Článok pripravil technologický magazín Živé.sk.
Zelené zdroje hrajú v stavebníctve čoraz väčšiu rolu. Niet sa čomu čudovať. Aj Európska únia bije na poplach, nakoľko budovy spotrebujú približne 40 % energie v celom bloku a sú zdrojom nezanedbateľného množstva emisií, ktoré prispievajú ku stále vypuklejším klimatickým zmenám. Únia sa preto snaží upustiť od tradičných fosílnych zdrojov elektriny, tepla či chladu.
Nejde však len o globálne otepľovanie a čistejšie ovzdušie. Ďalším dôvodom k prechodu na alternatívne zdroje je snaha o odstrihnutie sa od importérov fosílnych palív. Zároveň sa ukazuje, že správnym implementovaním môžu byť obnoviteľné zdroje lacnejšie než tie tradičné, ktorých zásoby sa míňajú, a tak ich cena bude len rásť. Vo výsledku tak prispejú k znižovaniu problému s energetickou chudobou.
Vladimír Lukáč, ktorý je zakladateľom a konateľom spoločnosti Etop Alternative Energy, sa obnoviteľným zdrojom energie venuje desiatky rokov. No inštaluje ich trochu inak, ako to poznáme dnes, kedy sa jednotlivé technológie pretláčajú bez rozmyslu a vzájomných súvislostí. Snaží sa systém rôznych zdrojov skombinovať tak, aby vzájomne spolupracovali, čoho výsledkom je synergický efekt. Hovorí tomu „prelievanie energie“.
Ako sám hovorí, hľadá cestu zdravého bývania, architektonicko-technického, efektívneho využívania systému vykurovania, teplej úžitkovej vody či chladenia. A využíva pri tom všetky prostriedky akumulácie, prelievania energie a rekuperácie. Jeho prístup možno uplatniť v akomkoľvek objekte – od rodinných cez bytové domy až po školy, škôlky či veľké výrobné a skladové haly.
Na riešenia pána Lukáča sme sa boli pozrieť priamo v jeho spoločnosti v Púchove, kde nám porozprával viac.
Fotovoltiku treba inštalovať s rozumom
Začnime fotovoltikou, ktorá je dnes čoraz populárnejšia aj medzi Slovákmi. Ako ju treba inštalovať, aby priniesla čo najväčšie benefity?
Fotovoltika je bežná vec, len treba rozmýšľať, kde ju dať, kde má aké účinnosti. Nie je to tak, že si len tak niekde dáte štyri panely, a je to dobre.
Poďme do praxe. Hneď po príchode ku vám mi udrela do očí veľká konštrukcia so solárnymi panelmi, pri ktorých je odstavený elektromobil. Čo je na tejto inštalácii výnimočné?
Neustále pracuje. Keď počkáme pár sekúnd, zmení polohu.
Na základe akých dát sa konštrukcia otáča?
Hovorí sa tomu astronomický program, ktorý hýbe jednou osou alebo aj druhou osou. Prvá os reprezentuje deň, teda ráno a večer. Druhá prispôsobuje polohu ročným obdobiam, teda závisí od toho, či je leto alebo zima.
Astronomicky riadený čas na trackeroch môže v budúcnosti priniesť mimoriadnu úsporu, lebo potrebujeme menej ocele. Stačí len porozmýšľať a investovať do riadiaceho systému a ten má v každom zariadení budúcnosť.
Chápem. Vďaka tomu, že sa systém neustále otáča za slnkom, dokáže maximalizovať zisky. Aký je štandardný výkon tejto vašej inštalácie?
Teraz, v danom momente vyrába 2 620 W, čiže 2,6 kW. Keby panely neboli natočené priamo za slnkom, tak by vyrobili povedzme len 1 200 W. Ak umožníme trackeru naklápať fotovoltické panely v jednej osi, tak priemerný výkon za celý deň zvyšujeme o 15 či 20 %. Ak umožníme pohyb v dvoch osiach, tak získame v podstate až 50 %. To už je veľmi zaujímavé z hľadiska pripojovacieho miesta, pretože výkon sa sčítava z panelov za spolupráce meniča a keď inštalácia ponúka v dlhšom časovom úseku vyšší výkon, tak za celý deň urobí viac práce (v kWh), vyprodukuje viac energie, a teda ušetrí viac peňazí, čo znamená i kratšiu dobu návratnosti.
