Solární ohřev vody

• Statistika TUV
• Ekonomické zhodnocení
• FOTOdokument solární ohřev
• Provoz solárního ohřevu
• Monitorování systému ohřevu TUV

Statistické informace

Použitý solární regulátor DeltaSol ES poskytuje na své výstupní datové sběrnici aktuální data v tomto rozsahu:

- teplotní čidla 8ks (°C),
- množství dopadající sluneční energie (W/m²)
- stav spínačů jednotlivých výstupů (ON/OFF)
- časové informace - doby sepnutí řízených výstupů (čerpadla) (hod.)
- výkon jednotlivých čerpadel (%)
- průtok kapalného média v soustavě (l/min)

Aktuální informace jsou prostřednictvím datového převodníku průběžně ukládány na datový server. Získané log informace slouží následně ke grafickému výstupu sledovaných veličin.
 

Tabulkové znázornění vývoje využití sluneční energie:

Tabulka zahrnuje i finanční vyjádření přínosu solární soustavy.

Pozn: v říjnu 2011 došlo ke změně ceny odebírané kWh (ze 4,645 Kč/kWh na 2,51 Kč/kWh). Přepočítaná měsíční úspora v Kč díky solárního zisku se tedy snížila.

Popis tabulky:

Horní část tabulky "Projekt" - předkládá teoretickou spotřebu teplé vody pro běžnou čtyřčlennou domácnost - první řádek.
V druhém řádku je uveden teoretický tepelný zisk z instalovaných solárních parametrů. Výpočet vychází z parametrů použitých solárních panelů C20AR, dostupných u dodavatele (pro nás to byl Regulus).

Následuje vývoj parametrů v jednotlivých letech provozu:
solární zisk = naměřená skutečná hodnota v kWh,
el.dohřev = dohřev teplé vody prostřednictvím el.patrony o výkonu 2kW. Dohřev je spouštěn ručně v okamžicích, kdy nesvítí slunce, není v provozu kotel na tuhá paliva (po instalaci peletkového vytápění není využíváno),
solar = v hodinách - informuje o době běhu cirkulačního čerpadla solárních panelů - tedy o době přenosu tepla z panelu do zásobníku teplé vody,
dohřev kotel = v kWh - skutečný přenesený výkon do zásobníku na teplou vodu,
solární zisk = přepočet zisku ze sluneční energie v kWh přes cenu nakupované energie (tarif D02d 1kWh = 4,645 Kč, od 9/2011 tarif D45d 1kWh = 2,51 Kč (vážený průměr z  dvoutarifového systému).
empirie - empirická potřeba tepla = empiricky - měřením, byla zjištěna skutečná potřeba energie na ohřev vody. Tato potřeba se od projektované potřeby energie liší tím, že projektovaná hodnota je vypočítána na základě standardní spotřeby teplé vody. V našem případě je však skutečná potřeba podstatně nišší. Aby se stanovila tato potřeba, byl vzat skutečný průměrný solární zisk za období červen až srpen (kdy není voda dohřívána kotlem na tuhá paliva) a k tomuto zisku je připočtena energie, spotřebovaná na dohřev vody elektrickou spirálou v zásobníku. Zbylé měsíce byly dopočítány.
Poznámka: projekt počítal se spotřebou 7,2kWh/den, naše spotřeba byla dopočítána s úrovní cca 6kWh/den.
Vynesením tohoto limitu do grafu lze zjistit poměrně dobrý souběh empirické potřeby s průběhem enerhgie ze slunce, energie dodalé patronou v zásobníku a v zimních měsících navíc energií, dodanou kotlem na tuhá paliva. Tuto poslední energii však nemáme přímo měřenu, vycházíme jen  z odhadu z počtu provozovaných hodin.

Grafické znázornění vývoje využití sluneční energie:

grafu je možné porovnat teoretickou potřebu teplé vody a skutečně využitý objem energie. Samostatně je znázorněna energie, vyzískaná ze slunce, dodávané kotlem na tuhá paliva a elektrickým dohřevem.

Diskuze k vývoji naměřených hodnot:

Systém ohřevu TUV byl spuštěn v závěru roku 2009, poslední měsíce roku 2009 byly věnovány laděním systému záznamu naměřených veličin. Od ledna 2010 je systém již v plném provozu a naměřené hodnoty jsou pravidelně ukládány.

