Solarno Termalni Sustavi HCOIE

Hrvatski Centar Obnovljivih Izvora Energije

Elementi solarno-termalnog sustava

Shematski prikaz elemenata solarnog sustava

Svaki se aktivni solarni sustav za zagrijavanje prostora ili potrošne sanitarne vode sastoji od receptora sunčeve energije (solarni kolektor), akumulatora topline (solarni spremnik), solarne crpke, solarne radne tvari, regulacijske jedinice solarnog sustava te armature, cjevovoda i toplinske izolacije. Solarni kolektori apsorbiraju i prikupljaju sunčevu energiju. Dozračena sunčeva energija prolazi kroz prozirnu površinu kolektora, koja propušta zračenje samo u jednom smjeru te se pretvara u toplinu, koja se predaje prikladnom prijenosniku topline (solarna radna tvar). Solarna radna tvar (voda) prenosi toplinu u akumulator topline (solarni spremnik).

Solarni spremnici su jednostavan ili kombinirani sustav za trajnije skladištenje dobivene topline u kojem se skuplja toplinska energija dobivena iz sunčeve energije. Ljuska spremnika (akumulatora) je od tvrdog poliuretana i osigurava visoki stupanj toplinske izolacije. Veličina solarnog spremnika ovisi o potrebama za toplom vodom i vrsti izvora energije. Solarne crpke ili pumpe su uređaji, koji služe za prijenos radne tvari s niže na višu razinu odnosno s nižeg na viši tlak. Mjesto na kojem se solarna crpka ugrađuje ima veliki utjecaj na odnose tlaka u instalaciji, a pri tome polazište predstavlja tzv. neutralna točka. I same mogu koristiti sunčevu fotonaponsku energiju za svoj rad. Solarna stanica s crpkom predstavlja središnji dio složenijeg solarnog sustava, jer omogućava nesmetano strujanje solarne radne tvari, dok automatska regulacija vodi računa o sigurnom pogonu cijelog sustava i usklađivanju njegovog rada sa sustavom grijanja i pripreme potrošne tople vode (PTV). Postoje i izvedbe solarnih sustava bez crpke (termosifonski sustav), a u njima se strujanje osniva na gravitacijskom djelovanju zbog razlike temperatura odnosno gustoće solarne radne tvari.

Solarna radna tvar je medij koji tjeran solarnom crpkom cirkulira kroz solarni sustav, odnosno cijevni razvod solarnog kruga od kolektora do spremnika u kojemu dolazi do izmjene topline s potrošnom sanitarnom vodom ili ogrjevnim medijem sustava grijanja, koji se zato zagrijavaju.

Pasivni sustavi obično su jeftiniji i jednostavniji od aktivnih, a najpoznatiji primjer pasivnog sustava predstavlja staklenik. Pasivni sustav za solarno grijanje kuće koristi toplinu pomoću građevinskih elemenata same kuće, velikih prozora okrenutih prema jugu, podovima i zidovima koji apsorbiraju toplinu tijekom dana i otpuštaju je po noći i sl.

Kao solarna radna tvar najčešće se koristi voda, odnosno njezina smjesa s glikolom ili drugim sredstvima za sprječavanje smrzavanja.

Regulacijska jedinica pomoću temperaturnih senzora omogućava toplinsko ekonomičan i siguran rad solarnog sustava, jer regulira vrijednosti temperature vode u spremniku prema ostalim elementima. Vremenski program, poželjna sobna temperatura, vanjska temperatura i drugi podaci utječu na djelovanje sistema za zagrijavanje. Regulator optimira sve navedene podatke i regulira cjelokupni sistem centralnog solarnog zagrijavanja i zagrijavanje sanitarne potrošne vode.

Armatura obuhvaća sve elemente cijevnog razvoda koji služe za otvaranje ili zatvaranje, odnosno za namještanje strujanja ogrjevnog medija kroz cijevi. U pravilu se izrađuju od materijala koji su otporni na koroziju. U cijevnu armaturu se ubrajaju ventili, zasuni, slavine, odzračnici itd. Ekspanzione posude su dio sigurnosne opreme toplovodnih sustava solarnog centralnog grijanja čija je osnovna namjena preuzimanje toplinskih rastezanja vode zbog promjena njezine temperature. S obzirom na izvedbu sustava u kojima se ugrađuju mogu biti otvorene i zatvorene.

