Re: A což takhle dávat zrcadla?

D@1imi1 Hrušk@,2023-11-19 23:15:51

Je to kontraintuitivní, ale zrcadlo má albedo zřetelně horší než nejbělejší materiály. Normální zrcadlo má odrazivost asi 85%, vyleštěné stříbro asi 90%, avšak síran barnatý celých 97%! To znamená, že pohltí 5x méně záření, než pohltí obyčejné zrcadlo.

Můžete si v rovnoměrně osvětlené místnosti udělat pokus, že na jednu bílou stěnu umístíte zrcadlo tak, abyste v něm mohl pozorovat bílou stěnu na opačné straně místosti - na rozhraní rozhracadla a stěny potom uvidíte, že skutečná stěna je výrazně světlejší než ta odražená v zrcadle.

Odpovědět

Re: Re: A což takhle dávat zrcadla?

D@1imi1 Hrušk@,2023-11-19 23:18:21

P.S. tím pokusem samozřejmě neporovnáte albedo Vaší stěny a zrcadla, ale uvidíte na tom, že zrcadlo zdaleka neodráží všechno dopadající světlo.

Odpovědět

hybridní kolektor

Josef Sedlák,2023-11-19 11:55:43

Nelze náhodou jako energetické zvěrstvo nazvat dosavadní běžný postup, kdy jsou na střechu objektu instalovány FVE panely s předepsaným odstupem od střechy, aby se využilo jen 20% energie v elektřině a aby byl zbytek energie odvětráván do vzduchu jako odpadní teplo? A jinak než zvěrstvo na druhou už nelze nazvat nyní dost častý postup, kdy je teplo v objektu vyráběno až z té elektřiny!
Triviální fyzikální úvaha vede k myšlence hybridních kolektorů, které zužitkují maximum energie rovnou. Jak energii fotovoltaickou, tak i tu tepelnou.
Přitom jen stačí změnit nosný prvek solárních článků! Solární články netmelit zezadu na krycí přední sklo, ale tmelit je zepředu na doplněný zadní tepelný sběrný plech s trubičkami. A krycí přední sklo pak umístit s odstupem nad plechem s články. Hybridní kolektor by tak byl na světě! Pak stačí v úvaze pokračovat trochu jinak, než prý nyní provádějí výzkumy na ČVUT, kde chlazení panelu při plném zásobníku tepla snad zamýšlejí opět vzdušnou přirozenou ventilací panelu, aby nedošlo k přehřátí článků.
Je jasné, že každá velikost akumulačního tepelného zásobníku bude nedostatečná (jako to dříve platilo o velikosti HDD na PC) a zásobník v létě nakonec dosáhne maximální teploty, kdy by hrozilo přehřátí FV panelů. Nicméně varianta sestavy hybridních panelů s trvalým vodním chlazení FVE odběrem tepla do akumulačního zásobníku může být snadno ještě doplněna chladičem (jako u auta). Po nabití zásobníku trvá vodní chlazení, ale teplo začne chladič předávat do vzduchu (dole za domem).
Přitom elektřina na čerpadlo odběru tepla, na větrák chladiče a na řízení soustavy představuje u FVE instalace jen malý zlomek elektřiny z produkce sady panelů. Hybridizace vodního chlazení by snižováním teploty fotovoltaických článků naopak zvyšovala FVE výkon a eliminovala by také riziko hot-spotů. Zvýšení ceny na konstrukci tepelného jímání by nahradila produkce tepelné energie navíc.