Z vývoje solárního zisku je zřejmé, že se trvale nedosahuje předpokládaných parametrů. To má několik příčin.
1. stále ještě nemá naše domácnost předpokládanou spotřebu teplé vody (není v provozu koupelna, odebírá se tedy méně teplé vody). Obecně platí, že čím více teplé vody se odebere, tím chladnější je voda ve spodní části zásobníku a tím více je využita energie ze slunce.
2. V zimních měsících nedosahuje dopadající energie slunce dostatečného výkonu a ten nestačí ke zvýšení teploty kapaliny nad max.30°C a zároveň je v provozu kotel na tuhá paliva, který vyrobí dostatečné množství teplé vody. Vliv ohřevu sluncem se tak projeví minimálně.
Pro zajištění vyššího zisku ze sluneční energie je nastaven dodatečný dohřev kotlem na peletky od 17:00 hodin, kdy již není předpoklad ohřevu energií ze slunce.

Vývoj v roce 2014:

leden -  žádný sníh, poměrně vysoké denní i noční teploty. Pro solární ohřev vody výborná situace. Také tomu tak ukazují dosažené výsledky - za  leden - tříletý rekord.
únor - opakování lednového vývoje - rekordní doba slunečního svitu a také rekordní výkon solárních kolektorů.
březen - potvrzení vývoje začátku roku. Hodně slunce, hodně energie. Rekord z roku 2012 ale překonán nebyl.
duben - průměrný výkon,
květen a červen - množství slunečního svitu a tím i velký zisk. Velmi nízká potřeba dohřevu kotlem na tuhá paliva,
červenec - dosaženo dlouhodobého průměru zisku předchozích let
srpen - poměrně malý dopad slunečního záření, nižší výkon,
září - dtto srpen - nižší využití sluneční energie.
říjen - v podstatě nadprůměný měsíc, bylo hodně sluníčka a minimum zatažené oblohy.

Vývoj v roce 2013:

leden - naprostý sluneční "propadák". Málo slunce a když vyjímečně bylo, byl zároveň příval sněhu a solární panely byly pod sněhovou přikrývkou. Již v plné míře se projevila změna systému řízení elektroohřevu. Bude dále zajímavé sledovat, zda bude klesat spotřeba elektrické energie v závislosti na příjmu sluneční energie.
únor - na konci ledna se sluníčka trochu ukázalo, ale nestačilo to ani na průměrný výsledek dvou předchozích let. Spotřeba elktrické energie pro dohřev TUV se stabilizoval na cca 160kWh/měsíc. Taková spotřeba je daní za komfort teplé vody, dostupné 24 hodin denně. V předchozím období, před trvalým zapojením patrony na ohřev vody (ohřívá se jen horní polovina kotle) byl nedostatek teplé vody téměř vždy dopoledne, kdy se vyčerpala dohřátá voda z předchozího odpoledního a večerního topení, sluníčko nic nezajistilo a bylo nutné si ručně nechat vodu ohřát. Předpokládáme, že tato spotřeba spadne na minimální hodnotu v okamžiku, kdy začne slunce svou silou ohřívat zásobník a nebude nutné spínání elektrické patrony.
březen - nepřinesl mnoho slunce - střídavě oblačmo a hodně zataženo. Jen několik zajímavých dnů udělalo svých 95 kWh, což ale je téměř průměr posledních let. Spořeba elektřiny se stabilizovala a je úměrná slunečnímu zisku.
duben - slunce nabírá již sílu a je to na výsledcích vidět. Zisk dosahuje rekordu  z roku 2012. Konečně spadl příkon eletkrodohřevu, což je známka vyššího vyzískaného příkonu ze slunce.
květen - velmi silný měsíc, co se týče energie ze slunce. Nulové využití dohřevu z důvodu demontáže systému topení - výměna kotle a rozvodů.
červen -  poměrně na slunce bohatý měsíc, ale poměrně často i chladno. Nulové využití dohřevu z důvodu demontáže systému topení - výměna kotle a rozvodů.
červenec - velké množství slunce, demontáž topení -> bez dohřevu z kotle
srpen - velké množství slunce bez srážek -> velký výkon. Tento údaj také potvrzuje minimální spotřeba energie, spuštění kotle - zahájen dohřev z peletkového kotle, je tedy k dispozici i údaj o skutečném předaném výkonu v kWh.
září - opět se sluníčko činilo a dodalo dostatek energie - na rekord to sice nestačilo, ale každá kWh je dobrá. V srpnu jsme již plně odstavili elektrodoohřev a tak na měřiči spotřeby je evidován jen příkon technologie - a není až tak malý -> 6kWh.
říjen  - změna fomátu grafu, aby byl přehlednější. Velké množství slunce znamenalo velký zisk. V říjnu již byl plně v provozu nový systém topení a tak je spotřeba el. energie pro dohřev TUV v podstatě jen na úrovni příkonu systému, tedy jen režie. Naopak, tabulka byla rozšířena o položku, která zobrazuje skutečný příkon v kWh, potřebný pro dohřev TUV z kotle.

