Návrh plochy kolektorů

V soutěži o zákazníka jde téměř vždy o cenu. A tak se šetří. Nejčastěji na počtu a kvalitě kolektorů, protože od nich se odvíjí cena solární soustavy. Od nich se ovšem také odvíjí energetická úspora. V žádném ze soudních sporů o solární soustavu kombinovanou s vytápěním, které jsem posuzoval, nepřesáhlo výpočtem stanovené roční pokrytí potřeby tepla 7 %. Někdy je to 5 %, jindy třeba i jen 3 %. Docela tragikomické je pak konfrontovat takový výsledek s emailovou komunikací předcházející realizaci solární soustavy zákazníkovi: „dám vám ještě jeden kolektor navíc, a bude vám to topit celou zimu“. Už není taková legrace, když známá zahraniční firma s českým zastoupením ke svým trubkovým vakuovým kolektorům napíše přímo soudu vyjádření ve znění: „naše kolektory fungují i když sněží a prší“, a ony přitom svou účinností nesplňují ani podmínky vyhlášky 441/2012 Sb [1].

Samozřejmě, pokud firma nainstaluje na rodinný dům s tepelnou ztrátou 15 až 20 kW pouze 3 kolektory a kombinovaný solární zásobník napojí na otopnou soustavu 75/60 °C, lze počítat pouze se zanedbatelným přínosem pro vytápění. Soud se vždy ptá, zda solární soustava je funkční. Co to znamená? Že na kolektory dopadá sluneční záření? Že běží oběhové čerpadlo? Že se teplo předává do zásobníku? Nebo že instalace přináší očekávanou úsporu energie? Při dotazu soudu na funkčnost dané solární soustavy si zpravidla vypomáhám příměrem s vodovodním kohoutkem. Pokud zcela otevřete kohoutek a on Vám jen kape, je to funkční kohoutek?

O to víc pak chybí ona základní dohoda ve smlouvě, která definuje, co znamená funkční. Dohoda vyjádřená energetickým přínosem, alespoň rámcovým výpočtem přiloženým ke smlouvě. Je jasné, že se zjednodušeným výpočtem těžko plně postihne realita provozu, nicméně výpočet minimálně ukáže, zda vlastní návrh od počátku dává nějaký smysl při základních předpokladech. Doporučuji ke smlouvě přikládat výpočet energetického přínosu solární soustavy. Touto jasnou dohodou o návrhu solární soustavy a její funkci se obě strany chrání před pozdějšími spory.

Sklon a orientace kolektorů

I děti vědí, že v našich zeměpisných podmínkách nemá smysl dávat kolektory na severně orientovanou střechu, protože na ni nesvítí Slunce. O to víc překvapí, že si to neuvědomí (nebo nechce uvědomit) projektant, který navrhne solární kolektory na severozápadní část střechy. Naopak ještě úředníkovi Státního fondu životního prostředí odůvodňoval instalaci tvrzením, že použité solární kolektory mají speciální zasklení, které zalamuje šikmo dopadající paprsky na absorbér. Vydat posouzení takového tvrzení jsem původně považoval za špatný vtip, ale úředník sám rozhodnout nechtěl nebo neuměl. Pokud na severozápadní část střechy během krátké části dne v létě, kdy je osluněna, dopadne zlomek celodenní dávky sluneční energie, není co „zalamovat“. Je to také jeden z obvyklých mýtů, že prizmatická zasklení mají nějaké zázračné schopnosti zvyšovat významně příjem slunečního záření absorbérem. Rozdíl v ziscích při použití prizmatického solárního skla a běžného solárního skla je cca 1 %.

Na vlastní kůži jsem zažil ještě docela nedávno korespondenci s projektantem otopné soustavy, který nehodlal ustoupit (a nakonec opravdu neustoupil) z instalace solární tepelné soustavy pro vytápění se sklonem kolektorů 30° s maximálním přínosem v létě. Nechtěl pochopit, že v zimním období 3 kolektory nebudou ani ze čtvrtiny stačit pro teplou vodu a nemá cenu systém předražovat o cca 100 tis. Kč kombinací s vytápěním a zbytečně velkým kombinovaným akumulačním zásobníkem s dalším příslušenstvím (další čerpadlová skupina, expanzní nádoba, regulace).

