Solární systém pro ohřev vody: Vše, co potřebujete vědět

Každý, kdo má na střeše solární panely, chce co nejlépe využít elektřinu, kterou vyrábějí, a jedním z největších spotřebitelů energie pro většinu domácností je ohřívač vody. Využití solární energie k ohřevu vody v podobě solárního systému pro ohřev vody je ve skutečnosti lepší volbou (z finančního hlediska) než investice do bateriového úložiště – a jako taková by měla být pro většinu domácností první úvahou.

Pokud jde o využití solární elektřiny pro ohřev vody, existuje překvapivě velké množství pohyblivých částí a možností. Zde se snažíme rozdělit různé možnosti podle vaší situace, abyste se mohli rozhodnout, jaké kroky podniknout.

Jaké jsou pohyblivé části?

Při zkoumání se snažím se pochopit celou škálu možností ohřevu vody souvisejících se solární energií pro můj vlastní domov, je mi jasné, že nejsem jediný, kdo je trochu zmatený potenciální složitostí vzájemného působení solární energie a teplé vody.

Existuje až pět různých faktorů, které může majitel domu potřebovat zvážit, pokud chce získat co nejhospodárnější a efektivní konfigurace ohřevu vody. U nově postaveného domu nebo domu, kde probíhá kompletní energetická přestavba, bude pravděpodobně hrát roli všech pět, zatímco starší dům se stávající infrastrukturou pro ohřev vody; elektřiny může chtít (nebo mít rozpočet) změnit pouze jeden nebo dva z nich.

Těmito faktory jsou:

• Typ(y) ohřevu vody ve vaší domácnosti (např. elektrický průtokový systém vs. zásobníkový systém vs. solární termální systém/solární systém pro přípravu teplé vody – nebo kombinace posledních dvou)
• Typ tarifu (např. paušální sazba nebo čas použití/pružné sazby)
• Zda je teplá voda na řízeném zatížení/vyhrazeném okruhu, nebo ne. (kde místní elektrická síť řídí, kdy se zapne topné těleso)
• Velikost vašeho solárního systému a zda máte přebytek energie, nebo ne.
• Jak plánujete ohřev vody – pokud vůbec? (např. pomocí časového spínače, zeleného okruhu, solárního přepínače nebo jej necháváte „stále zapnutý“).

Podívejme se na každý z těchto pěti faktorů postupně.

1. Typy ohřevu vody

Zásobník / nádrž na teplou vodu:

V současné době je to nejběžnější typ ohřevu vody (zhruba 50-70% domácností v závislosti na tom, jak se počítá) a obvykle se používá elektřina (asi 30-40%) na rozdíl od plynu (asi 20-30%). Pokud nemáte fotovoltaiku nebo solární ohřev vody, pak veškerá energie použitá k ohřevu vody pochází ze sítě; za tuto energii platíte buď hlavní tarifní sazbu, nebo máte tarif s řízeným zatížením, kde je sazba o něco nižší (více o tom níže).

Pokud je váš systém ohřevu vody se zásobníkem spojen se solárním systémem ohřevu vody (tzv. solárním termickým systémem – obvykle s evakuovanými trubicemi nebo panely – viz níže), je pravděpodobné, že většinu ohřevu vody zajišťuje tento systém, přičemž zásobník se doplňuje z elektrické sítě pouze tehdy, když sluneční záření chybí.

Elektrický systém zásobníků teplé vody

Pokud máte solární fotovoltaický systém, bude solární energie, kterou produkuje, sloužit k ohřevu vody pouze v případě, že:

1. Váš prvek pro přípravu teplé vody je ve vašem běžném tarifu (tj. není v regulovaném zatížení – viz níže),
2. Máte přebytek solární energie během dne a/nebo
3. Máte solární rozdělovač, který vám umožňuje „přepínat“ mezi vaším řízeným zátěžovým okruhem (jehož provozní dobu určuje síť, nikoli vy) a vaší běžnou / síťovou elektřinou (kterou můžete čerpat, kdykoli chcete, ale za kterou můžete platit vyšší sazbu).

Zde poznamenáváme, že jedním z rozhodujících dílčích faktorů je příkon (nebo okamžitý odběr elektřiny) vašeho systému ohřevu vody. Ten je často výrazně vyšší než prakticky cokoli jiného ve vaší domácnosti. V mém domě, kde máme malou nádrž, spotřebuje tento prvek asi 3,6 kW, což v zimních měsících sotva „pokryje“ 4,4kW solární systém na střeše – a to ještě jen v době největšího slunečního svitu mezi 11. a 14. hodinou.