Cijevni razvod je važan dio centralnih sustava solarnog grijanja, koji služi za prijenos topline od izvora do ogrjevnih tijela pomoću prikladnog ogrjevnog medija. Za izvođenje cijevnog razvoda uglavnom se koriste čelične, bakrene ili polimerne cijevi. Spojevi cijevnog razvoda sustava solarnog grijanja mogu biti izvedeni kao nerastavljivi ili rastavljivi. Koriste se različite standardne tehnike spajanja, zavarivanje, lemljenje, prešanje, lijepljenje itd. Osnovno načelo pri postavljanju cijevnog razvoda je da se cijevi trebaju voditi usporedno sa zidovima i stropom. Pri tome se instalacije mogu postavljati podžbukno (u zidu), nadžbukno (po zidu) ili kroz posebno izvedene kanale (šahte).

Toplinska izolacija cijevnog razvoda služi za sprječavanje nepotrebnog odvođenja topline u okoliš, a uz to materijali kojima se oblaže cijevni razvod mogu poslužit za smanjivanje buke i vibracija. Kako bi potrošna topla voda (PTV) bila dostupna tijekom čitave godine, uobičajeno je sunčevu energiju koristiti u kombinaciji s nekim drugim izvorom energije. Isti se u principu koristi kada sunčeva energija nije dostatna, da potrošna ili grijaća voda dosegne željenu radnu temperaturu. Ovakvi se kombinirani sustavi uobičajeno baziraju na neobnovljivim izvorima energije kao sekundarnoj pomoći čime se energetski troškovi umanjuju i do 2/3 kao i neželjeni utjecaji na okoliš. Sustav solarnog grijanje prostora može biti pasivan, aktivan ili kombinacija oba.

Pasivni sustavi obično su jeftiniji i jednostavniji od aktivnih, a najpoznatiji primjer predstavlja staklenik. Pasivni sustav za solarno grijanje kuće koristi toplinu pomoću građevinskih elemenata same kuće, velikih prozora okrenutih prema jugu, podovima i zidovima koji apsorbiraju toplinu tijekom dana i otpuštaju je po noći i sl. Ako se solarni sustav uvodi u već postojeću zgradu, aktivni sustav predstavlja gotovo jedinu mogućnost.

Autor: Darko Prebeg , dipl.ing.str.

Više informacija na: HCOIE

Samostalni HCOIE sustav sa rezervnim baterijama

(Fotonaponski solarni sistem)

Ova vrsta sustava se koristi na udaljenim lokacijama gdje nema prisutnosti i/ili mogućnosti priključenja na gradsku elektrodistribucijsku mrežu.

"Samostalni sustav" znači da je vaš sustav fotonaponskih ćelija neovisan o gradskoj elektrodistribucijskoj mreži te služi isključivo za napajanje trošila u Vašem objektu.

Ovaj sustav vam omogućuje znatne uštede:

Priključak na elektrodistribucijku mrežu ukoliko je ista provedena pored vašeg objekta, košta 20.000,00 Kn! Ukoliko priključak na gradsku elektrodistribucijsku mrežu nije u blizini Vašeg objekta, troškovi se ekponencijalno povećavaju budući da je potrebno raditi dodatni iskop za polaganje kabela te ishoditi čitav niz dozvola!

Ovaj sustav je potpuno samostalan:

Ovaj sustav Vam omogućuje trajno napajanje vaših trošila budući da ima integrirane akumulatorske baterije koje omogućavaju izvor električne energije prilikom vrlo oblačnih dana ili tijekom noći tj. kada fotonaponski moduli ne mogu proizvesti dovoljno energije.

Postoji mogućnost ugradnje dodatnog elektro agregata čime ste u potpunosti osigurani od prekida u napajanju! Također, postoji mogućnost ugradnje DC kontrolera što omogućava napajanje električnih aparata koji koriste istosmjernu (DC) el.energiju.

U nastavku je jednostavan dijagram tipičnog samostalnog sustava sa rezervnim baterijama, uključujući i osnovne komponente i konfiguracije.

Kako sustav radi:

• Sunčeva svjetlost obasjava solarni modul, koji je vezan za krov vašeg objekta sa montažnim regalom.

• Solarne (fotonaponskie) ćelije unutar modula pretvaraju svjetlo u istosmjernu (DC) električnu energiju.

• Proizvedena električna energija putuje kroz žice do regulatora punjenja baterija koji mjeri napon baterija i regulira njihovo punjenje-baterije se održavaju stalno napunjenima kako bi se osigurao neprestan izvor energije

• Preostala električna energija se prenosi do istosmjernih (DC) trošila (opcija, ukoliko trebate istosmjenu el. energiju) i/ili DC/AC izmjenjivača

• Izmjenična el.energija potom putuje do distribucijskog ormarića s osiguračima i napaja Vaša trošila

• (Opcija) U slučaju nužde (dugačko vrijeme naoblake tj. bez vjetra ili nepredviđeni kvar na sustavu) sustav automatski pokreće diesel agregat i iz njega snabdijeva Vaša trošila.

