Drain back

Solární systém systém Drain back

Jde o koncept vývoje řešení solárního systému založený na odlišném principu, než nyní klasicky využívané systémy. Je využíván a vyzkoušen v provozu např.v Holandsku. V našich podmínkách není příliš využívaný. Tento systém může být v některých případech vhodnější u velkých solárních soustav, kde dochází k častým stagnacím. Systém Drain-back (zpětné odvodnění) je technologicky jinou variantou z pohledu konstrukce solárního systému. Vzhledem k tomu, že okruh je bez tlaku, je činnost systému velmi bezpečná.

Výhody Drain back systému

Solární systém se při nahřátí na požadovanou teplotu vypustí a kapalina tak nepodléhá degradaci. V beztlakém solárním kolektoru není v době nečinnosti pracovní kapalina. Solární systém vybavený drain-back technologií pracuje pouze tehdy, když svítí slunce a je poptávka po teplé vodě. V takovém okamžiku vydá řídicí elektronika pokyn a solární kolektor se pomocí oběhového čerpadla zaplní pracovní kapalinou. Vzhledem k tomu, že okruh je bez tlaku, je činnost systému velmi bezpečná. Drain-back systémy standardně nepotřebují nemrznoucí směs. Jako pracovní kapalina je v těchto systémech většinou použita voda, která má lepší vlastnosti pro přenos tepla. Voda sama osobě je vhodnější pro přenos  tepla, než teplonosné kapaliny na bázi glykolu vzhledem k jejim tepelně-mechanickým vlastnostem s ohledem k šetrnosti na ostatní komponenty celé sestavy. Odpadají také právě požadavky na její pravidelnou výměnu a ekologickou likvidaci. Beztlaký systém bez nemrznoucí směsi méně namáhá těsnění, snižuje se tedy riziko úniků kapaliny a provozních poruch. Také nehrozí, že systém v zimě zamrzne. Problémy s provozem odpadají i v létě, kdy se solární systémy potýkají s přebytky tepla. Pokud není teplo potřeba pro ohřev vody, solární kolektor je prázdný a nepracuje. Nehrozí proto degradace provozní kapaliny ani její případné úniky přes pojistný ventil. Díky tomu, že drain-back systém je beztlaký, není nutná ani expanzní nádoba. 

Nevýhody Drain back systému

Solární systémy s drain-back technologií ale mají i své specifické požadavky na instalaci. Zásadním požadavkem je nutnost zajistit stálý, alespoň dvouprocentní spád potrubí od solárních kolektorů až k zásobníku. Toto může být v někerých případech obtížné. Nevhodné pro použití plnění solárního systému vodou ze studny. Systém založený na drain back platformě je složitější. Přesto se uvádí, že se jedná o jednodušší systém, než klasický tlakový s nemrznoucí směsí. Další nevýhodou je vyšší cena. Argumenty, že jsou ekologičtější díky teplonosnému médiu - vodě, nepovažujeme za výrazné. Každý takovýto systém drain back by měl být napuštěn vodou bez minerálů, aby nedocházelo k zanášení systému ( např. doním kamenem). Pravdou ovšem zůstává, že solární zásobníky s ocelovými výměníky nebo ostatními ocelovými součásti v systému budou více namáhány a  způsobovat korozi. Navíc chemické složení vody nemusí  plně odpovídat požadavkům na teplonosné médium. Nemzrnoucí směsi obsahují glykoly a inhibitory koroze, které chrání jak rozvody, tak kolektory a výměník solárního zásobníku. Další nevýhodou může být častější napouštění a vypouštění u systémů, kde dochází k  větším a častějším odběrům.  Pokud dojde k požadavku na ohřev vody a rozpálené solární kolektory se naplní médiem pro přenos tepla, tyto teplotní rázy nebudou nijak prospívat solární soustavě. Tento systém by byl vhodnější využívat u některých typů instalací s vakuovými solárními kolektory. Vakuové systémy jsou velmi náchylné na stagnaci solárních kolektorů a  případnou degradaci nemzrznoucí kapaliny. Pokud je klasický solární systém správně namontován, nedochází k žádným únikům solární kapaliny v jeho okruhu. Jako správnou volby považujeme zůstat  u osvědčených a prověřených v našich podmínkách klasických solárních systémů a nepouštět se příliš horlivě do novátorsví.

