Technická kancelář pro architekturu,
interiér a design ARCHING R & R

Energie Slunce – skladujme ji

a následně účelně využívejme v kvalitně zateplených domech. Sezonní zásobníky tepla v domech s akumulací do vody s rozpuštěnými solemi začali stavět první Švédové před 30 lety. Očekávané změny ve způsobu získávání a extrakce energie v investiční výstavbě dnes a v blízké budoucnosti budou více než aktuální.

Využívání vyspělejších, účinnějších a energeticky úspornějších výrobních a spotřebních technologii ve všech oblastech civilizačního rozvoje je stále závislé na spotřebě z primárních zásob energetických zdrojů (ropa, uhlí, zemní plyn, uran) a vlivem civilizačních a politických vlivů postupně narůstá podíl spotřeby z využití regenerativních obnovitelných zdrojů z energie Slunce (biomasa, vítr, voda, geotermální energie).

Energie Slunce

Porovnání Slunce a Země

Za jedinou hodinu Slunce vyzáří jen do plochy terče, který je tvořen profilem Zeměkoule, téměř 610·106 TWh zářivé energie. Teoretická účinnost přeměny této energie na jiný druh je v pozemských podmínkách až 95 %. Lidstvo na dnešní technické úrovni toto množství energie nestačí spotřebovat ani za jeden rok.

Slunce je tak silný zdroj energie, že lidstvo nikdy nemůže trpět jejím nedostatkem, pokud se naučí energii ze slunce využívat.

Naučí-li se to, může se zčásti vymanit z libovůle velkých energetických lobby a vlastníků surovinových nalezišť, kteří přes energii a ceny tvoří politiku, odčerpávají a maří tvůrčí potenciál, svazují spontaneitu a tím i odpovědnost a svobodu.

Obnovitelné zdroje energie mají okouzlující přívlastek: jsou VĚČNÉ a navíc aplikace solárních technologií je státy dotovaná místy až do výše 30 % a za poměrně výhodné vysoké výkupní ceny elektřiny předávané zpětně do energetické sítě – v ČR je úhrada 13,46 Kč/kWh.

V roce 2030 světové ceny za energie nebudou nižší a budou závislé na energetické strategii z Bruselu. V zemích EU má dosahovat instalovaný výkon z fotovoltaických článků 20 GWp a přesto bude uvedený podíl výkonu z celkové energetické bilance EU činit pouze 4 %. Stálé rozvíjení výzkumu a rozšiřování technologie „solárního procesu” zaměstná v budoucnu desítky dalších tisíc obyvatel nejen po Evropě (viz. EPIA – Evropská asociace fotovoltaického průmyslu, www.SHARP-Solar.ja).

S technologickým a politickým problémem snižování vysokých finančních nákladů na zavedení hromadné zlevňující se velkovýroby fotovoltaických solárních článků svým světovým prvenstvím si nejlépe vede Japonsko a jako druhé je v pořadí Německo, kde se aplikace fotovoltaických technologií úspěšně realizují v oborech stavebnictví bytových a rodinných domů, na stavbách občanského vybavení, v průmyslu, v dopravě, v zemědělství a projevuje se tak statisticky rapidní nárůst křivky instalovaného výkonu v MWp, který od 0 % postupně narůstá v jednociferném procentním podílu vzhledem k dočasnému využívání dostupných primárních zdrojů energie (viz BINE-Boon 2006 – Informationen und Ideen zu Energie – Umvelt, www.FIZ-Informationsdienste.de. V Německu byl v roce 2003 subvencován a zrealizován za státní podpory program „100 000 solárních střech”).

Produktem doby a trvale udržitelného rozvoje v oblasti techniky stavebnictví je plánování a realizace energeticky úsporných a soběstačných staveb domů s takřka nulovou spotřebou energie, které jsou výsledkem diskuse a spolupráce odborníků energetiky, ekologie, ekonomiky, architektury, stavební fyziky a dalších oborů. Jejich vznik je datován ve Švédsku a v dalších severských zemích Evropy v souvislosti s reakcí na první ropnou krizi v sedmdesátých letech minulého století. Tehdy bylo možno vidět u staveb na 62. rovnoběžce severní šířky obvodové sendvičové pláště budov škol s vrstvou 25 cm izolace z čedičové vlny.

Ti, kdo plánují a při stavbě aplikují uvedenou technologii energetické úspornosti budov, hovoří o solární architektuře a urbanismu.

U soudobé generace navrhovaných energeticky úsporných forem domů různých typologických druhů a podle rozsahu zapojení do „solárního procesu” mohou být za cenu zvýšených nákladů do investice podstatně minimalizovány finanční náklady na jejich budoucí provoz, protože cílem je dosažení energetické soběstačnosti (viz článek autora: „Lapače tepla v rodinném bydlení” v časopise Stavebnictví a interier, č. 2/2005

V našem středoevropském územním pásu, kde oproti jihoevropským státům se dosahuje srovnatelně nižších hodnot intenzity slunečního záření, je proto převažující těžiště zájmu ve využívání energie Slunce věnováno oblasti soukromé a průmyslové výstavby s cílem dosažení alespoň částečné energetické soběstačnosti u menších samostatných investičních celků.