Prečo používate štandardné panely a nie bifaciálne, ktoré dokážu produkovať energiu aj z odrazeného svetla na zadnej strane?
Toto je inštalácia slúžiaca len na prezentačné účely. Vo všeobecnosti však majú bifaciálne panely výhody, ale aj nevýhody. Je pravda, že získavajú výkon aj zo zadnej, teda spodnej strany, ale nie v takomto prostredí. Odraz musí byť z nejakého vhodného povrchu, čiže ideálne z nejakej hliny, trávy, no najideálnejší je napadnutý sneh.
Ako staré sú tieto solárne panely?
Sú to staršie polykryštalické panely, majú možno 10 rokov. Vtedy boli najpoužívanejšie, najpredávanejšie a najúčinnejšie, no zároveň boli pomerne drahé. Cena panelu sa v minulosti vyvíjala, keď najprv stúpala z 2 eur na 3,5 eura na watt-peak (Wp) a potom z 3,5 eura pred 12 rokmi až doteraz klesla približne na 20 centov, čo je mimoriadne. Ani neviem, či je vôbec možné v nejakom inom priemysle pozorovať za podobné obdobie také zníženie ceny za inovatívny prvok ako vo fotovoltickej elektrárni.
Viete v percentách odhadnúť, o koľko klesol výkon panelov za tých 10 rokov od ich nainštalovania?
Myslím si, že sú to minimálne poklesy, rádovo môže ísť o jednotky percent. Všetci výrobcovia už preukázali, že degradácia je úplne bezvýznamná, netreba sa nad ňou zamýšľať. Okrem toho, technologicky sa nové panely za 10 rokov výrazne posunuli. Dnes sa nepoužívajú polykryštalické, ale monokryštalické články. Stúpol aj samotný výkon na meter štvorcový, lebo účinnosť sa posunula možno zo 17 či 18 % na 22 alebo 23 %. Možno sú aj panely s 30 % účinnosťou, ale to sú cenové špeciály, nemajú ešte zmysel.
Ako inak sa ešte dnes dá prepojiť fotovoltika s parkovacím miestom?
My máme napríklad prístrešky, ktoré sú tvorené priamo fotovoltickými panelmi. V podstate nejde len o miesto na státie, no majú aj pridanú hodnotu. Jednak je pod nimi tieň a taktiež produkujú energiu. Čiže ide o parkovisko s tienením plus fotovoltika.
Čiže tu nie je žiadna strešná krytina, len fotovoltika, ktorá priamo v podstate slúži ako prístrešok.
Áno, je to dva v jednom.
„Akumulácia je základný prvok, ktorý sa tu vôbec v strednej Európe nepoužíval. No bude veľmi vzácny, lebo je z hľadiska výroby kilowatthodiny (kWh) najefektívnejší, čiže má najmenšiu stratu [...]“
Prelievanie energie
Čo si myslíte o hybridných paneloch, ktoré dokážu využiť jednak svetelnú, tak aj tepelnú zložku slnečnej energie?
Majú fotovoltický aj termický panel. No veľmi sa to zatiaľ nepresadilo. Ich inštalácia má veľa plusov aj negatív. Technologicky to však čas vyrieši.
Prečo sa zatiaľ veľmi nepresadili?
Niekedy je fajn mať systém dva v jednom, ako keď je nabíjačka na elektromobil v súlade s fotovoltickým trackerom. Termický panel však potrebuje čo najvyššiu teplotu, ktorá daný systém degraduje. My sme ich nainštalovali pár kusov, a máme takúto skúsenosť. Osobne by som si ich nedal. Je to vhodné len na špecifické účely, keď napríklad potrebujem teplú vodu, pričom fotovoltiku mám ako príjem navyše.
Aký je vzťah medzi teplotou a výkonom solárnych panelov
Mnohí ľudia sa nazdávajú, že čím je vyššia teplota, tým účinnejšie pracujú aj fotovoltické panely. Nie je to však celkom tak. Výkon fotovoltiky pri teplote nad 30 °C klesá. Má to fyzikálne dôvody. O podrobnostiach sa dočítate v rozhovore s oceňovaným vedcom profesorom Miroslavom Zemanom.
Čo najvyššie teploty naopak svedčia fototermike, teda solárnym kolektorom, ktoré zo slnka získavajú teplo. No ani v ich prípade nemôže teplota teplonosného média stúpať donekonečna, pri extrémnych hodnotách totiž degraduje. Aj tu sú preto zavedené isté hraničné hodnoty, po ktorých sa už kolektor nenahrieva. Viac sa dozviete v našom rozhovore s projektantom a odborníkom na fototermiku Lukášom Skalíkom.
