Jak zajistit obnovitelnou energii v rodinném domě?

Co je energie? Je věčná, vždy tu byla, je a bude. Nedá se zničit ani vyrobit, dá se pouze transformovat. Spotřeba energie rok od roku stoupá, proto ji nejprve snižme a poté hledejme a využívejme obnovitelné zdroje.

Na samotné zpracování energie potřebujeme další energii, tedy suroviny, ze kterých ji budeme získávat. Zdroje energie jsou primární a sekundární. Ty se pak dále dělí na obnovitelné, neobnovitelné a alternativní. Naším cílem je zajistit v domě obnovitelnou energii. Sem řadíme i některé alternativní zdroje, především rekuperaci.

Abychom lépe pochopili co je obnovitelná energie a jak ji zajistíme, pojďme si nejprve pár termínů převést do srozumitelného jazyka.

Alternativní zdroje

jak už samotný název napovídá, jsou alternativou k obnovitelným i neobnovitelným zdrojům (ropa, zemní plyn, uhlí):

• atomová energie
• rašelina
• rekuperace CNG (metan), LNG (zkapalněný zemní plyn), LPG (zkapalněný ropný plyn) a vodík. 

Rekuperace je proces přeměny energií.

• Aktivní rekuperace: zdrojem je tepelné čerpadlo. To odebírá teplo z vnějšího prostředí s pomocí malého množství elektřiny. Rozhodně se nevyplatí u starých domů.
• Pasivní rekuperace: zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu, ukládá se do akumulátorů. V zimním období je studený vzduch ohříván přes výměník tepla. Velice výrazná úspora neobnovitelné energie, používaná u „pasivních domů“.

Obnovitelný zdroj 

je ten, který se z hlediska člověka neustále obnovuje bez jeho zásahu nebo přispění. Například slunce, které patří mezi obnovitelné zdroje, je z vesmírného hlediska neobnovitelné, jednou se vyčerpá a zanikne.

• sluneční energie
• biomasa
• bioplyn
• větrná
• vodní
• geotermální
• volná

Sluneční energie je nejvyužívanější obnovitelnou energií. Můžeme ji dokonce využívat zcela zdarma aniž bychom si to často uvědomovali (skleněné tabule v oknech). Teplo ze slunce je využíváno od nepaměti, k ničení (Archimedův paprsek smrti) i k ohřívání obydlí – domy vytesané přímo do skály poskytují přes den chládek a v noci díky nakumulovanému teplu hřejí (Mesa Verde v Colorádu).

Pro naše účely zajistit obnovitelnou energii v domě se zaměříme především na energii ze slunce, pomocí kolektorů umístěných na střeše domu.

V našich podmínkách na 1 m² dopadá zhruba 1 kW sluneční energie. Slunce svítí na absorpční plochu černého kolektoru (černá barva pohlcuje nejvíce tepla). Kolektory jsou dvojího druhu: ploché a trubicové vakuové, které jsou naplněny nemrznoucí kapalinou.

Zatímco ploché kolektory předávají přímo teplou vodu, v trubicových probíhá vypařování tekutiny, kondenzování par a tím dochází k odevzdávání tepla.

Srovnání účinností: ploché 50-80%, trubicové vakuové 60-85% . Účinnost je pouze orientační, vždy záleží na klimatických podmínkách a orientaci domu. Pro naše podmínky vychází trubicové lépe, protože mají díky vakuu o dost menší tepelné ztráty.

Jako nejperspektivnější se jeví tepelná čerpadla, kde je energetický nosič vzduch. Jsou využitelná celoročně do -15°C.

Fotovoltaický systém: konverze (převod) slunečního záření bez pohyblivých součástek. Nic se neohřívá, ani nevyměňuje, a po instalaci systém 25 let vyrábí elektřinu. Jednotlivé fotovoltaické články (diody) jsou spojovány do panelů. Články jsou krystalické (monokrystal, polykrystal, amorfní) nebo tenkovrstvé.

Tady je jeden důležitý aspekt: pokud je používáte pouze na ohřev vody, všechnu energii sami nespotřebujete a dodáváte ji zdarma do sítě.

• Ostrovní fotovoltaický systém (off-grid) není napojen na elektřinu a má akumulátory.
• Hybridní fotovoltaický systém (grid-free) může pracovat i s distribuční sítí, avšak sám do ní energii nedodává. Spotřebovává energii ze solárních panelů a zároveň funguje jako záložní systém, má vyšší výrobu elektřiny a ohřívá vodu.

Zajímavostí je plynové tepelné čerpadlo

Kompresor stlačí teplonosné médium, čímž vzniká teplo (stejný princip jako u ledničky). Získané teplo přechází do kondenzátoru. Zatímco zdrojem klasického tepelného čerpadla je elektrická energie, zde jím je plynový spalovací motor. Plynové čerpadlo navíc dokáže využít i teplo z práce motoru.

Účinnost: i při teplotě -20°C má stejnou účinnost jako při teplotě +10°C. Je to velice zajímavá alternativa.

Kontroverzní, ale velmi elegantní, je volná energie

Realizace kvantového generátoru energie (QEG), byla inspirovaná rezonančním generátorem Nikoly Tesly. Jeho výkon 10 kW za spotřeby 1 kW energie se dosáhne rezonancí jádra. Po vyrobení oněch 10 kW se zdroj původního příkonu odpojí a připojí se k zpětnému odběru. Už žádný vnější příkon nepotřebuje a je soběstačný.

Jsou zde i další obnovitelné zdroje zajišťující energii pro domy a domácnosti, pro naše účely je však energie ze slunce a alternativní postačující.