Automatický režim chrání solární systém

Automatický režim regulace

Solární regulátor zajišťuje správný chod solární soustavy. Nastavení se provádí zpravidla pouze 1x a to při prvotním spouštění. Menu regulátorů bývá obsáhlé, má celou řadu různých nastavení, ochranných režimů, možnosti regulace teplot, nastavení spínání a vypínání solárního čerpadla a podobně. Solární regulátor aktivně měří teplotní rozdíl mezi nádrží a čidlem v solárním kolektoru. Na základě nastaveného rozdílu teplot dochází ke spínání čerpadla a přenosu teplonosné kapalinu ze solárních kolektorů na výměník předávající teplo. Lze nastavovat teplotní diferenci při které má dojít k sepnutí a vypnutí čerpadla, ochranné funkce v podobě ochrany zatuhnutí čerpadla, možnost protimrazové ochrany, nastavení maximální teploty pro chod čerpadla, minimální teploty na kolektorech k spuštění čerpadla, možnost regulace otáček čerpadla, zvuková signalizace při hlášení poruch apod.

Vypadne proud co ted?

Pokud dojde k výpadku proudu, většina regulátorů uchová v paměti prvotní nastavení a není třeba nic dělat. Jediná věc, kterou regulátor není schopen přenastavit je zpravidla pouze čas ( pokud jeho zobrazením regulátor disponuje). Jestliže byl výpadek elektrické energie delší, pravděpodobně dojde na solárních kolektorech ke stagnaci. Většina regulací chrání zbývající součásti solárního systému odpojením čerpadla od elektrické energie při teplotě nad cca 110°C na solárních kolektorech. Takto je zabezpečeno, že vroucí kapalina, zplynované médium  zůstane v kolektorech, kterým neuškodí. Jakmile se kapalina v solárních kolektorech ochladí, zpravidla při západu slunce, nebo menším slunečním svitu, regulace sepne čerpadlo a  dojde k opětovnému běžnému chodu solární sestavy. Pokud je teplota na kolektorech vyšší než 110°C , solární regulátor díky automatickému režimu, ochraně brání spuštění solárního čerpadla, před možným poškozením ostatních součástí solárního kolektoru. Vzhledem k minimálním výpadkům elektrické energie na našem území, není třeba zajišťovat pro solární regulaci záložní zdroj. Jeho údržba, výměna baterií, by přesáhla náklady případnou denní nefunkčnost solární soustavy při výpadku proudu.

Vysoká teplota na panelu- neodborná obsluha

Solární kolektory se selektivní vrstvou běžně dosahují vysokých teplot atakující i 200°C. Kolektory jsou na takové teploty testovány a nehrozí žádné riziko poškození. Provoz je zabezpečen solárním regulátorem v automatickém režimu. Není žádoucí přepínat  automatický režim za manuální. Obrázek níže zobrazuje poškození solárního čerpadla vzniklé neodborným zásahem, obsluhou, kdy při stagnaci solárních kolektorů došlo uživatelem ke spuštění manuálního režimu a sepnutí čerpadla. Čerpadlem protekla vroucí nemrznoucí směs, která zapříčila jeho poškození a oběžné kolo čerpadla bylo přímo roztaveno. Pokud nevíte a neznáte zásady ovládání solární regulace, raději se vyhněte jakémukoliv nastavování. Při servisních zásazích jsme se setkali se špatnou funkcí solárního systému zapříčiněnou špatnou obsluhou a nevhodným přenastavením různých hodnot solární regulace. Užitečná rada zní: pokud něčemu nerozumíme, je lepší do ničeho nezasahovat. Kdo nic nedělá, nic nepokazí. Solární regulátor v automatickém režimu ovládá solární systém bezchybně. Jedna z věcí, kterou by měl uživatel ovšem umět, je nastavení teplot ohřevu TUV tak, aby si případně teplotou na výstupu vody z bojleru přizpůsobil svým požadavkům. Více skutečně není třeba a jakýkoliv další zásah může být pouze ke škodě. Automatický režim hlídá správnou funkčnost celého solárního systému k užitku uživatele.