Zamerajme sa na rodinné domy. Povedzme, že má človek priame elektrické vykurovanie. Takýmto hybridným panelom môže vodu na sprchovanie ohrievať fototermikou. To predsa má zmysel, alebo nie?
Ja by som na to išiel inak. Najskôr vám vysvetlím, že energie treba rozlišovať.
Poznáme primárnu energiu, ktorú potom v mieste spotreby možno nejako použiť. Čiže čo sa deje v každom objekte? Potrebujem teplo, teplú vodu, elektrinu, akumuláciu, technológiu, dizajn a zdravie. To medzitým my nazývame prelievanie energií. Keď spojím z týchto siedmich základných systémov nejaký kilowatt, prelejem ho z jednej strany do druhej, tak jednému robím klasický výnos, ktorý potrebuje. A tomu druhému napomáham, aby mal vyšší výnos.
Pravdu povediac nerozumiem. Môžete to vysvetliť na príklade?
Povedzme, že mám tepelné čerpadlo, vzduch-voda. Vzduch má koeficient COP povedzme 3, čiže za 1 kW elektrickej energie dostanem 3 kW tepla. Potom sú aj iné systémy. Napríklad pri tepelnom čerpadle voda-voda máme COP 4,5 a pri zem-voda môžeme mať COP 5. A my sme k tomu pridali taký bonus, že na primárnej strane existuje predohriata technológia primárneho okruhu, čiže termický panel teplo nepošle priamo do bojlera, ale pošle ho do akumulácie.
A tá akumulácia je základný prvok, ktorý sa tu vôbec v strednej Európe nepoužíval. No bude veľmi vzácny, lebo je z hľadiska výroby kilowatthodiny (kWh) najefektívnejší, čiže má najmenšiu stratu, lebo prvá vyrobená elektrina je ušetrená, pričom tá je najefektívnejšia.
Až potom sú rôzne iné systémy, čiže zapchávam škáry, okná, jednoducho izolujem, kde sa dá, a prestupy zabezpečujeme v maximálnej miere na všetkých rôzny materiálových spojeniach.
Čiže izolácia nie je všeliek?
Izolácia, to sú známe procesy, ktoré robia percentá úspor, ale tie najvzácnejšie sú v prelievaní energie z hlavného zdroja, čiže slnka. Ak ho mám „nezdanené“, dostanem ho do termického panelu, ktorý vyrobí teplo, pričom má koeficient COP 1 ku 100, čiže termický panel má, na rozdiel od iných technológií, účinnosť 95 %.
Takže sa musíme orientovať, rozdeliť energie na potreby a v tých potrebách nejakým spôsobom energiami disponovať.
Na kúrení aj chladení dokážete ušetriť. Treba však vedieť, ako na to (rozhovor)
Ako ste sa dostali k myšlienke prelievania energie?
Na základe istých celoživotných skúseností. Pred mnohými rokmi ma trápilo, že treba prekonávať rozdiely teplôt. Deň, noc, rok, jar, leto, jeseň, zima – to sú výkyvy počasia. Niekde treba prekonať noc a niekde zase mesiac.
Všetko sa to začalo pri kontrole teplôt v skleníku. Zistil som, že keď dám rúrky do skleníka a pošlem tam z dňa zohriatu vodu, tak zem sa rozohreje z 25 na 30 až 35 °C. A táto tepelná energia je veľmi vzácna, lebo pomáha v nočných hodinách, keď sú mrazy, ako napríklad tie v marci či apríli. V takomto skleníku je v noci 5 až 10 °C aj vtedy, keď je vonku -2 °C.
Všetko je to o prelievaní energie, o ktorom sa teraz veľa nevie. Niečo sa však už tuší. Napríklad aj taký bojler s teplou vodou môže slúžiť na prelievanie energie, ale v takto malom množstve tam teplo vydrží dva dni. My ideme na sezónne uskladnenie tepelnej energie. A to je obrovský rozdiel. Tam stratená energia vydrží mesiace.
„Venujeme sa teplu, teplej vode a chladu spôsobom prelievania energie zo slnečného žiarenia do panelov. Z nich ide energia do zeme, v ktorej si ju odložíme, a v istom čase si ju zoberieme späť.“
Energetické ihly nie sú sci-fi
Dá sa princíp prelievania energií uplatniť v akomkoľvek objekte, teda aj v rodinnom či bytovom dome?