Skoro se ostýchám zde doporučovat orientaci kolektorů k jihu a sklon podle druhu aplikace, kdy v podstatě pro většinu z nich platí sklon 45°. Ale realita mně přesvědčuje, že i fakta známá dětem je potřeba stále opakovat.

Kvalita kolektorů

Jak se pozná, že solární kolektory, které firma nainstalovala, nejsou nějaká třetí nebo čtvrtá „jakost“? Hodně napoví protokol z renomované zkušebny, na základě kterého firma udává technické parametry kolektoru, pokud ho má. Na stránkách dodavatelů ho však většinou laik nenajde, a pokud ano, tak stejně neví, co v něm hledat. Vodítkem může být certifikát Solar Keymark, značky kvality v systému evropské certifikace pro solární zařízení [2], který jednoduše říká, že kolektor byl vyzkoušen v souladu s evropskou normou třetí stranou. Neříká však, zda kolektor je nebo není účinný, pouze konstatuje údaje, avšak nezavádí energetická kritéria. Nicméně v technickém listu kolektoru dohledatelném v databázi systému Solar Keymark [3] se udává čistý roční zisk kolektoru v různých oblastech a při různých provozních teplotách vypočtený komplexním modelem zahrnujícím jako charakteristiku účinnosti, tak optickou charakteristiku [4]. A pro konkrétní kolektor lze zisk porovnat s údaji pro kolektory jiné.

Česká republika má své specifikum, že do vyhlášky zavádějící principy BAT (Best Available Technologies) v evropských zemích aplikované pouze na fosilní zdroje, zavedla v roce 2010 vyhláškou 349/2010 Sb. z dílny MPO minimální účinnost i pro solární kolektory a fotovoltaické moduly [5]. Referenční dokument o BAT [6] pro energetickou účinnost přitom výslovně uvádí ve svém předmětu (Scope of dokument), že byl vytvořen pro prosazení ustanovení směrnice IPPC [7] a „nepojednává o obnovitelných nebo udržitelných zdrojích energie…“. Jak už jsem zmiňoval v minulé části, z nějakého důvodu jsme v ČR na obnovitelné zdroje energie přísnější než v jiné části světa (za hranicemi), jako by byly něčím, co přírodě škodí.

To, že v současné verzi vyhlášky z roku 2012 [1] fotovoltaika chybí, je už podružná věc. Od začátku v ní totiž chyběla i tepelná čerpadla, která zřejmě elektřinu z neobnovitelných zdrojů v ČR nevyužívají. Přestože je v současném znění vyhlášky několik fyzikálních chyb způsobených úředníkem při kopírování textu ze staré verze, je jí možné s výhodou použít (při znalosti věci) alespoň jako jednoduchý filtr na solární tepelné kolektory ve smyslu: účinné – neúčinné. Je možné se na ní odvolat jako na legislativní dokument právě v případě soudního sporu. A například program Nová Zelená úsporám nastavil minimální účinnost podle vyhlášky jako kritérium zápisu solárních kolektorů do seznamu výrobků a technologií (SVT). Solární kolektory, které minimální požadavek nesplňují, nejsou hodny podpory. Nakonec tedy byla nesmyslná snaha ze strany MPO alespoň účelně využita pro odstavení těch nejhorších kolektorů od dotací.