Nabízí se zapojit do „solárního procesu” a částečné energetické soběstačnosti kromě soukromých domů pro rodiny také větší bytové komplexy, kde by extrakce energie Slunce byla optimální na osluněných pláštích průčelí a střech budov s možností jednak okamžitého využití a také k následné akumulaci a sezonní konzervaci energie tepla do vody (nebo do solných roztoků – sodium sulphidových – Na2S2) v superizolovaných skladech či bojlerech. Nabízí se proto ve vnitřní dispozici budov soustavně budovat zemní nebo nadzemní izolované vertikální nádrže na ohřev vody k následnému využití v zimních měsících. Vysoké a štíhlé zaizolované bojlery umožňují stratifikační připouštění a vypouštění vody v různých výškách podle teploty vody tak, aby vnitřní objem vody o různé teplotě příliš necirkuloval a vzájemně se nemísil. Nabízí se také myšlenka praktického zavedení dvojího rozvodu kanalizace a vnitřního vodovodu rozděleného jednak pro odběr pitné vody a dále na odběr užitkové vody do budov různých účelů. Ekonomická bude retence v nádržích dešťových vod pro účely opětného využití při dalších úsporách na spotřebě tohoto stále nedoceněného zdroje, kterým je VODA.

Bauer

První solární střešní tašky se objevily již před téměř 30. lety. Velmi propracovaný byl systém plastových střešních tašek s prolisem pro samospádný průtok teplonosné kapaliny firmy Bauer.

WC nemusíme zalévat a splachovat ve městech a venkovských sídlech pouze pitnou a drahocennou vodou.

Na velkoplošné rozměry zastřešení průmyslových hal a distribučních velkoskladů a velkoobchodů, postavených většinou na plochách hodnotné orné půdy v okolí krajských měst a obcí, lze aplikovat „solární proces” ve formě „nalepených” velkoplošných fotovoltaických pásů na stávající krytiny střešních plášťů a získat tak cennou energií např. pro klimatizaci a chlazení interiérů hal. U nově plánovaných halových komplexů, zabírajících cennou zemědělskou půdu, by investoři měli s dobrovolnou samozřejmostí vstoupit do „solárního procesu” a odvádět státu a obcím zpět získanou energii jako ekvivalent za trvalý úbytek z produkce na zemědělské půdě. Příkladem mohou být např. aplikace solárních fotovoltaických pásů EVALON firmy ALWITRA lepených na bitumenové krytiny, viz www.alwitra.de.

Odlišné přístupy projektantů a realizátorů jsou voleny při aplikaci metod ke zlepšení tepelně technických vlastností stávajících budov a při obnově stávajících komplexů historických, památkově chráněných budov zejména v centrech městských a venkovských sídel, kde pro zapojení se do „solárního procesu” a do energetické soběstačnosti bude volba aplikace metod ke zlepšení tepelně technických vlastností poněkud odlišná, odpovídající stavební technice a technologii, případně historickému a estetickému charakteru budovy.

Stávající historické budovy ve většině nevyhovují také z hlediska soudobých tepelně technických požadavků a proto soudobě požadovaný tepelný stav vnitřního prostředí před regenerací budov je zajišťován za cenu zvýšených energetických a provozních nákladů.

Stavební přístupy a užité stavební techniky regenerace historických budov budou zajisté zohledňovat také inovovaná hlediska orgánů památkové péče. Také objekty pod patronací památkové péče podléhají stavebnímu vývoji, dalším přestavbám a funkčním změnám, během kterých se životaschopným provozem a úpravami stavby přizpůsobují soudobým nárokům a výhledovým potřebám. Z hlediska pohledu ochránců životního prostředí, kam lze zařadit architekty a stavební inženýry a další navazující odborníky, by se měl celkově zkrystalizovat také názor na přijatelnost instalace různých modifikací integrovaných krytin se solárními kolektory, kapalinovými či fotovoltaickými, na stávajících střešních pláštích památkově chráněných historických objektů a dalších staveb ve venkovském prostoru. Jako námět uvádím systém firmy Bauer z roku 1980 – jednoduchá lisovaná tašková krytina na bázi umělých hmot, umožňující samospádový průtok solární kapaliny ve sklonu střechy.

V současných podmínkách technického rozvoje vibrolisovaných výrobků s aplikací vodotěsnicích betonů nebo pálených a glazovaných krytin by uvedený námět pro výrobce střešních energetických krytin mohl být komerční pobídkou k dalšímu výzkumu a realizaci nových možností při uplatňování „solárního procesu”. Příkladem je, mezi církevními stavbami, solární zastřešení kostela v Schönau v Badensko-Württembergsku. Nebo energetická střecha o ploše 600 m2 z měděných trubek, zalisovaných do měděné krytiny na budově Konsolidační agentury v Praze 7 – autor architektonického návrhu Milan Rejchl, 1985. Jiné solární aplikace přibližuje i doprovodná obrazová dokumentace.

Energetické výnosy ze solárních panelů v Schönau od července 1999 do června 2000. Instalovaný výkon od 239 modulů na střeše kostela může při nejlepších slunečních podmínkách vyrobit za jedinou hodinu 27,1 kWh elektrické energie. 192 modulů na obecním domě pak vyrábí 22,1 kWh. Pro výpočet průměrné roční výnosy fotovoltaického zařízení se používá Faustova formule: výkon zařízení ve špičce zmenšený o jednu pětinu, to vše krát 1 000. Při zaokrouhlení hodnot vychází jako roční odhad výtěžku celého zařízení (50 kWp - 10)*1000 = 40 000 kW. S výtěžkem 42 122 kWh za první rok provozu se odhadované očekávání naplnilo.

U různých typologických druhů stávajících a navrhovaných staveb, podle rozsahu zapojení do „solárního procesu spolu se skladováním tepla”, mohou být podstatně snižovány finanční náklady na jejich budoucí provoz, kdy cena za energie bude vážena jako „sůl nad zlato”.

Článek byl publikován v časopise Stavebnictví a interiér 8/2007

PDFEnergie Slunce je věčná – skladujme ji

Copyright © 2017 Arching R & R, Milan Rejchl | Made by 1u.cz