Jaké sluneční kolektory použít?

Obdobná otázka by mohla znít: jaké auto koupit? Odpověď může být stejná: jaké chcete. Každý osluněný kolektor umí dodávat teplo, každé auto dokáže jet devadesátkou. Tepla může dodat kolektor jen úměrně své černé ploše pohlcující sluneční záření. Pětkrát dražší auto nemůže poskytnout pětkrát větší službu, to stejné platí i pro kolektory.

Prosté absorbéry

Ty nejjednodušší kolektory se skládají jen z absorbéru, černé plastové matrace. Jsou nejúčinnější, pokud se voda ohřívá na teplotu jen o málo vyšší, než má okolní vzduch. Když je voda o třicet stupňů teplejší, většina tepla z absorbéru unikne do okolí. Únik lze značně snížit, pokud absorbér z neosluněné strany zaizolujeme například polystyrenem. Nezakryté plastové absorbéry se používají jen v létě, na chatách, v zahradách a u bazénů.

Zasklené

Druhým krokem je zabránit, aby byl absorbér ovíván a aby vzduch, který se od něj ohřeje, stoupal pryč a byl nahrazován chladným. Toho docílíme, když se absorbér vloží do rámu a zasklí. A už máme kolektor se všemi částmi (absorbér, zadní izolace, rám a dobře průsvitný kryt). Pomocným efektem zasklení je tzv. skleníkový jev, dále snižující ztráty kolektoru. Za snížené ochlazování horkého absorbéru se platí sníženým příkonem slunečního tepla - část slunečního záření se totiž na zasklení odráží (> 8 %) a v obyčejném tabulovém skle se dokonce část pohlcuje (> 8 %). Pohlcování lze eliminovat volbou skla neobsahujícího pokud možno žádné železo (označuje se jako solární sklo). Poznáme jej podle toho, že při pohledu z boku není zelené.

Selektivní vrstva

Lze také snížit vyzařování horkého absorbéru do okolí. Na sklonku století byly vyvinuty speciální tmavé vrstvy, které jsou v dlouhovlnném infračerveném oboru "bílé", zrcadlové (jako čisté kovy, ty se ale chovají podobně i vůči slunečnímu záření). Nejznámější z nich, TiNOX má emisivitu pod 5 %, tedy dlouhovlnnou odrazivost přes 95 %. Zároveň absorbuje sluneční záření z více než 93 % (krátkovlnná odrazivost je tedy jen 7 %), je téměř černý s modrým nádechem. Povrchy, které se zcela jinak chovají vůči vlnovým délkám slunečním a pozemským (těch, na kterých sáláme my a věci kolem nás), se označují jako selektivní. Kolektory se selektivními absorbéry se ochlazují dvakrát méně než ty, kde je absorbér jen černě natřený. Jsou-li navíc zakryté solárním sklem a mají vzadu vrstvu minerální vaty aspoň šest centimetrů tlustou, jsou to hi-tech zařízení k využití slunečního záření. I při ohřívání na šedesát nebo sedmdesát stupňů z něj využijí více než polovinu. Jiné se proto v Rakousku, které je v tomto oboru nejvyspělejší, prakticky neinstalují.

Vakuové trubice?

U nás jsou populární i kolektory, jejichž absorbéry jsou pro snížení úniku tepla do okolí uzavřeny v evakuovaných trubicích. Dokud nebyly k dispozici vrstvy vysoce selektivní, zdálo se to být jediné řešení. Dnes se ale ukazuje, že teplo, které vakuové kolektory za třicet let provozu poskytnou, je drahé. Vztaženo na plochu, kterou kolektory zaberou na fasádě či střeše, je to kupodivu řešení málo účinné. To proto, že absorbér trubicového kolektoru je děravý, účinná plocha zachycující sluneční záření je o dost menší než místo, které celý kolektor zabírá. Vztahovat dodávané teplo na jinou než tuto brutto plochu má stěží nějaký smysl. Dnešní velkoplošné kolektory s co nejmenším podílem dřevěného rámu a co největší absorpční plochou poskytnou ze své brutto plochy za rok pro domácnost více tepla než kolektory trubicové. Přitom jsou přinejmenším o třetinu levnější. Ještě poznámku o plochém vakuovaném kolektoru. To je dnes varianta spíše muzejní, vakuum uvnitř je nedokonalé a zdaleka neizoluje úplně. Absorbér bývá nepříliš selektivní, a tak není účinnost takového kolektoru vyšší než velkého s hi-tech absorbéry i skly.

Low- či hi-tech?

Větší rozdíl je mezi kolektory s hi-tech absorbéry a s absorbéry jen černě natřenými disperzní základní barvou (ta má emisivitu 85 %). Volit dnes low-tech řešení má smysl, jen když hi-tech absorbéry nebo jejich součástky nejsou k dostání. Cenově to už takový rozdíl není. Low-tech absorbérů musí totiž být alespoň o polovinu víc, aby daly stejné množství tepla. Jediná "nevýhoda" hi-tech absorbérů je, že se musí vždy zapojit tak, aby z nich mohla za letního poledne pára vytlačit kapalinu (v běžné situaci, když je už tepelný zásobník horký a vypne se čerpadlo - pak totiž dosahují teplot přes 180 °C) do expanzní nádoby. Tak je ale vhodné zapojovat všechny absorbéry.

Stručná rada

Použijte kolektory velké, předem hotové nebo sestavované na místě. Drahé materiály by v nich měly být jen tam, kde to je fyzikálně nutné. Ideální je, když se kolektor stane částí fasády nebo střechy, plnící současně funkci tepelné izolace.