přeskočit na hlavní obsah

Ekonomika solárních tepelných soustav

/up/images/featured/images/0-ekonomikasolaru.jpg

Ekonomika solárních soustav je často diskutovanou otázkou. Na jedné straně stojí sluneční energie jako zdroj tepla dostupný všude a zdarma, na druhé straně technická zařízení pro využití slunečních zisků, často složitá, komplikovaná a tedy i investičně náročná.

Motivace pro instalaci solárních soustav mohou být různé: od čistě svědomitého ekologického přístupu ve snaze snížit spotřebu primární energie svázané s produkcí emisí znečišťujících látek přes marketingový trend obrazu zodpovědného investora či obyvatele, až po striktně ekonomický pohled.

Právě ekonomické parametry solárních soustav jsou předmětem řady více či méně čísly podložených diskuzí a výsledky ekonomických analýz výrazně závisí na kvalitě vstupních údajů, často účelně zkreslených buď do kladných či záporných oblastí.

Pro vlastní ekonomické zhodnocení solárních soustav je nutné znát řadu parametrů, které mohou ekonomickou výhodnost instalace solární soustavy významně ovlivnit:
- investiční náklady solární soustavy
- provozní náklady
- energetické zisky solární soustavy
- úspora energie instalací solární soustavy
- diskontní sazba (míra ceny investovaného kapitálu)
- místní cena energie a její předpokládaný růst

Investiční náklady

Do investičních nákladů na instalaci solární soustavy je nutné započítat všechny výdaje spojené s instalací solární soustavy, od ceny studie, projektu, materiálu, dopravy a montáže po nezbytné stavební úpravy, které instalace solární soustavy vyvolá. Právě stavební úpravy (kotvení nosných konstrukcí k plášti budovy, zajištění hyd- roizolací, úpravy pro strojovnu, apod.) mohou investici do solární soustavy, především u bytových domů, významně prodražit a jsou místně specifické, obtížně postižitelné obecně statisticky.

Investiční náklady na instalaci solární soustavy jsou silně závislé na instalované ploše (apertury) a typu solárních kolektorů. Cena prvků solárních soustav souvisí s velikostí instalované plochy solárních kolektorů:
- objem solárního zásobníku tepla se odvíjí od potřeby tepla, na kterou je navržena plocha kolektorů
- výměník tepla přenáší tepelný výkon kolektorů, daný jejich plochou
- světlost potrubí je dána průtokem kolektory na základě celkového výkonu (plochy) kolektorů
- tloušťka tepelné izolace potrubí je dána světlostí potrubí
- oběhové čerpadlo je určeno na základě průtoku a tlakové ztráty související se světlostí potrubí
- objem expanzní nádoby primárního okruhu se odvíjí od objemu potrubí a instalovaných kolektorů.

Zároveň obecně platí, že čím větší je solární soustava, tím nižší jsou měrné investiční náklady na solární soustavu vztažené na 1 m2 instalované plochy solárního kolektoru a tím více celkové náklady závisí na ceně solárního kolektoru. Na obr. 1 je uvedeno typické rozdělení nákladů na solární soustavu pro různě velké soustavy s plochými solárními kolektory. Zatímco u malých soustav pro rodinné domy tvoří kolektory 30 až 40 % ceny instalace a měrné náklady se pohybují od 25 až do 30 tisíc Kč/m2, u větších solárních soustav nad 50 m2 je podíl kolektorů téměř 50 % a náklady mohou klesnout až na cca 15 až 20 tisíc Kč/m2. V případě trubkových vakuových solárních kolektorů lze očekávat náklady na solární soustavu o 25 až 50 % vyšší při stejné ploše kolektorů.

Cena solárních kolektorů vztažená na m2 apertury velmi ovlivňuje celkovou cenu investice. Ploché solární kolektory v průměru vykazují nižší měrnou cenu (poloviční až třetinovou) oproti trubkovým vakuovým kolektorům s plochým, resp. válcovým absorbérem (Sydney) bez reflektoru nebo s reflektorem. Na obr. 2 jsou uvedeny měrné ceny (bez DPH) různých typů solárních kolektorů vztažené k ploše apertury.

Další významnou položkou v nákladech jsou solární zásobníky a jejich příslušenství (izolace, expanze, jímky, čidla). Cena zásobníků se liší podle účelu použití (zásobníky teplé vody, zásobníky otopné vody), vnitřní povrchové úpravy (bez úpravy, smalt), případně použitého materiálu (uhlíková ocel, nerezová ocel). Na obr. 3 jsou uvedeny ceny solárních akumulačních zásobníků bez výměníků tepla (nádrže) a průměrné měrné ceny vztažené na objem zásobníku.

V neposlední řadě hraje v nákladech významnou roli i cena potrubí a tepelné izolace. Světlost potrubí hlavní větve primárního okruhu je dána velikostí kolektorové plochy, návrhem průtoku (nízký průtok, vysoký průtok) a hydraulickým návrhem (např. snaha o minimalizaci tlakových ztrát). Cena potrubí je výrazně dána jeho světlostí. Na obr. 4 (vlevo) jsou uvedeny měrné ceny měděného a ocelového potrubí pro různé světlosti. Je patrné, že u měděného potrubí cena od rozměru 42x1,5 začíná strmě růst. Proto se u větších solárních soustav měděné potrubí nahrazuje ocelovým. Pracnější montáž je kompenzována nižší cenou potrubí.