Abych vyprázdnil pohár skepse až do dna, je nutné bohužel konstatovat, že papír ze zkušebny dokládající jeho parametry, snese v některých případech všechno. Skutečnost, že solární kolektor má protokol o zkoušce, ještě nic neznamená. Například některé protokoly z nejmenované polské zkušebny byly zřejmě vystaveny na solární kolektory pracující na jiných než fyzikálních principech. Onu instituci v současnosti už v seznamu oprávněných zkušeben naštěstí nelze dohledat, s jejím dědictvím se potýkáme dodnes. Ve finále je to však problém firem, které solární kolektory s nadhodnocenými parametry účinnosti používají, protože v reálné instalaci nemohou dosáhnout slibovaného přínosu.

Skutečná kvalita konkrétního solárního kolektoru nainstalovaného na konkrétní střeše se nepozná snadno. Kolektory ať už ploché a zvlášť trubkové vakuové vypadají v podstatě všechny podobně. Zda jsou vakuové kolektory stále ještě vakuové (myšleno s vysokým vakuem na úrovni mPa) lze poznat orientačně změřením povrchové teploty zasklení (třeba i ohmatem), měla by být někde na úrovni teploty okolí i při jasném dnu. Energetická kvalita, účinnost či výkon konkrétních kusů nasazených v dané instalaci se v případě pochybností nepozná bez nasazení měření na místě a porovnáním měřeného výkonu s výkonem vypočteným komplexním matematickým modelem [8] v minutovém kroku, kde vstupem výpočtu jsou deklarované parametry kolektoru (charakteristika účinnosti, optická charakteristika) a provozní podmínky (klimatické, teplotní) identické s měřením. Druhým, podstatně dražším způsobem je demontáž a ověření solárního kolektoru v akreditované laboratoři.

Poděkování

Tento příspěvek vznikl za podpory Evropské unie, projektu OP VaVpI č. CZ.1.05/2.1.00/03.0091 – Univerzitní centrum energeticky efektivních budov.

Odkazy

• [1] Vyhláška č. 441/2012 Sb. o stanovení minimální účinnosti užití energie při výrobě elektřiny a tepelné energie, MPO 2012.
• [2] The Solar Keymark – CEN Keymark Scheme, http://www.estif.org/solarkeymarknew
• [3] The Solar Keymark Database, List of certified solar collectors, http://www.solarkeymark.dk/CollectorCertificates
• [4] Solar Collector Energy Output Calculator (ScenoCalc): a programme for the calculation of annual solar collector energy output, http://www.estif.org/solarkeymarknew/public-area/calculation-tool
• [5] Vyhláška 349/2010 Sb. o stanovení minimální účinnosti užití energie při výrobě elektřiny a tepelné energie. MPO 2010.
• [6] Reference document on Best Available Technologies for Energy Efficiency, 2009.
  http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/BREF/ENE_Adopted_02-2009.pdf
• [7] Evropská směrnice 2008/1/EC o integrované prevenci a omezování znečištění
• [8] Matuška, T.: Hodnocení výkonnosti solárních kolektorů, TZB-info, 2011,
  http://oze.tzb-info.cz/solarni-kolektory/7091-hodnoceni-vykonnosti-solarnich-kolektoru

Komentář recenzenta
Ing. Jiří Matějček, CSc.

English Synopsis

Úvod

V rámci výzkumných úkolů na ČVUT mimo jiné zpracovávám znalecké posudky na solární tepelné soustavy pro rodinné i bytové domy. Na jednu stranu je to zkušenost k nezaplacení, na druhou stranu při takové práci vidím především odvrácenou stranu oboru – nefunkční solární soustavy. Naštěstí jich není nekonečná řada. Ale někdo může namítnout, že nefunkční solární soustavu pozná pouze odborník nebo rejpal a že těch nefunkčních může být daleko víc, než se zdá. V předvečer spuštění dalšího kola Nové Zelené úsporám může být užitečné sumarizovat, jakých chyb se montážní firmy dopouštějí. Někdy se jedná o chyby natolik zbytečné, že je nutné je ukázat jako odstrašující příklad. Na chybách druhých se nejsnadněji učíme, nic nás to nestojí. Z chyb je dobré si vzít ponaučení. V následujícím třídílném seriálu se pokusím vyvodit z nabytých zkušeností i některá doporučení – doporučení „jak se vyhnout soudnímu znalci“. Nicméně, občas odbočím i k jiným tématům, které s instalacemi solárních soustav souvisejí.