Energetickou cenou by sice byl pokles FV výroby elektřiny vinou reflexe. Dosavadní řešení FVE má shodný index lomu skla a transparentního plastového tmelu mezi sklem a články, aby nevznikalo žádné optické rozhraní sklo-tmel. Hybridizace by tak částečně snížila výslednou produkci elektřiny, ale v určitém rozsahu odběru tepla by naopak zase lepším chlazením výkon zvýšila. Navíc by ale současně poskytovala také přímou produkci tepla. Byť samozřejmě s nižším tepelným ziskem, než mají specializované tepelné kolektory. Sloučení obou funkcí do jednoho zařízení by určitě bylo celkově levnější a přineslo by to daleko větší celkový efekt bez navýšení plochy.
Dokonce by šlo hybridizovat i stávající FVE panely doplněním zadního sběrného plechu. Zůstalo by ale chlazení článků prostřednictvím prostupu tepla čelním sklem, takže by tepelný zisk byl nižší.

Odpovědět

Re: hybridní kolektor

Josef Cupánek,2023-11-19 12:24:38

Přesně toto mě napadlo už před nekolika lety. Mám ale obavu, že konstrukce panelů by se tak prodražila, že by zájem o ně byl mizivý.

Odpovědět

Re: Re: hybridní kolektor

D@1imi1 Hrušk@,2023-11-19 12:58:27

Přesně tak. Z hlediska praktického to nedává smysl a to hned z několika důvodů:
1. Komplexita, náklady na pořízení a údržbu by raketově vzrostly.
2. Účinnost není u solární energetiky zásadní faktor. Náklady na panely tvoří hlavně pořizovací cena a jejich mechnická instalace. Deset panelů s účinností 20% vyrobí více energie než jeden panel s účinností 60%, který je desetkrát dražší.
3. Elektřina je nejušlechtilejší forma energie, nízkopotenciálové teplo (které byste získal z kolektorů) naopak nejhorší forma energie.
4. Solární kolektory fungují jen při přímém osvitu. Při difúzním záření vodu neohřejou. Jenže při přímém osvitu máte také o řád více elektřiny, takže nemá smysl ještě těžit nízkopotenciálové teplo.
5. Tepelný kolektor by musel být izolovaný od okolního vzduchu. To by znamenalo dát před před solární panel ještě izolační sklo, které by ale pohltilo část viditelného spektra a elektrická účinnost by klesla.

Mnoho elektrikářů si dnes svépomocí instaluje panely jen na ohřev vody v bojleru (bez využití v domácí síti). Je to totiž nákladově efektivní, spolehlivé. Není potřeba instalovat drahou elektroniku, která by dodávala elektřinu do 230V sítě. A oproti solárním kolektorům, které sice při přímém osvitu mají vyšší účinnost, funguje fotovoltaika i při difúzním osvětlení.