Systém sa dá uplatniť v akomkoľvek objekte, ktorý potrebuje zabezpečiť energetickú nezávislosť a úplnosť, či už je to výrobná hala, skladová hala, skleník, futbalové ihrisko, cesta alebo čokoľvek iné.
Napríklad spomínané futbalové ihrisko potrebuje získať energiu zo zeme a poslať ju na potrebné miesto, aby v januári nezamrzla pôda a aby sa na tráve dalo hrať. Keď sa to tak nespraví, potrebujete plynový kotol, aby ste vyrobili teplo na jej zohriatie.
My však máme takzvanú energetickú ihlu. Tú navŕtame, pričom prírodou je dané, že v určitej hĺbke v zemi je 8 až 9 °C. Cez túto ihlu zoberiem teplo a prelejem ho zo spodnej časti na povrch. Nemusí ísť o ihrisko, ale napríklad aj bazén, ktorý si skoro zadarmo ohrejem len obehovým čerpadlom.
V tom prípade však takýmto systémom môžeme v lete aj chladiť.
Áno. Energiu zo zeme vieme poslať do objektu, či už vo forme tepla, alebo chladu. Predstavte si, že objekt typu rodinný dom má väčšiu miestnosť, kde potrebujete klimatizáciu s výkonom 3,5 až 4 kW. Keď si zoberiete pár ihiel a obehovým čerpadlom dostanete ochladenú zem s teplotou 8 °C do stropu, ktorý má potom 18 či 20 °C, tak to v strope chladí. No nechladia kilowatty, ale watty, nakoľko obehové čerpadlo potrebuje na svoju činnosť len 20 alebo 30 W.
Čiže ide o pasívne chladenie, teda bez potreby zapnutia kompresora.
Áno, výborne. Je to preliatie energie zo zeme do domu. Nevenujeme sa ničomu inému, len prelievaniu energie z jednej strany do druhej. Nevyrábame teplo plynovým kotlom, ktorý by emitoval CO2. Venujeme sa teplu, teplej vode a chladu spôsobom prelievania energie zo slnečného žiarenia do panelov. Z nich ide energia do zeme, v ktorej si ju odložíme, a v istom čase si ju zoberieme späť. Áno, v zemi stratíme 10, 20, možno aj 30 %, ale teplo zadarmo zo slnka je úplne v inej kategórii. Keď mám z prírody energiu a teraz z nej stratím 30 %, tak som stále ušetril na elektrine. A ušetril som i teplo a, samozrejme, emisie. Takže preto sme vyvinuli tento systém.
Z panelov dostanem energiu pomocou výmenníka dovnútra objektu a pomocou potrubia a pulzujúcej vody ju posielam do geologického podložia, do energetických ihiel. Je tam dole, no v zime si ho zase zoberiem.
Zrejme nejde o žiadny štandardizovaný prístup, ktorý uplatňujú bežní producenti „zelených“ technológií.
Nemyslím si, že sa tomu venuje bežný výrobca tepelných čerpadiel. Oni potrebujú vyrobiť tepelné čerpadlo, zarobiť a vyrobiť ich tisíce. A používateľ s nimi môže mať aj starosti... napríklad sa tepelné čerpadlo pokazí presne vtedy, keď je to najväčší problém, napríklad tri dni pred sviatkami. Za 40 rokov používania tepelného čerpadla u mňa na dome to bolo určite päťkrát, ak nie desaťkrát. Hovorím zo skúsenosti. A u rodinných príslušníkov to bolo rovnaké.
V článku sa ďalej dočítate:
- Ako výrazne možno s aplikovaním systému prelievania energie ušetriť.
- Koľko stoja energetické ihly a aké sú náklady v porovnaní s hĺbkovým vrtom.
- Aká je približná doba návratnosti systému.
- Aké parametre treba sledovať pri dome, ktorý má mať parametre zdravého bývania.
- Ako vyzerá rodinný dom, ktorý túto technológiu reálne využíva.
- Či a ako možno odoberať tepelnú energiu z krbového komína.
 "VC Miami: Nezastaviteľný Verstappen ovládol aj kvalifikáciu. Obe Ferrari so špeciálnym lakovaním hneď za ním | Šport.sk")