Předem jen upozorňuji, že seriál nedokládá, že solární tepelné soustavy jsou špatné. Stejně pomýlené instalace lze najít v oblasti tepelných čerpadel, fotovoltaiky, kotlů na biomasu nebo v oblasti plynových a uhelných kotlů. To, že se profesně zabývám především solárními soustavami, vůbec neznamená, že nebudu kritický k chybám, které občas děláme. To není sebemrskačství, pouze snaha předcházet problémům a vršení dalších chyb.

Montážní firma

U rodinných domů se zatím jednalo převážně o spory týkající se soustav přípravy teplé vody kombinovaných s vytápěním. V bytových domech se instalace týkaly pouze přípravy teplé vody, do systémů s přitápěním se naštěstí v bytových domech firmy příliš nepouštějí. Zatím byla chyba vždy na straně dodavatele, tzn. montážní firmy. Smutné je, že případy, kdy se zákazník soudí s dodavatelem, se táhnou zpravidla více než 5 let (poslední řešený případ je z roku 2000!) a stojí to všechny zúčastněné strany minimálně čas a nervy. Stranu, která spor prohraje, pak i značné peníze převyšující původní částku, o kterou se vede spor.

Ano, je to částečně daň za překotný rozvoj solární tepelné techniky v České republice v posledním desetiletí. V dobách před Zelenou úsporám existovaly v ČR cca desítky vcelku ověřených a zaběhlých firem se specializací na solární techniku, které se často navzájem znaly a uznávaly. Tyto firmy jsou v oboru již od devadesátých let a mají dlouhodobou zkušenost spolu s ověřenými referencemi. Jakoukoli takovou firmu s historií dnes více než 20 let lze s klidným svědomím doporučit zájemci o instalaci solárního systému. To neznamená, že mezi „nově příchozími“ nejsou kvalitní firmy. Problémem však je, že se spuštěním první vlny Zelené úsporám se do Seznamu odborných dodavatelů (SOD) [1] doslova přes noc zaregistrovalo několik tisíc firem, které ve svém portfoliu „umí solár“, a zde už je opravdu velmi těžké na první pohled oddělit zrno od plev. V podstatě jedinou kvalifikací firmy pro zápis do SOD tehdy bylo, že její zaměstnanec uměl vyplnit internetový formulář. Výhodou SOD bylo, že ukázal právě ta překvapivá čísla o počtu firem aktivních v oboru. Velikou nevýhodou bylo, že zájemci o instalaci solární soustavy pokládali SOD za seznam firem prověřených a pověřených pro instalace obnovitelných zdrojů energie Státním fondem životního prostředí (SFŽP). Očekávali záruku kvality, kterou však seznam neměl ani nechtěl být. Otázkou je, proč byl vlastně zaveden.

Z druhé strany přichází v současné době původně snad dobrý úmysl, ve svém důsledku však prostá šikana Ministerstva průmyslu a obchodu (MPO), v podobě osob ze zákona oprávněných instalovat zařízení využívající obnovitelné zdroje energie [2]. Přestože MPO všude uvádí, že „osoby oprávněné“ jsou naplněním evropské směrnice o podpoře využití obnovitelných zdrojů energie [3], z jejího textu žádná taková povinnost nevyplývá. Naopak i v českém překladu se pouze praví, že mají být zpřístupněny systémy osvědčování nebo rovnocenné systémy kvalifikace. A tak to chápou i v okolních zemích, kde již systémy osvědčování běží řadu let na dobrovolné bázi. Osvědčení slouží firmám jako konkurenční výhoda na trhu, nikoli jako povinná vstupenka mezi vyvolené. Povinnost instalovat zařízení využívající OZE pouze oprávněnými osobami pod pokutou 100 tisíc Kč byla v ČR nastavena v zákoně úředníky MPO, pomineme-li možné tlaky organizací, která by z této povinnosti mohly profitovat. Osoba provádějící montáž, která chce mít oprávnění, totiž bude muset být vyškolena a vyzkoušena. Zadarmo to nebude. Každopádně v tomto případě nelze nadávat, že nám EU zase něco nařizuje. Nařizujeme si tento nadbytečný nadstandard sami. Češi Čechům.