Vývoj v roce 2012:

Od 1/2012 tarif D45d 1kWh = 2,87 Kč (vážený průměr z  dvoutarifového systému, energie nám zdrahla o cca 14% )
leden - poměrně malý zisk, leden se vyznačoval poměrně velkými sněhovými srážkami,
únor  - první polovina měsíce - velké mrazy, nicméně i poměrně hodně čisté oblohy, vývoj zisku je zatím příznivý, v měsíci dosahovala teplota studené vody na přítoku 7,5°C, což je zřejmě rekordně nízká teplota. Nízká teplota ve spodní části zásobníku mimo jiné předznamenává i vyšší možný zisk při ohřevu sluncem.
duben - ještě dva dny a byl dosažen plánovaný zisk - velmi příjemné počasí plné  ostrého slunce a na grafech to je vidět.
květen - významný měsíc - rekordní osvětlení energií ze slunce - spolu s dubnem opět rekord za 3 roky sledování a absolutně nejvyšší zisk za celé období.
červen - zajímavý vývoj lze vysledovat u spotřeby elektrické energie pro dohřev vody - došlo k velkému nárůstu. Nárůst je způsoben změnou místa měření příkonu. Dosud byl měřen příkon jen pro vlastní dohřev, od 1.6.2012 je měřen komletní příkon celé solární soustavy, tedy i čerpadla pro cirkulaci teplé vody.  Zjištěný nárůst také ukazuje, jak velký význam, z pohledu potřebných nákladů, má spotřeba jen oběhového čerpadla pro oběh primárního média i pro cirukaci ohřáté vody v  rozvidech na TUV.
červenec - další nárůst evidované spotřeby elergie - že by byla taková spotřeba energie na oběhové čerpadlo? Nutné dále sledovat. Tak je to vysvětleno - šlo o nesprávně odečtená data :-)
srpen - lehce nadprůměrný měsíc - krásné počasí, sluníčko pálilo - vše se projevilo na statistice.
září - rekordní zisk - nejvyšší za tři roky
říjen - opět - rekordní zisk. Velké množství oblohy bez mraků a deště udělalo své. V závěru měsíce byla potřeba již zatopit a tak je nárůst hodin dohřevu TUV kotlem ma tuhá paliva.
listopad - nebyl to rekordní měsíc, ale svým ziskem se udržel na průměru dvou let.
Prosinec - téměř se dotáhl svým solárním ziskem na průměr dvou předchozích let. V oblasti sledování spotřeby energie pro ohřev vody došlo k dalšímu nárůstu. Je to dáno tím, že jsme v listopadu přešli na jiný režim elektrického dohřevu. Plně se již využívá hodin dálkového řízení spínání el.dohřevu. A tak, bez ohledu na teplotu v zásobníku (tedy, pokud je teplota nižší, než maximální teplota spínače elektropatrony) je patrona pod napětím vždy, kdy to umožňuje režim dálkového spínání. Tím jsme zajistili trvalý dostup teplé vody a zároveň minimalizujeme finanční náročnost odběru energie ze sítě. Elektricky se voda v zásobníku dohřívá jen v časových oknech s nízkým tarifem.

Vývoj v roce 2011:

V květnu se pokles opakoval - tentokráte byla příčina zcela jiná - v období od května do června probíhalo zateplení celého baráku a solární panely byly z bezpečnostních důvodů zakryty. Tato akce ovlivnila zisk i za červen.
Červenec zopakoval období dešťů a téměř trvale zatažené oblohy.
Květnový  a červnový pokles solárního výkonu byl nahrazován dohřevem elektrickou patronou, což dokazuje i zvýšená dodávka energie právě v těchto měsících - viz tabulka i graf.
Listopad byl prvním měsícem, kdy získaná energie byla vyšší, než předpokládaná - teoretický zisk byl ve skutečnosti překonán téměř dvakrát. Tento měsíc byl skutečně velmi vydatný na čistou oblohu bez mlh a oblačnosti.

Vývoj v roce 2010:
roce 2010 je výrazný pokles v květnu - toto období bylo skutečně velmi nepříznivé, neustále zataženo s dlouhodobými dešti.

-vl