Odpovědět

RE: hybridní kolektor

J. Sedlák,2023-11-19 15:30:35

1.Žádné raketové náklady by se nekonaly:
a) Sklo - už FV panel má
b) Nosný rám z hliníkových profilů už FV panel má (to sklo v něm už je - nese ty FV články)
c) FV články už FV panel má
d) na transparentní tmelení pod sklo musí být speciální plast, zatímco tmelení zezadu by rozšířilo materiálově možnosti tmelu (a asi i tepelně)
2.Doplnit pod stávající rám FV panelu jímací plech s trubkami a spodní krycí plechovou krabici s izolací rozhodně znamená daleko menší náklady, než je cena FV panelu. Váš odhad desetinásobku je holý nesmysl.
3.Co je špatného na tom po značnou část roku využít odpadní teplo pro získání tepla? Zaplevelit si střechu drahými fotovoltaickými panely a ze 4-násobné plochy pak přes ně získávat teplo, přestože ho lze získat rovnou? Jen pro "ušlechtilou" elektrickou energii. Že se na tu "ušlechtilost" nehledí například již dávno (alespoň 30let) a že tremvaje stále brzdí do krabice na střeše (místo do troleje) jako pohonář beru dost těžce. Ještě větší zločin je to u lokomotiv.
4.Není pravda, že termické kolektory potřebují přímé osvětlení. Asi jste nikdy neodstavil auto při lehce zastřené obloze, kdy se vnitřek také vyhřeje. A termické kolektory jsou na tom lépe než auto.
5.Asi jste si neuvědomil, že v tom popisu právě již to krycí sklo bylo. Totiž to sklo FV panelu, které by nadále zůstalo v tom rámu, jen by se FV články přemístily s odstupem na ten jímací plech
6. Aplikace stejnosměrného výstupu z FV článků na ohřev bojleru není až tak jednoduchá. Rovnou DC napětí do těles bojleru a termostatu pustit nelze. Termostat by se spekl obloukem. Standardním řešením je speciální střídač pro tyto účely - jednodušší a levnější. Šlo by to také řešit velmi proudově předimenzovanými stykači, které by se DC proudem nespekly. A jejich cívky by spínal ten termostat. Samozřejmě pak ještě nastává problém s napětím těles v termostatu a v počtu FV panelů - aby se to sladilo, protože volíte skokově počet panelů na ta tělesa (třeba po 55V) a bez měniče pak se FV panel chová jako zdroj proudu (podle intenzity osvětlení). Napětí naprázdno má prakticky stále stejné (s teplotním koeficientem), ale proud, který je schopen dávat závisí na osvětlení.
Při stejném zatížení odporem topného tělesa bojleru pak nastane právě to, že buď budou tělesa topit při plném slunci (a při zatažené obloze se napětí zhroutí a nebude to topit vůbec) nebo budou muset mít malý výkon a při plném sluníčku se ten výkon FV panelu nevyužije. Nebo to komplikovaně různě spínat těmi stykači. To jest pan Ohm v praxi a charakteristika FV panelu. Právě proto se standardně používá ten jednoduchý měnič.
7.Ohřívat vodu drahou fotovoltaikou je pitomost. Leda jedině proto, že raději si ohřeji nadbytkem elektřiny vodu, než si nechám elektřinu víceméně "zcizit" vykutálenými solárními tarify ČEZu.
8.Než zaplevelit střechu fotovoltaikou, ze které bude především profitovat ČEZ je už pak lepší k rozumně velké fotovoltaice na 4x menší ploše střechy (než bych získal elektřinu pro ten bojler) osadit termické kolektory a to teplo (za daleko nižší investice) brát rovnou. To je fyzika, kterou lze kácet jen nesmyslnými dotacemi na FV místo rozumného mixu. Ten mix přinese za méně peněz více muziky. Monokultura je zlo na poli v lese, ale i na střeše.
9.Hybridizace kolektoru by sloučila tepelnou a elektrickou funkci do jednoho zařízení a navíc by chlazení článků omezilo hot spoty. Kdo má střechu, na kterou nepadne nikdy někam žádný stín stromu....? Výrobce panelu je z obliga - nesmí po celou dobu a po celý rok nikam padat stín. Vadí do víc v létě při větších teplotách.
10.Žrouti elektřiny by si mohli kupovat drahé FV panely a zaplevelit si střechu. Rozumně velké instalace by si vystačily s pár hybridními kolektory a uživatel by měl po značnou část roku jak elektřinu, tak i teplo.
11.Samozřejmě to vyprojektovat a namontovat by předpokládalo český um, který by přinesl maximální cenově-uživatelský zisk. Blbě aplikovat drahou fotovoltaiku, která by na daleko větší ploše přinesla stejný energetický efekt, dokáže (ač často velmi neodborně) snad každý.