Zajímavé na tom všem je, že v praxi tato povinnost povede k nevídanému paradoxu. Kotel na ekologické palivo (dřevo) může instalovat pouze schválená a oprávněná osoba, zatímco kotel na neekologické uhlí kdokoli. V čem je rozdíl? Pravděpodobně ministerstvo vidí v obnovitelných zdrojích daleko nebezpečnější zařízení, než jsou tradiční fosilní zdroje. Téma je od konce roku živé díky návrhu úpravy daného paragrafu zákona pouze pro případy podpořené z veřejných prostředků [4]. Důvodem je „potřeba garance, aby zařízení částečně pořízené z veřejných peněz byla instalována způsobem, který zaručuje jejich maximálně efektivní provoz“. O dotovaných kotlích na uhlí toto neplatí, protože uhlí máme zřejmě nadbytek, na rozdíl od všudypřítomného slunečního záření.

Ano, zdá se to trochu schizofrenní. Na jedné straně si stěžovat na úroveň firem instalujících solární tepelné soustavy, na druhé straně se stavět proti jejich povinnému školení a zkoušení. Povinnost zde ale nic nezaručí, zájem o naučení se řemeslu musí vzejít ze strany firem v rámci dobrovolného schématu. To je samozřejmě věc (světo)názoru, ten můj je přeci jen poněkud akademicky naivní.

Smluvní vztah – co je cílem instalace?

Stalo se obecným trendem oproti 90. letům, že projektová dokumentace k solární soustavě pro rodinný dům, ani alespoň ve zjednodušené verzi, „není potřeba“. A to ani v případě instalace kombinované solární soustavy, která by měla dodávat teplo ze solárního zásobníku okruhem s nuceným oběhem do systému samotížného vytápění. Kombinace, která by vyžadovala relativně složitý hydraulický výpočet a alespoň trochu promyšlené zapojení oproti realizaci, byla nainstalována tzv. z ruky. To, že nakonec takový systém nefunguje, případně i zhorší funkci původního zdroje tepla pro vytápění je jen logický důsledek.

Je nutné připomenout, že bez projektové dokumentace nelze ani řádně investorovi ukázat, jakým způsobem bude solární soustava začleněna do stávajícího systému vytápění a přípravy teplé vody, jaké stavební nároky bude mít realizace a další souvislosti z toho vyplývající. Pokud není k dispozici projektová dokumentace, nemá investor nic v ruce pro kontrolu realizace dohodnutého systému.

Zajímavé je, že zhruba v polovině mnou posuzovaných případů neexistoval jakýkoli výpočet energetických zisků či úspor, kterých by solární soustava měla dosáhnout. Co tedy dodavatel zákazníkovi nabízí a na jakém podkladě? Ano, existuje vrstva zákazníků, kteří si koupí solární soustavu, protože ji má soused. Nebo právě proto, že ji soused nemá. Nebo to jsou fandové do úsporných technologií. Ale tím základním a nezpochybnitelným účelem každé realizace solární soustavy zůstává úspora energie potřebné z neobnovitelného zdroje. Je opravdu poněkud divné, když firma realizuje solární systém pro vytápění dvěma důchodcům, kteří topí dřevem ze samosběru. Úspora primární energie se blíží k nule, ekonomická návratnost se blíží k nekonečnu. Pokud zákazník nedostane alespoň rámcovou informaci o očekávané úspoře energie, případně o úspoře provozních nákladů, soud to může posoudit jako klamání spotřebitele.