Obrázky poničeného čerpadla při neodborné obsluze

poškozená hřídel solárního čerpadlaposkozene obezne kolo cerpadla

 

Čištění kolektorů

Solární panely je třeba udržovat čisté

Vliv čistoty kolektorů na jejich výkon a funkčnost

Při zanedbání pravidelného čištění solárních kolektorů ať plochých deskových nebo trubicových se snižuje přísun slunečního záření, který je pro správnou funkčnost kolektorů zásadní. Proto je nezbytné pro vysokou účinnost a návratnost investice potřeba udržovat právě vnější plochu panelů, resp. kolektorové plochy čistou. Největší důraz klademe samozřejmě na zasklení kolektorů a to jak plochých deskových, tak trubicových vakuových. Výrobci a prodejci těchto panelů tedy ne zcela správně uvádějí, že panely jsou naprosto bezúdržbové a nevyžadují žádnou speciální péči. Čas od času je třeba kolektory zkontrolovat, zda je kolektorová plocha čistá.

Proč je důležité solární kolektory čistit?

Znečištění solárních kolektorů způsobuje ztrátu výkonu a významný pokles efektivity celé solární soustavy. Solární kolektory jsou sice částečně čištěné deštěm a větrem, to však z plochy kolektoru neodnese všechna znečištění a na ploše kolektoru se usazují další nečistoty a bez čištění se snižuje úroveň výkonu. Znečištění se netýká pouze modulů umístěných pod mírným úhlem, z nichž se nečistoty přirozenou cestou hůře dostávají, ale i modulů umístěných až pod úhlem 65°. Naklonění panelů potom nestačí k tomu, aby z nich déšť a vítr odstraňoval nečistoty. Obzvláště v lokalitách trpících průmyslovými exhalacemi, v oblastech se silným automobilovým provozem a častým smogem se na skle kolektoru usazuje prach, mastnoty a různé chemikálie z exhalací, na panelech instalovaných v oblastech s enormním výskytem pylových částic se kromě prachu hromadí ve velké míře i pyl. Dalším problémem může být např. i ptačí trus, nebo spadané mokré listí v podzimních měsících.

Znečištění povrchu kolektoru se začne projevovat podle stavu ovzduší zhruba po roce provozu, pak již nános nečistot začíná bránit přístupu slunečního světla. Samočistící schopnost povrchu kolektoru je sice vysoká, ale přeci jen omezená, zvláště v nepříznivých podmínkách. Vlivem znečištění se snižuje propustnost krycí plochy panelu pro sluneční světlo, infračervené a ultrafialové záření. Již po dvou až třech letech může výkonnost    kolektoru klesnout i o 15% a během dalších let dále ubývá. Zvýšenou pozornost je třeba věnovat spojení skla a kovových součástí kolektoru, kde jsou ještě příznivější podmínky pro usazování nečistot. Lze použít jednoduchou radu: pokud se Vám zdá, že výkon solární soustavy poklesl a není již takový dostatek teplé vody jako v předešlých letech, je na čase zkontrolovat kolektory od případných nečistot.

Způsoby čištění solárních kolektorů

Záleží hlavně na klimatických podmínkám v místě instalace. Solární kolektor instalovaný v místech např. velkého výskytu ptactva, v blízkosti frekventovaných komunikací nebo v průmyslových oblastech se doporučuje čistit častěji dle míry znečištění. Odhalit tu správnou dobu jistě i pro laika nebude nikterak složité.

Technologie čištění se volí podle druhu a míry znečištění. Mastné povlaky z průmyslových exhalací nejlépe odstraní přídavek roztoku příslušného čistidla a mycí vody. Asi nejúčinnější je umývaní tlakovou vodu s přísadou vhodného čistícího prostředku, který navíc v dalším provozu znesnadňuje usazovaní nečistot na skle panelu. Při větším znečištění je možné použití např. mopu nebo kartáče pro odstranění větších mechanických částic případně ptačího trusu a důkladné ostříkání tlakovou vodou s čistidlem. Čistící prostředky s povrchově aktivními přísadami usnadňují stékání vody ze skla kolektoru a tak brání usazování nečistot. U rozsáhlých solárních ploch se používá strojní čistící technologie. V žádném případě nedoporučujeme čistění pomocí chemických agresivních látek, které by mohli poškodit nejen kolektorovou plochu, ale i další součásti kolektoru, zejména pak EPDM pryžovou izolaci mezi rámem kolektoru a zasklením. Pravidelná údržba potom zvýší životnost a výkonnost celého solárnímu systému. Očistit solární kolektory není nikterak těžké, provést to může kdokoliv. Dobrá rada na závěr: kolektory čistěte brzy z rána nebo navečer, kdy jsou vychladlé a kolektorová plocha není pod intenzivním záření slunce. Předejdete tak případnému poškození skla.