Odpovědět

Re: RE: hybridní kolektor

Florian Stanislav,2023-11-19 18:52:30

--> J.Sedlák
"Nicméně varianta sestavy hybridních panelů s trvalým vodním chlazení FVE odběrem tepla do akumulačního zásobníku může být snadno ještě doplněna chladičem (jako u auta). Po nabití zásobníku trvá vodní chlazení, ale teplo začne chladič předávat do vzduchu (dole za domem)."
Komentář: Předpokládám, že voda v zimě zmrzne, to jediná jednoduchá věc, jinak je to všechno hodně složité = drahé.
Mám to chápat tak, že vodní chlazení na střeše = tubičky s nemrznoucí směsí ( typ fridex s jedovatým ethylenglykolem, 1 litr koncentrovaný asi za 100 Kč), pak tepelně izolované trubičky ze střechy do akumulačního zásobníku a pak na zahradu a tam chladič (tedy ne tepelný výměník), který bez užitku odevzdá teplo vzduchu ?
Hybridní panely existují, odpadní teplo používají k ohřevu vody uvnitř domu
https://www.tribase.cz/sites/default/files/Hybridni%20FV%20panely.pdf
Je tam na str. 3 schéma systému v rodinném domě, str 5. a 6 schéma hybridního panelu ( teplotní pasta, teplotní hliníkový pohlcovač, teplotně izolační bariéra,).
Hodně jednodušší se jeví dávat fotovoltaické panely povinně na bedny obchoďáků typu Kaufland velikosti fotbalového hřiště. V létě je přebytek FV elektřiny, dole se neustále svítí a v létě se chladí obrovské bloky pro potraviny. No a střechu pod panely natřít bílou barvou.

Odpovědět

RE: hybridní kolektor_akumulace

J. Sedlák,2023-11-19 19:55:24

Samozřejmě, a to bylo již v původním textu, je dodatečný chladič jen jako zařízení proti přehřátí FVE panelů, když uvnitř domu není kam teplo jímat. Když akumulační zásobník (nebo bojler) dosáhne maximální teplotu nebo teplotu která bude limitní pro FV panely.
Narozdíl od klesických tepelných kolektorů, které se nechají "osudu" a teplota v nich dosáhne stagnační teploty, nelze nechat FV panel přehřát nekontrovatelně.
Proto ten chladič, který v místě s nižší teplotou teplo v případě přebytku vyzáří.

Stávající FV články se chladí samotížným prouděním horkého střešního vzduchu, který není schopen zabránit vzniku přehřátých hot spotů v místech zastínění panelů. Jsou natmeleny velice tenkou vrstvou transparentního tmelu na málo tepelně vodivé sklo. Kdyby byly natmeleny na tepelně vodivém plechu, hot spoty by nenastaly a plech by teplo rozvedl do plochy. Bude-li plech navíc ještě chlazen trubkovým registrem, bude chlazení na podobné úrovni, jako když se zvyšuje účinnost FV panelů jejich instalací na vodní hladině.

O vodě jsem hovořil jen jako o principu. Je jasné, že náplň by byla nemrznoucí jako u tepelných kolektorů, nikoliv fridex do chladiče auta.
Samozřejmě nejlepší je osadit FV spíše sklady a výrobní haly fabrik, které by bez akumulace elektřinu rovnou využily.
Nikoliv bezmyšlenkovitě všude tlačit jen FV panely. I třeba na paneláky, kde by termické kolektory zařídily na malé ploše střechy teplou vodu po značnou část roku pomocí tepelných zásobníků v bývalých prádelnách apod.

Je otázka, zda energeticky výhodnější je strop bez světlíků a celý den uvnitř svítit, jak se dělá teď i u výrobních hal. Možná s LED osvětlením se současnými parametry 170lm/W je lepší svítit a na střechu dát tu fotovoltaiku. Vše je nutné nejdříve spočítat a nikoliv si nechat vnutit FV jen kvůli dotacím.
Pro lakovnu, která potřebuje teplou vodu na oplachy bude nejspíš výhodnější kombinovat tepelné kolektory s FV panely. Pro domácí instalaci by mohlo stačit pár hybridních kolektorů.