Systémy tepelných čerpadel: V tomto případě se jedná o samostatnou třídu.

Ačkoli se tento článek zaměřuje na „elektroodporový“ ohřev vody (který je v australských domácnostech běžný), ve skutečnosti jsou nejúčinnějším typem zásobníkových systémů ohřevu vody systémy založené na tepelných čerpadlech. Systémy ohřevu vody s tepelným čerpadlem jsou výrazně účinnější než běžné elektrické ohřívače vody, protože ve skutečnosti čerpají obnovitelné teplo ze vzduchu, a nikoliv vytvářejí teplo z elektřiny.

Systém ohřevu teplé vody s tepelným čerpadlem

Pokud ještě nemáte systém ohřevu teplé vody s tepelným čerpadlem, stojí za zvážení jako způsob, jak zlepšit celkovou účinnost a snížit spotřebu energie ve vaší domácnosti – zejména pokud stavíte nový dům nebo chcete nahradit starší, nefunkční systém ohřevu vody.

Podívejte se na níže uvedené zdroje, kde najdete další podklady a pokyny k tématu ohřevu vody a tepelných čerpadel:

Solární termické systémy pro přípravu teplé vody

Pokud už máte na střeše jeden z nich a funguje dobře, je to fantastické. Tyto systémy skvěle využívají sluneční teplo přímo k horkým sprchám – i když je třeba je občas doplnit elektřinou ze sítě nebo fotovoltaickými články, aby se zajistilo jejich plné doplnění.

Pokud však uvažujete o zcela novém solárním systému pro přípravu teplé vody a máte omezený rozpočet, můžete místo toho zvážit pořízení systému pro ohřev vody na bázi tepelného čerpadla ve spojení se solárním fotovoltaickým systémem. Instalace solárního fotovoltaického systému je všestranná a cenově výhodná (a nevyžaduje další instalatérské práce jako solární systém pro přípravu teplé vody) a systém založený na tepelném čerpadle vám umožní snadno zajistit většinu ohřevu vody pomocí solárního fotovoltaického systému (za předpokladu, že máte správně nastavený tarif – viz níže).

Příklad solárního systému pro přípravu teplé vody

Beztlakový / průtokový / průtokový ohřev vody

Pokud je tento typ ohřevu vody používán ve vaší domácnosti, pak jsou vaše možnosti související se solární energií poměrně jednoduché (a omezené), protože ohřev vody probíhá na vyžádání, zatímco vám teče teplá voda.

To znamená, že jedinou skutečnou možností, jak maximalizovat míru solárního ohřevu vody, je pokusit se přesunout větší část spotřeby teplé vody do denních hodin – což je skutečně možné pouze u myček nádobí a praček, které odebírají teplou vodu (což nedoporučujeme, protože mohou zbytečně zvýšit spotřebu teplé vody).

Pro většinu domácností se však teplá voda používá ke sprchování – a je velmi nepravděpodobné, že byste se mohli začít sprchovat uprostřed dne, kdy je slunce nejvíce, ale většina lidí je náhodou venku!

Příklad beztlakového ohřívače vody 

Pokud máte solární tepelné zařízení / solární zařízení na přípravu teplé vody, jedná se obvykle o nejlevnější způsob ohřevu vody, který probíhá automaticky po celý den, kdy svítí slunce. Pokud máte nastavený časovač, automaticky se zapne síťový tarif, aby vyrovnal rozdíl v teplotě (pokud TUV neposkytuje dostatek energie).

Pokud máte solární fotovoltaický systém, je situace poněkud složitější – a zajímavější – takže si zaslouží podrobné prozkoumání (viz níže část „Časovače a možnosti ovládání“). Jednoduchý způsob, jak k tomu přistupovat, však spočívá v nastavení provozu teplé vody v době největší solární produkce (přibližně od 10 do 15 hodin).

Řízené zatížení a solární energie

Pokud máte solární tepelný systém / solární systém pro přípravu teplé vody., bude se vaše řízená zátěž čas od času zapínat, aby se doplnila teplota vašeho zásobníku, a konečným výsledkem bude méně kWh elektřiny nakoupené ze sítě (buď v rámci vašeho síťového tarifu, nebo tarifu řízené zátěže).

