Solární termické systémy – slepá vývojová větev?
Jakkoli mne to osobně mrzí, zdá se, že termické solární systémy jsou odsouzeny k zániku. Pouze dvě věci by mohly nástup fotovoltaiky zastavit: zvýšení její ceny (např. zvýšením dovozního cla), nebo státní zásah typu zvýšení daně ze slunečního záření.
Solárním systémům se – zcela právem – věnovala v posledních zhruba 30 letech velká pozornost. Je to logické: slunce je všude, proč ho nevyužít, navíc když ceny energií stoupají. Po letech vývoje tak dnes máme k dispozici kvalitní výpočetní nástroje pro návrh systémů, nejrůznější speciální výrobky od solárních bojlerů přes solární kapaliny po solární regulace. Na trhu je široká škála kolektorů různé konstrukce, od špičkových (velký skok zde znamenalo zavedení selektivních povrchů) až po ty blížící se účinností plechovému barelu s černým nátěrem. Existuje také řada montážních firem, z nichž mnohé umí solární systém namontovat správně. Zákazník tak má dnes opravdu z čeho vybírat. Jen kutilové mají smůlu: od roku 2014 bude svépomocná montáž solárního systému nezákonná.
Bohužel, i přes desetiletí trvající různé dotační programy v různých evropských zemích (v ČR byla až donedávna podpora solárních systémů zanedbatelná) se dostatečně nepodařilo snížit cenu solárních systémů. V ČR je dnes cena solárního systému pro ohřev vody v rodinném domku okolo 20 tis. Kč/m2 (platí pro ploché kolektory). Jde o cenu kompletního systému, tedy včetně zásobníku, potrubí a všech dalších komponent a také montáže a DPH ve výši 15 %.
Roční energetický zisk takovéhoto systému je běžně 250 až 350 kWh/m2. Při životnosti systému 20 let pak vychází cena energie získané „zadarmo ze sluníčka“ na 2,9 až 4,0 Kč. A to neuvažujeme provozní náklady (výměna solární kapaliny, kontroly a servis, elektřina pro provoz aj.)! Je zřejmé, že bez dotace není solární systém ekonomický – levnější je vodu ohřát plynem či elektřinou.
| Nižší využití | Vyšší využití | |
|---|---|---|
| náklady na solární systém | 20 000 Kč/m2 | 20 000 Kč/m2 |
| roční energetický zisk | 250 kWh/m2 | 350 kWh/m2 |
| energie získaná za 20 let | 5 000 kWh/m2 | 7 000 kWh/m2 |
| cena energie ze solárního systému | 4,00 Kč/kWh | 2,86 Kč/kWh |
Existuje ale i jiná možnost, jak slunce využít: fotovoltaika. Kdysi kosmická technologie se dnes dá pořídit překvapivě lacino. Mohou za to samozřejmě také dotace, které do fotovoltaiky proudily nejen z evropských zemí, ale i USA a Japonska. Tyto dotace jsou odhadem o 3 řády vyšší, oproti dotacím na termické solární systémy. Fotovoltaika je tak levná, že žádné dotace už nepotřebuje – naopak se zavádí clo, které má cenu fotovoltaiky zvýšit. Důsledkem je to, že ohřívat vodu elektřinou z fotovoltaiky je levnější, než termickým solárním systémem! Cena malých systémů pro ohřev vody (do 5 kWp) je přes 40 tis. Kč/kWp (bez DPH). Snížení nákladů při instalaci většího výkonu je poměrně výrazné.
| náklady na solární systém | 50 000 Kč/kWp |
| roční energetický zisk | 900 kWh/kWp |
| energie získaná za 20 let | 18 000 kWh/kWp |
| cena energie ze solárního systému | 2,78 Kč/kWh |
Výhody fotovoltaiky jsou jasné: propojit panely na střeše a bojler pomocí kabelů je mnohem jednodušší a levnější, než vedení potrubí se solární kapalinou. Nižší jsou i ztráty. Odpadá oběhové čerpadlo (jehož spotřeba je nezanedbatelný provozní náklad), armatury a prakticky veškerá regulace. Není třeba řešit riziko letního přehřátí nebo naopak zimního zamrznutí kolektorů; jediné co zůstává, je nutnost ochránit bojler před přehřátím. Pokud by fotovoltaika měla sloužit jen k ohřevu vody, odpadá i poměrně nákladný střídač – pro ohřev lze použít topné spirály na stejnosměrný proud (obvykle 24 V). Fotovoltaika pracuje i v situacích, kdy termický systém z fyzikálních důvodů nefunguje vůbec, nebo s nízkou účinností: při nízké intenzitě slunečního záření, při nízkých venkovních teplotách, při vyšší teplotě vody zásobníku. Fotovoltaiku lze také elegantněji integrovat do budovy; za cenu nižších energetických zisků může být součástí fasády, prosklených ploch atd.
Určitou nevýhodou je potřeba větší plochy (asi trojnásobek oproti plochým kolektorům – platí pro panely z krystalického křemíku, amorfní panely potřebují až desetkrát větší plochu). Zásadní nevýhodou fotovoltaiky ale zůstává potřeba správného návrhu a odborné montáže. Při chybě nebo poruše hrozí úraz elektrickým proudem nebo požár, proti čemuž je jakákoli havárie termického solárního systému prkotina. Rozhodně zde nelze nabádat ke svépomocné montáži!
Jakkoli mne to osobně mrzí, zdá se, že termické solární systémy jsou odsouzeny k zániku, stejně jako třeba šlapací šicí stroje. Jistě se najdou případy, kde bude jejich použití smysluplné, ale v masovější rozšíření už doufat nelze. Jestliže se nepodařilo výrobu jednotlivých komponent (kolektorů, bojlerů, regulace aj.) zlevnit doteď, nedá se čekat z ničeho nic nějaký výrazný pokles ceny. Pouze dvě věci by mohly nástup fotovoltaiky zastavit: zvýšení její ceny (např. zvýšením dovozního cla), nebo státní zásah typu zvýšení daně ze slunečního záření (již nyní Energetický regulační úřad vyžaduje poplatek i od elektráren, které nejsou připojeny k síti). Zkušenost nicméně říká, že to co se lidem opravdu vyplatí, se nakonec prosadí i přes regulační snahy státu.
Jelikož vnímáme současnou diskusi odborníků nad otázkou: Získávat teplo v solárních termických kolektorech nebo elektřinu ve fotovoltaických panelech?, TZB-info zveřejnilo na toto téma odborný recenzovaný článek Příprava teplé vody – fotovoltaika nebo solární tepelné kolektory?.
Mezi odborníky a našimi autory jsou zastánci obou technologií. Věříme, že budeme svědky odborné diuskuse na toto téma. Ostatně i ve zmiňovaném recenzovaném článku jsou výhody i nevýhody obou technologií:
- Plošná hmotnost, životnost, a v současnosti i cena solárních tepelných kolektorů je srovnatelná s běžně dostupnými fotovoltaickými panely.
- Roční výnos energie z jednotky plochy je však u solárních tepelných kolektorů díky vyšší účinnosti přibližně dvojnásobný ve srovnání s nejkvalitnějšími fotovoltaickými panely s články z monokrystalického křemíku.
- V letním období jsou fotovoltaické panely výhodnější než solární termické kolektory při ohřevu pracovní látky na teploty nad 100 °C, v zimním období i pod 40 °C. Výhodou fotovoltaiky je absence teplonosné kapaliny a jednodušší přenos vyrobené energie do místa užití. Elektřinu lze rovněž využít všestranněji než teplo.