Odpovědět

Re: RE: hybridní kolektor_akumulace

Florian Stanislav,2023-11-19 20:54:35

No dobře. FV panely s využitím tepla pro některé výrobní haly a sklady, tam ale asi spotřeba teplé vody nebude velká jako pro obytné bloky. Na vytápění to moc nebude, když přebytky tepla z FV jsou v létě. Střechy obytných bloků a paneláků jsou často ploché a plné antén a také se tam cpou tepelná čerpadla, je třeba souhlas všech vlastníků a jiné legrácky.
Gerofrost pro tepelné kolektory je lihový a po zředění 1:2 vyjde litr na 25 Kč.
Využití fotovoltaiky na střechách plochých kostek obchodních domů, kde se v létě chladí potravinové bloky o 106, výhodné určitě je. Svícení v blocích bez oken a s nucenou ventilací ( bez možnosti větrat) mi moc úsporné nepřipadá.

Odpovědět

Re: RE: hybridní kolektor

František Kroupa,2023-11-19 22:24:27

K bodům 6 a 7. Kolega si cíleně pořídil bojler se dvěma topnými tělesy, jedno na 23O V ze sítě, druhé napájí z fotovoltaických panelů. Nespíná to přes klasický elektromechanický stykač, ale přes polovodičový (hledejte SSR, polovodičové relé apod.); samozřejmě tam má pro případ nouze i poctivý spínač ("Tahem zapni ...").
Jinak to má vyloženě jako dodatečný doplněk, a také aby si pohrál (to je můj soukromý dojem :-)), řídicí elektroniku včetně dálkové správy si totiž dělal sám. Samozřejmě věděl, že účinnost fotovoltaiky je nižší než solárních (termických) panelů. Na druhou stranu odpadají problémy s transportem energie (cesta pro kabel se hledá daleko snáze než pro trubku s izolací - průměr, ohyby), výměník a také ochrana proti přehřátí (fotovoltaický panel stačí odpojit, u solárního by to chtělo přetlakový ventil).

Odpovědět

ohřev vody až z FV

J. Sedlák,2023-11-20 01:18:58

Když nebudu hledět na nějakou účinnost, mám zbytečný el. výkon z FV, mohu přímo napájet těleso bojleru ať již přes stykače SSR relé nebo spoustu CMOS cenově dostupných tranzistorů s odporem v sepnutém stavu v řádu zlomku ohmu. Musím ale buď vyčlenit ze sestavy FV panelů právě tolik, aby to dalo jak napětí, tak odpovídající výkon (4 panely 55V ; 550W ;10A), napěti bude odpovídat 2200W bude odpovídat jen na plném slunci. Jakmile ale bude trochu zastřené slunce, že by FV výkon odpovídal jen 400W na panel, tedy by dávaly jen 7,2A bude sestava 4panely + 2200W těleso úplně k ničemu. Těleso zatíží panely tak, že se napětí zhroutí a těleso v bojleru ohřívat nebude. Leda, že se do bojleru dá těleso 1600W a bude to ohřívat i při lehce zastřeném slunci. Ale pak i při plném slunci zatíží těleso tu fotovoltaiku také jen 1600W, přestože by fotovoltaika dala 2200W. Takže tepelná výtěžnost z plochy klesne ještě pod 20% účinnosti těch kolektorů. BUde-li hlavním motivem jednoduchost a nikoliv náklady/efekt, lze samozřejmě ze sady FV panelů napájet DC napětímto těleso v bojleru. Ať již je spínacím prvkem cokoliv. Termostat v bojleru ovládá relé a jednou se spíná síť a jindy se spíná DC napětí z FV panelů.
U fotovoltaiky, u které budeme chtít nějakou návratnost se asi měniči nevyhneme.
Ne nadarmo mají měniče řízení MPPT, aby z panelů dostaly maximální výkon. 6 panelů za 35tis, měnič za 55tis. 4 panely budou na 3f měnič málo.
Tepelné kolektory budou mít minimálně 4x větší tepelnou výtěžnost z plochy a budou i bez měniče ohřívat vodu při plném i při částečném svitu.A celkově sestava na teplou vodu pro 1/2 roku funkce v roce vyjde tepelnými kolektory levněji, když se použije rovnou kombinovaný bojler vyhřívaný výměníkovým hadem přes léto a el. tělesem v zimě (nebude-li k dispozici levnější zimní teplo z jiného zdroje).