Pokud máte solární fotovoltaický systém, nepomůže vám přímo kompenzovat náklady na ohřev vody, pokud nemáte „posilovací spínač“ nebo solární rozdělovač. Jinými slovy, řízená zátěž funguje nezávisle na běžné spotřebě vaší domácnosti, pokud nemáte nějaké zařízení (a vhodně zapojené měření), které umožňuje „přepnutí“ na váš primární tarif.

Velikost vašeho solárního fotovoltaického systému

Pokud chcete ohřívat vodu pomocí střešního solárního elektrického systému, je třeba zvážit dvě důležité věci:

• Jaký je příkon (okamžitý odběr energie) vašeho prvku zásobníku vody. v porovnání se špičkovým výkonem vašeho solárního systému? Například pokud máte na střeše solární systém o výkonu 2 kW, ale v zásobníku teplé vody máte 4kW prvek, solární systém nikdy nebude schopen plně „pokrýt“ odběr energie prvku. To znamená, že v nejlepším případě
• Jak velká část vaší solární energie jde především na zátěž nesouvisející s přípravou teplé vody? Pokud máte menší solární systém (např. 1,5 kW – 3 kW), pak je dost pravděpodobné, že velkou část energie, kterou produkuje, používáte na jiné věci než na ohřev vody (např. praní prádla, myčka nádobí, elektrické vaření & amp; vytápění/chlazení), což znamená, že na ohřev vody zbývá méně energie.

Obecně lze říci, že solární systém o výkonu 4 kW nebo 5 kW (obě velikosti jsou v dnešní době populární) bude ve většině dostačující pro obě výše uvedené činnosti – i když se detaily samozřejmě liší případ od případu.

5. Časovač a možnosti ovládání

Jakmile budete vědět, jaké je nastavení ohřevu vody a jak se účtuje za ohřev vody, budete připraveni rozhodnout, jak řídit & amp; plánovat ohřev vody.

DŮLEŽITÉ: Aby fungovala kterákoli z níže uvedených možností, je nutné, aby váš prvek pro ohřev vody byl ve vašem síťovém tarifu (tj. paušální nebo časový tarif, jak je uvedeno výše), nebo aby bylo možné „přepínat“ mezi vaším síťovým tarifem a tarifem řízeného zatížení. Pokud je veškerý ohřev vody prováděn pouze na okruhu s řízeným zatížením, pak žádná z těchto možností nebude mít žádný vliv.

• Nastavení ohřevu vody na časovač. Jednoduše řečeno, jde o instalaci fyzického časového spínače (ručně nebo dálkově ovládaného) na váš rozvaděč. To vám umožní nastavit období nebo období během dne, kdy se prvek teplé vody zapne.
  • Klady: Relativně levná implementace (možná maximálně několik set dolarů). Pokud si to ověříte, možná už ho dokonce máte nainstalovaný.
  • Nevýhody: Časovače nejsou spolehlivé a představují „hloupý“ přístup k řízení teplé vody. Pokud například nastavíte provoz teplé vody v denních hodinách, abyste využili slunečního svitu, můžete nakonec platit více za ohřev vody:
    • a) pokud je špatné počasí a váš solární systém nevyrábí tolik energie, kolik jste očekávali (to proto, že okamžitá potřeba energie topného tělesa může snadno překročit výrobu energie vašeho solárního systému); a
    • b) pokud máte tarif za spotřebu energie a plánujete ohřev teplé vody tak, abyste měli zapnutou vysokou solární produkci (která se shoduje s drahým obdobím ramen a cenových špiček), a vaše solární soustava vyrábí méně, než jste očekávali (nebo pokud v domě provozujete jiná zařízení, která zvyšují celkovou spotřebu energie). V takovém případě byste mohli nakonec platit za ohřev vody ve špičce místo solárních nebo levnějších nočních sazeb mimo špičku.

