomický paradox

Na obr. 7.06. vidíme logiku mechanismu, který ovlivňuje důvody, pro které je natolik obtížné prosazování obnovitelných zdrojů energie. Vyspělá současná civilizace je dnes řízena zejména ekonomickými pravidly, a ta jsou dnes nadřazena také pseudodemokratickému systému vyspělého západního světa. Tento systém neumožňuje

Solární fototermální systémy v extrémních klimatických podmínkách ČR Ing. Dalibor Skácel 7- Závěr - vize budoucího vývoje -

- 142 -

prosazování vyšších morálních cílů, zájmů, které jsou nadřazeny prioritám jednotlivců a krátkodobému neudržitelnému rozvoji. Čistá cesta k užité energii je méně ekonomicky zajímavá, vedle zakoupené technologie je zapotřebí již jen přirozený zdroj, na kterém již nelze výrazně vydělat. Naopak kapitál tvořený bez přidané hodnoty drancováním fosilních zdrojů energie je hybnou silou přispívající k brzdění rozvoje OZE, tento kapitál generuje spotřební daně, lobby a politickou vůli.

Ekonomika fototermálních solárních systémů je ve srovnání s dalšími technologiemi spíše úspěšná. Sluneční tepelné kolektory jsou velmi účinné při generování nízkopotenciálního tepla, mají dlouhou životnost a minimální provozní náklady. Cena produkované kWh je již dnes konkurenceschopná bez podpůrných mechanismů. Jen v roce 2006 bylo vyrobeno a nainstalováno 177 významnými výrobci ze 41 států světa 5,24 milionů m² plochých kolektorů.[1] Pro letošní rok očekává většina výrobců nárůst o 30 %. V tomto množství nejsou navíc započítány vakuové trubicové kolektory, jejichž největším producentem je Čína. Největším producentem plochých kolektorů na světě zůstává rakouský GreenOneTec, který v roce 2006 vyrobil 684 000 m² plochých kolektorů a v roce 2007 očekává produkci 760 000 m². Solární termální technika je dnes již slibně se rozvíjející průmyslové odvětví, největší počtem instalací plochých kolektorů bylo v roce 2006 realizováno v Číně (1,95 x 10⁶ m²), v Německu (1,35 x 10⁶ m²), v Turecku (0,70 x 10⁶ m²), v Indii (0,55 x 10⁶ m²), v Brazílii (0,43 x 10⁶ m²), v Izraeli (0,32 x 10⁶ m²), v Rakousku (0,29 x 10⁶ m²), v Řecku (0,24 x 10⁶ m²).[22] Na rozdíl od fotovoltaiky u které se jedná o nejušlechtilejší formu snadno obchodovatelné elektrické energie, je však fototermika developersko-investičně méně atraktivním odvětvím. Solární termální systémy jsou investičně levnější, z obchodního hlediska méně zajímavé.

V extrémních klimatických podmínkách se užitná hodnota zužuje zejména na přípravu TV, což se zdá být relativně malý segment trhu na výrazné investice do vývoje a výzkumu zaměřeného tímto směrem.

Pro popularizaci a nárůst solárních systémů je nezbytné vytvořit metodiku a terminologii jasně popisující solární zisky a výkony kolektorů. Zisky a výkony jsou ovšem funkcemi velkého množství parametrů, navrhuji inspirovat se od kolegů „fotovoltaiků“ a použít jejich termín Wp (tedy výkon panelu při kolmém dopadu sl. záření o intenzitě 1 000 W/m² při teplotě okolí 25°C), pro termiku by bylo nezbytné ještě definovat: „při střední teplotě na kolektoru např.: 50 °C.

V současné době prakticky ustal vývoj fototermálních kolektorů, trh, který velmi slušně roste, využívá globalizačních výhod; jednotliví výrobci fúzují, snaží se zlevnit výrobu a rostou zejména zisky velkých výrobců a prodejců. Rostoucí prodej se negativně odráží na zájmu o nové přístupy a bádání v této oblasti. Klesající výrobní náklady způsobené zejména velkosériovou výrobou jsou kompenzovány nárůstem cen ušlechtilých kovů a skla. Podobně jako v automobilovém průmyslu je rozhodující zejména cena, inovace jsou velmi pomalé, opatrné a spíše kosmetické, selektivní povrchy domů, který je umožněn nadstandardním zateplováním, kvalitou stavebních prvků a nuceným větráním se zpětným získáváním tepla, jednoznačně předurčuje směr vývoje solárních systémů pro přitápění a ohřev TV. Solární systémy pro přitápění a ohřev TV musí být levnější, efektivnější a konzistentnější. Zejména sluneční kolektor, kolektorové pole jakožto nejdražší prvek solárních soustav musí zajišťovat a nahrazovat sekundární funkce (obálka budovy, zateplení), bez tohoto přístupu nebude mít solární aktivní technika pro přitápění u budoucí pasivní výstavby své ekonomické opodstatnění.

Ing. Dalibor Skácel

Solární fototermální systémy

v extrémních klimatických podmínkách ČR Ing. Dalibor Skácel

- disertační práce -