Odpovědět

Re: ohřev vody až z FV

Jiri Tesitel,2023-11-20 07:28:15

No, ale 6 panelu (300V 2700W) lze sehnat kolem 16 tisic, material na montaz na strechu kolem 9, jistice, prepetovky, rele kabely kolem dalsich 9 tisic, menic MPPT delany doma 3tisice, kupovany cca 10tisic. Menic je potreba, nejen kvuli MPPT, ale i kvuli rozpinani (DC proud blbe zhasi oblouk). Jednoduchy menic pro bojler dava smysl, protoze nestoji 60tisic, neni potreba baterka a ta investice je Vyrazne nizsi.
Nepotrebuju trubky, ohriva to i pri zatazeny obloze, ohriva to na vysokou teplotu i pri zatazeny obloze (ty patrone je jedno, kolik ma voda v bojleru stupnu, tomu solarnimu kolektoru ne, ten ohriva jen do nejaky teploty vystupni vody), nepotrebuju resit prebytky energie v lete (expanzka na kolektorech, nebo nadrz s kapalinou a vypousteni kolektoru)

Odpovědět

Re: ohřev vody až z FV

Petr Nováček,2023-11-20 16:29:45

Napětí z panelů se v závislosti na intenzitě slunečního záření příliš nemění. V závislosti na teplotě ano - asi 3,5% na 10 stupňů. Takže při 70 stupních na panelu má panel o 15% nižší napětí než při 25 stupních. Pokud je naopak hodně zima, tak se napětí zvyšuje. Takže když svítí málo - intenzita třeba 1/5 oproti létu v poledne, tak jde do bojleru skoro stejné napětí, ale bojler se ohřívá na tu 1/5.

Odpovědět

Re: Re: ohřev vody až z FV

D@1imi1 Hrušk@,2023-11-20 20:22:01

@Petr Nováček
Proč by se mělo napětí panelů výrazněji měnit s intenzitou osvětlení? Napětí je dané konstrukcí panelu. Co se mění s osvětlením, je proud. A když budete z panelu odebírat větší proud, než je panel při daném osvětlení schopen poskytovat, drasticky vám klesne i to napětí. Proto se panely používají spolu se solárním regulátorem, který nedovolí odebírat příliš velký proud, aby nespadlo napětí panelů a mohly tak vyrábět s optimální účinností.

Odpovědět

Re: hybridní kolektor

Jirka Naxera,2023-11-20 15:06:16

Hm, tohle se delalo pred 40 lety bezne. Dopredu sklo (bohatsi tam dal dvojite), dozadu polystyren, dovnitr se navinula cerna hadice a clovek mel 6 mesicu v roce teplou vodu zadarmo s minimalnimi naklady.

Ale pocitam, ze Vas navrh by ty panely ponekud hodne prodrazil. Ty trubicky by urcite nebyly z cernoty (to by pekne omezilo zivotnost) takze nemale naklady za material, plnit to Fridexem kvuli zime, ....

Odpovědět

Re: Ohrivani budovy cerne barvy?

D@1imi1 Hrušk@,2023-11-19 13:06:15

Aniž bych byl fanouškem FVE - máte představu, kolik procent městského povrchu ty panely pokrývají? Navíc až donedávna byly všechny ploché střechy z černého asfaltu. Až v posledních letech se na ploché střechy více používá světlý polyuretan (což je rozhodně krok dobrým směrem). A tradiční krytiny používané na šikmých střechách také nemívají zas tak vysoké albedo.

Odpovědět

Re: Ohrivani budovy cerne barvy?

Petr Nováček,2023-11-20 11:21:33

Normální je dát si na střechu černou barvu krytiny, aby se nevytvářel tolik mech. V tomto případě je i účinnost 22% lepší než stávající černá střecha. Bílá fasáda, která odrazí energii na černý asfalt na silnici také ničemu nepomůže.

Odpovědět