Energija in človek
Gospodinjstvo s štirimi družinskimi člani potrebuje letno 10 do 40.000 kWh energije za ogrevanje, 4 do 6.000 kWh za pripravo tople vode in 3 do 5.000 kWh električne energije za pogon gospodinjskih naprav, razsvetljavo, zabavno elektroniko in drugo.
Zmanjševanje rabe energije je bistveno za okolje (manj žveplovega dioksida, ogljikovega dioksida, pepela, prahu, ogljikovodikov, dušikovih oksidov itd.), pa tudi za ekonomijo tako posamezne družine, kot družbe v celoti (manjši uvoz fosilnih goriv, manjše potrebne investicije v nove energetske objekte itd.). Zmanjšanje rabe energije lahko dosežemo z učinkovito rabo in z izkoriščanjem obnovljivih virov energije.
Načini izkoriščanja sončne energije
Obnovljive vire energije lahko razdelimo v tri skupine:
- neposredno izkoriščanje sončnega sevanja (toplota, svetloba, fotovoltaika)
- posredni učinki sončnega sevanja (tekoče vode, veter, biomasa, ...)
- drugi viri (geotermalna energija, plima)
Najenostavnejša in najbolj razširjena uporaba obnovljivih virov je izkoriščanje
sončne energije.
Hiša s sprejemniki sončne energije
(SSE) 
Sprejemniki sončne energije - samogradnja
Pri pripravi tople vode je pri nas že dolgo uveljavljeno ogrevanje vode s sončno energijo s pomočjo sprejemnikov sončne energije.
Glede na to, da je strošek vgradnje naprave za pripravo tople sanitarne vode s sončno energijo dokaj visok, se je v svetu pojavilo kar nekaj poskusov samogradnje SSE. Najbolj uspešen je avstrijski projekt, kjer so izdelali že preko 300.000 m2 SSE, projekt pa poteka tudi v večjem številu drugih držav. Tako smo ta projekt dobili tudi v Slovenijo, kjer samogradnja poteka od leta 1993.
V teku izvajanja projekta v Sloveniji so skupine samograditeljev v letih 1993 do 1997 izdelale 435 m2 SSE. V letu 2000 izdelanih 107 m2 ter 185 m2 SSE v letu 2001.
Rezultati dobro organizirane skupine
v vasi Snovik leta 2001
(17 sistemov, 87SSE)
Način organiziranja skupine in dela v skupini
Delo s skupino poteka po naslednjih stopnjah
- prvi sestanek vseh zainteresiranih samograditeljev s predavanjem
- sestava skupine
- določitev posameznih funkcij znotraj skupine - vodje, finančnika, nabavnega
- dimenzioniranje posameznih naprav
- nabava materiala
- izbira prostora
- izdelava absorberjev
- montaža v manjših skupinah
- zaključni piknik in dogovor o nadaljnjem druženju
Skupina pri montaži
Izkoristek SSE in učinkovitost sistema - tehnični podatki
V Avstriji so opravili meritve izkoristka SSE izdelanih v samogradnji in rezultati so povsem primerljivi s tovarniško narejenimi SSE enakega tipa.
Sprejemnik je dolg 2 m in širok 75 cm, skupna površina je 1.5 m2. SSE se sestavljajo v eno, dve oziroma več vrst eno nad drugo ali v poljubni drugi konfiguraciji.
Stopnja pokritja potreb po toploti
za pripravo tople vode 
Za solarni sistem, namenjen pripravi tople sanitarne vode, lahko prikažemo tudi stopnjo pokritja letnih potreb po toploti, dobljeno s pomočjo računalniških simulacij. Izkaže se, da tipičen solarni sistem enodružinske hiše (5 SSE, 300 l hranilnik toplote, naklon strehe 35°, južna orientacija, lokacija stavbe v osrednji Sloveniji, 4 osebe s porabo tople vode 250 l/d, temperatura tople vode 45°C) pokrije v obdobju izven kurilne sezone približno 80% potreb po toploti, na nivoju celega leta pa je pokritje približno 50%! Na obali pa zaradi ugodnejših klimatskih pogojev dosegamo vrednosti okoli 90% oziroma kar 2/3 letnih potreb.
Letno zmanjšanje stroškov za pripravo
tople vode
Ob upoštevanju povprečne letne rabe tople sanitarne vode lahko določimo tudi prihranek, katerega dosegamo s takšnim tipičnim solarnim sistemom. Glede na vrsto uporabljanega goriva za ogrevanje in osnovno pripravo tople vode lahko za sodobne kurilne naprave ugotovimo, da na račun manjše porabe goriva oziroma energije v povprečnih razmerah letno prihranimo med 20.000 in 35.000 SIT. V najugodnejših klimatskih razmerah pa je mogoče na področju RS prihraniti letno med 25.000 in 45.000 SIT.