• Nainstalujte solární rozdělovač. Solární divertor je zařízení, které rozpozná přebytek solární energie a namísto do sítě ji přesměruje do ohřívače vody. Často se prodávají jako samostatné jednotky, ale stále častěji se také zabudovávají do solárních střídačů již z výroby.
  • Klady: U většiny značek solárních rozdělovačů umožňuje zařízení ohřívat vodu při nižších výkonech, než by prvek běžně běžel – například běží pouze na 2,2 kW, i když by normálně běžel na 3,6 kW. To umožňuje přesné využití přebytečné solární energie pro ohřev vody – na rozdíl od „tupějšího“ mechanismu časového spínače, který pouze zapne prvek na plný výkon (např. 3,6 kW), když solární energie by měla být k dispozici aniž byste věděli, zda tomu tak skutečně je.
  • Nevýhody: Instalace solárních přepínačů může být nákladná v závislosti na modelu a složitosti instalace. To, zda se náklady pro váš dům vyplatí, závisí na tom, kolik peněz vynakládáte na ohřev vody; pro domácnosti s velkými nároky na ohřev vody se vyplatí více a doba návratnosti je kratší než pro domácnosti s menšími nároky na ohřev vody. Peníze vynaložené na rozdělovač teplé vody lze navíc alternativně investovat do účinnějšího systému ohřevu vody.

• Použijte „zelený okruh“. Zelené obvody jsou konceptem, který zavedli vývojáři systému řízení spotřeby energie. Zelený obvod je v podstatě jakýsi „chytrý časovač“, který se spustí tak, aby automaticky zapnul zátěž (např. teplovodní prvek), jakmile zjistí, že solární fotovoltaický systém dosáhl předem stanovené úrovně výkonu (např. 3,6 kW, 5,2 kW atd.), a bude pokračovat v provozu této zátěže tak dlouho, dokud k tomu bude naprogramován. Zátěž bude pokračovat v provozu po stanovenou dobu (např. 2 nebo 3 hodiny) bez ohledu na to, zda solární systém bude i nadále vyrábět na této úrovni výkonu. Pokud solární systém nedosáhne prahové hodnoty v určitou denní dobu (např. ve 13 hodin), zelený okruh přesto zapne zátěž, aby zajistil, že domácnost bude mít dostatek teplé vody na večer.
  • Klady: Jako řešení „nastav a zapomeň“ je to vynikající kompromis mezi časovačem a solárním odvaděčem a díky všem dalším možnostem monitorování a ovládání, které jsou součástí jednotek carbonTRACK, může být levnější a celkově výhodnější než specializovaný odvaděč. Použití zeleného okruhu vám navíc umožní využívat i levné noční ceny elektřiny mimo špičku, protože funguje i jako standardní časovač.
  • Nevýhody: I když je o něco účinnější než jednoduchý časovač, může se domácnost používající zelený obvod stát obětí některých stejných problémů, které se objevují při používání časovače. To znamená, že pokud zelený okruh automaticky zapne prvek teplé vody (podle „solárního prahu“), automaticky se pak sám nevypne, pokud solární produkce klesne v důsledku zastínění nebo změny počasí; to by mohlo vést k vyšším celkovým poplatkům za teplou vodu.

• Nechte ohřívač vody „stále zapnutý. Zjednodušeně řečeno to znamená, že zapnete ohřívač teplé vody a necháte ho běžet po celou dobu, přičemž teplo doplníte podle potřeby (což může být několik desítek krátkých dávek během dne).
  • Klady: Toto dokonalé řešení „nastav a zapomeň“ vás nic nestojí a zajistí vám horkou vodu, kdykoli je potřeba, protože prvek se automaticky zapne, kdykoli zjistí, že voda uvnitř není ohřátá na teplotu nastavenou na termostatu.
  • Nevýhody: Jedná se také téměř jistě o nejnákladnější způsob ohřevu vody, který nevyužívá dostupnou solární energii nižšího ramene nebo sazby za elektřinu mimo špičku. Pro každého, komu jde o maximální komfort a zároveň o minimalizaci nákladů, je to nejméně atraktivní dostupná možnost.

Co byste tedy měli dělat?

Pokud uvažujete o zcela novém solárním systému, jste ve skvělé pozici pro posouzení nebo přehodnocení systému ohřevu vody ve vašem domě. Většina solárních společností nabízí buď střídače s funkcí rozdělovače teplé vody, nebo instaluje samostatné rozdělovače nebo systémy řízení energie spolu se systémy solárních panelů. Vyzbrojeni možnostmi a informacemi uvedenými v tomto článku se snad budete cítit sebejistě při rozhovorech se solárními společnostmi, jejichž nabídky zvažujete.

Podobně, pokud hledáte způsoby, jak přebytečnou solární energii ze stávajícího solárního systému lépe využít ve vašem domě (konkrétně jejím přivedením do zásobníku teplé vody), doufáme, že vám tento článek poskytne a představu o různých možnostech, které máte k dispozici.