V té druhé polovině zmíněných případů výpočet energetických přínosů existoval, a to z důvodu instalací v rámci podpory ze Zelené úsporám, která ho vyžadovala. Zaráží mně, že „odborný dodavatel“ ze seznamu SFŽP neodkáže správně vyplnit ani jednoduchou excelovou tabulku parametrů pro bilancování solárních soustav. Nechci podsouvat záměr, ale výpočet přínosů byl ve všech případech, které jsem posuzoval, nadhodnocený. Samozřejmě také nechci zpochybňovat technickou úroveň úředníků SFŽP, kteří ty výpočty v žádostech kontrolovali, ale všechny výpočtově nadhodnocené solární soustavy díky nesmyslnému zadání parametrů byly podpořeny.

Bohužel, ve všech případech týkajících se rodinných domů byla předmětem smlouvy o dílo „dodávka komponent dle specifikace“. Předmětem smlouvy nebyla „funkční solární soustava přinášející ročně minimální úsporu XXX kWh“ nebo „pokrývající potřebu tepla z XX %“, ale pouze dodávka materiálu. A okolo této „dodávky“ se pak celý soudní spor točí. Žalovaný dodavatel se pak hájí „my jsme dodali, co si pan X.Y. objednal, tj. materiál dle specifikace“. Dodavatel jednoduše rezignuje na skutečnost, že by soustava měla jako celek nějak fungovat a něco přinášet.

Zde je jednoduché doporučení. Součástí smlouvy musí být písemný podklad o návrhu solární soustavy, tzn. způsob integrace do stávajícího systému (nebo návrh nového systému) přípravy teplé vody a vytápění a odpovídající energetická bilance, tzn. výpočet předpokládaného přínosu. Schéma a zakreslení do půdorysu zvládne projektant (nebo kdokoli v CAD) během pár hodin. Výpočet energetického přínosu v excelové tabulce [5], která obsahuje i návod a komentář, je otázka 5 minut, pokud jsou k dispozici technické parametry kolektoru. Provedení výpočtu navíc dá i realizační firmě náhled, že třeba zamýšlená plocha solárních kolektorů je příliš velká nebo má příliš nízký přínos a nedosahuje očekávané efektivity. Potom je možné v komunikaci se zákazníkem původní zadání upravit a případně namísto solární soustavy pro přitápění zvolit pouze přípravu teplé vody. Případně může firma, kterou samotný zákazník tlačí do nesmyslné realizace, takového zákazníka přepustit s úlevou své konkurenci. Někdy je to opravdu jediné řešení, pokud technické argumenty selžou. Zákazník bude vždy (i před soudem) považován za laika, který má právo problematice nerozumět. A pokud si usmyslí, že chce solární systém, který opravdu má topit ve dne v noci, v létě v zimě, pak je nutné jej odmítnout. A nikoli ho v tom podpořit, protože on tomu bude věřit. A má na to právo.

Poděkování

Tento příspěvek vznikl za podpory Evropské unie, projektu OP VaVpI č. CZ.1.05/2.1.00/03.0091 – Univerzitní centrum energeticky efektivních budov.

Odkazy

• [1] Seznam odborných dodavatelů programu Nová Zelená úsporám, dostupné z:
  http://www.zelenausporam.cz/vyhledavani/vyhledavani-dodavatele
• [2] Zákon 318/2012 Sb., kterým se mění zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií, ve znění pozdějších předpisů, § 10d
• [3] Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2009/28/ES, o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů
• [4] Společné stanovisko MPO a SEI k dodržování ustanovení § 10d zákona o hospodaření energií,
  http://www.mpo.cz/dokument154762.html
• [5] Bilance solárních systémů pro potřeby programu Zelená úsporám,
  http://www.zelenausporam.cz/ke-stazeni/519/4982/detail/bilance-solarnich-systemu-pro-potreby-programu-zelena-usporam

Komentář recenzenta
Ing. Jiří Matějček, CSc.

English Synopsis