Glavne komponente ovog sustava su:

• Montažni regali za pričvršćenje solarnih modula
• Solarni moduli
• Regulator punjenja baterija
• Akumulatorske baterije Inverterski uređaj

Više informacija na: HCOIE

Samostalni HCOIE hibridni sustav

(Hibridni solarni-vjetro sustav)

Ova vrsta samostalnog sustava koristi se na udaljenim lokacijama gdje nema prisutnosti i/ili mogućnosti priključenja na gradsku elektrodistribucijsku mrežu, osobito na lokacijama sa većom nadmorskom visinom gdje su jači vjetrovi radi upotrebe vjetro-generatora.

"Samostalni sustav" znači da je vaš hibridni sustav sastavljen od fotonaponskih ćelija i vjetro-generatora neovisan o gradskoj elektrodistribucijskoj mreži te služi isključivo za napajanje trošila u Vašem objektu.

Ovaj sustav vam omogućuje znatne uštede:

Priključak na elektrodistribucijsku mrežu ukoliko je ista provedena pored vašeg objekta, košta 20.000,00 Kn! Ukoliko priključak na gradsku elektrodistribucijsku mrežu nije u blizini Vašeg objekta, troškovi se ekponencijalno povećavaju budući da je potrebno raditi dodatni iskop za polaganje kabela te ishoditi čitav niz dozvola.

Također, na vrlo udaljenim lokacijama ( planinarske kućice, otoci i slično) uopće ne postoji mogućnost spajanja na elektrodistribucijsku mrežu. Upravo su za takve lokacije hibridni sustavi idealno rješenje!

Ovaj sustav je potpuno samostalan:

Ovaj sustav Vam omogućuje trajno napajanje vaših trošila budući da ima integrirane akumulatorske baterije koje omogućavaju izvor električne energije prilikom vrlo oblačnih dana ili tijekom noći tj. kada fotonaponski moduli ne mogu proizvesti dovoljno energije ili za vrijeme kada nema dovoljno jakog vjetra za adekvatan rad vjetro-generatora.

Postoji mogućnost ugradnje dodatnog elektro agregata čime ste u potpunosti osigurani od prekida u napajanju! Također, postoji mogućnost napajanja električnih aparata koji koriste istosmjernu (DC) el.energiju izravno sa akumulatorskih baterija.

Prednosti hibridnog sustava se očituju u visokom stupnju sigurnosti napajanja el.energijom budući da su na rasplaganju tri primarna izvora energije ( vjetro-generator, solarni paneli i baterije) te ,opcijski, četvrti izvor u vidu diesel agregata.

U nastavku je jednostavan dijagram tipičnog hibridnog sustava sa rezervnim baterijama, uključujući i osnovne komponente i konfiguracije.

Kako sustav radi:

1) Vjetar pokreće vjetro-generator koji proizvodi istosmjernu (DC) el.energiju te ju, preko ugrađenog regulatora, šalje baterijama tj. prema DC/AC izmjenjivaču 2) Sunčeva svjetlost obasjava solarni modul, koji je vezan za krov vašeg objekta samontažnim regalom.
3) Solarne (fotonaponske) ćelije unutar modula pretvaraju svjetlo u istosmjernu (DC) električnu energiju.
4) Proizvedena električna energija putuje kroz žice do regulatora punjenja baterija koji mjeri napon baterija i regulira njihovo punjenje-baterije se održavaju stalno napunjenima kako bi se osigurao neprestan izvor energije
5) Preostala električna energija se prenosi do istosmjernih (DC) trošila (opcija, ukoliko trebate istosmjenu el. energiju) i/ili DC/AC izmjenjivača
6) Izmjenična el.energija potom putuje do distribucijskog ormarića s osiguračima i napaja Vaša trošila
7) (Opcija) U slučaju nužde (dugačko vrijeme naoblake tj. bez vjetra ili nepredviđeni kvar na sustavu) sustav automatski pokreće diesel agregat i iz njega snabdijeva Vaša trošila.

Glavne komponente ovog sustava su:

• Vjetro-generator s regulatorom
• Montažni regali za pričvršćenje solarnih modula
• Solarni moduli
• Regulator punjenja baterija
• Akumulatorske baterije Inverterski uređaj

Više informacija na: HCOIE


Hrvatski Centar Obnovljivih Izvora Energije (HCOIE)