Pro snížení investice do potrubí se velkoplošné solární soustavy projektují jako soustavy s nízkým průtokem (low-flow, 10 až 20 l/m2.h) a vysokým ohřátím teplonosné kapaliny v kolektoru (nad 30 K). Solární low-flow soustava však zároveň předpokládá pokročilý systém řízeného nabíjení více zásobníků podle teploty, která je k dispozici na výstupu z kolektoru nebo řízeného teplotního vrstvení objemu uvnitř zásobníků samočinnými stratifikačními vestavbami či kombinaci obou přístupů.
Na světlosti potrubí závisí tloušťka tepelné izolace. Pro potrubí solárních soustav se obecně doporučuje tloušťka izolace rovná průměru potrubí, což zároveň přibližně odpovídá požadavkům vyhlášky [1] na instalaci tepelné izolace rozvodů tepelných soustav obecně. Na základě analýzy hospodárné tloušťky tepelné izolace je však možné stanovit hodnoty jiné (menší).

Na obr. 4 (vpravo) jsou uvedeny ceny používaných tepelných izolací pro primární okruh solárních soustav na bázi EPDM (uzavřená nenasákavá struktura, odolná UV, fmax= 175 °C) a minerální vlny (otevřená struktura, kašírovaná Al, ímax = 280 °C). I když cena minerální izolace je především pro větší světlosti potrubí velmi příznivá, je nutné v případě venkovních instalací počítat s použitím plechového nebo alespoň plastového opláštění izolace jako ochrany před atmosférickými vlivy (vlhkost, vítr).

Pro investiční náklady v případě dodávky instalace solárních soustav na klíč ve stavbách pro sociální bydlení lze uvažovat podle zákona o DPH [2] sníženou sazbu 10 %. Pro obytné budovy lze s ohledem na definici staveb pro sociální bydlení:
-    rodinný dům s celkovou podlahovou plochou menší než 350 m2
-    bytový dům, v němž jsou byty pouze s celkovou podlahovou plochou menší než 120 m2 uvažovat sníženou sazbu DPH v naprosté většině instalací solárních soustav v obytných budovách.

Dotace

Investiční náklady mohou být sníženy veřejnými podporami, bud' ve formě paušálního příspěvku na solární soustavu (rodinné domy), na bytovou jednotku (bytové domy), na m2 kolektorové plochy apod. nebo ve formě procenta z investičních nákladů. Paušální podpora z veřejných prostředků sleduje především maximalizaci solárního pokrytí, tzn. za daný finanční objem dotace se očekává co největší zisk a úspora (dotační program Zelená úsporám). Procentní podpora (dotace je poměrná částka z celkových investičních nákladů) sleduje i ekonomické parametry podpořené solární soustavy jako je investiční náročnost uspořené energie nebo úspory emisí, tzn. zda jsou veřejné finanční prostředky vynakládány efektivně (Operační program Životní prostředí).

Provozní náklady

Finanční prostředky vynakládané pro zajištění provozu solární soustavy působí proti úsporám zajišťovaným solární soustavou. Patří mezi ně především náklady na pomocnou energii pro pohon solární soustavy, servisní náklady na obsluhu a údržbu zařízení, případné opravy, náklady na pojištění apod. Obecně opět platí, že čím větší solární soustava, tím menší měrné provozní náklady vztažené k dosaženému zisku nebo kolektorové ploše.

Náklady spojené se spotřebou pomocné elektrické energie pro pohon solární soustavy (spotřeba čerpadel, regulace aj.) se pohybují u rodinných domů mezi 3 a 5 % tepelného zisku solární soustavy, zatímco u větších solárních soustav klesají pod 1 %.

Roční servisní náklady na údržbu a opravy je možné odhadnout ve výši 0,3 až 0,5 % z investičních nákladů na pořízení soustavy (bez dotace) [3]. Procento je nižší než u konvenčních zdrojů tepla, neboť opotřebení solární soustavy za standardních provozních podmínek je nižší. Čím větší je solární soustava, tím je možné uvažovat procento nižší. Údržba se skládá především z vizuální kontroly, kde náklady jsou z velké části spojené s dopravou. Výměna solární kapaliny (40 až 80 Kč/l) se provádí cca po 5 letech, výměna oběhových čerpadel po cca 10 letech, výměna zásobníků po cca 15 letech.   

Ing. Tomáš Matuška, Ph.D.

Odkazy:
[1]    Vyhláška 193/2007 Sb., kterou se stanoví podrobnosti účinnosti užití energie při rozvodu tepelné energie a vnitřním rozvodu tepelné energie a chladu.
[2]    Zákon č. 235/2004 Sb, o dani z přidané hodnoty.
[3]    Remmers, K., H.: Velká solární zařízení, Era 2007.

zdroj: Alternativní energie

Líbil se vám článek?

ano: 210     ne: 230

Doporuč


 

Poslat známému


logo © 2007 4-INDUSTRY, s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Ochrana údajů –  Podmínky při poskytování služeb