Prednosti
Izdelava v samogradnji prinaša naslednje prednosti:
- nižja cena
- investitor se med izdelavo spozna s sistemom za ogrevanje vode s soncem, zato ga lahko sam vzdržuje in opravi manjša popravila
- sistem je dimenzioniran pod strokovnim vodstvom
- samograditelj pridobi nekaj ročnih spretnosti
- pomemben je tudi socialni vidik druženja enako mislečih ljudi, ki se zavedajo pomembnosti učinkvite rabe energije, izrabe obnovljivih virov energije in to svoje prepričanje žirijo v svoji bližnji okolici
- država kot celota rabi manj energijskih virov
- zmanjša se onesnaženje okolja
Dimenzioniranje naprave
Najbolj ekonomično je, da so sistemi dimenzionirani tako, da lahko izkoriščajo sončno energijo od začetka pomladi (mareč) do konca jeseni (oktober), v času od novembra do februarja pa je, predvsem v kontinentalnem delu in kotlinah v Sloveniji, sončne energije premalo za učinkovito izkoriščanje. Potreba po sanitarni vodi je preko celega leta bolj ali manj enakomerna.
Za štiričlansko družino se najpogosteje uporablja 300 litrski kombiniran hranilnik toplote, ki ob normalni porabi tople vode zadostuje za dva dni. V kombiniranem hranilniku lahko vodo grejemo tudi s pomočjo kotla centralnega ogrevanja (pozimi) in z elektriko (dogrevanje poleti). Za tako velik hranilnik potrebujemo SSE površine 6 do 9 m2. V sončnem dnevu zadošča 6 m2, v delno oblačnih dneh ter spomladi in jeseni pa je večja površina priporočljiva. Kako veliko površino SSE bomo izbrali je odvisno od izračuna, cene SSE in ostalih zahtev uporabnika.
Shema vezave
Sistem je sestavljen iz naslednjih elementov:
- sprejemniki sončne energije
- povezovalne cevi, polnjene s sredstvom proti zmrzovanju
- hranilnik
- toplotni izmenjevalnik
- električni grelnik za dogrevanje
- črpalka
- regulacija z diferencialnim termostatom
- eden ali dva termomanometra
- raztezna posoda
- varnostni ventil
- protipovratni ventil
- odzračevalni lonček
- polnilno praznilna pipa
- zaporni ventil
Prikaz vezave sistema
V okviru projekta samogradnje izdelajo člani skupine sprejemnike sončne
energije in jih vgradijo v streho. Povezavo s hranilnikom in vgradnjo
vseh elementov, ki so potrebni, opravi strokovnjak.
Potreben material
Za izdelavo in montažo SSE v streho je potreben naslednji material:
- bakrena pločevina
- bakrena cev
- cin za spajkanje in tekočina za spajkanje
- solarni lak ali selektivni premaz
- lesene deske za podlogo
- lesene letve za okvir
- toplotna izolacija
- aluminijasti profil posebne oblike z naležno in vzmetno gumo za pritrjevanje stekla
- tesnilna votla guma in samolepljiva gumica za pod steklo
- zbirni vod - bakrena cev s priključki
- kaljeno steklo
- drobni material (vijaki, čistilne krpe, silikonski kit, L alu profil z gumo itd.)
Orodje za izdelavo SSE
Potrebno orodje
Orodje, ki ga skupina potrebuje za nemoteno delo, je skupini samograditeljev na voljo v okviru projekta, nekaj manjših kosov orodja pa ima vsak kar doma.
Potreben prostor
Za izdelavo absorberjev potrebuje skupina prostor širine 4 do 5 m in dolžine 10 m. V primeru slabega vremena je dobrodošla večja garaža ali lopa, sicer pa lahko skupina dela na dvorišču. Potrebuje še vodo za pranje absorberjev in mesto za barvanje SSE na soncu. Tudi prostor za piknik ob koncu dela ni odveč.
Skupina pri delu
Potrebno znanje in velikost skupine
Znanje, ki je potrebno za izdelavo sprejemnikov in tudi za montažo, je pravzaprav le ročna spretnost, potrebna pa je predvsem volja za delo. Skupina se razdeli v več manjših skupin. Ena skupina reže pločevino, druga krivi cevi, tretja pripravlja vse za spajkanje, četrta spajka, peta čisti že gotove absorberje. Vse to je potrebno opraviti v enem dnevu in dovolj spretna skupina, ki ima najmanj 12 članov, lahko naredi tudi preko 50 absorbejev v enem dnevu. Naslednji dan je na vrsti le še barvanje, za kar pa so dovolj trije člani.
Pri montaži na streho se najprej zbere vsa skupina in opravi prvo montažo pod nadzorstvom, sledijo montaže v manjših skupinah.
Načini vgradnje
SSE vgrajeni v streho
Sprejemnike sončne energije lahko vgradimo v streho (namesto kritine),
kar je pri samogradnji najpogostejši in najenostavnejši način, lahko pa
naredimo posebne okvirje (banje) in jih vgradimo prosto nad streho.
Prosto vgrajeni SSE
SSE lahko vgradimo tudi kot nadstrešek nad teraso ali nad vhodom, na vrtno uto, lopo ali barako, oziroma tam, kjer je najbolj primeren prostor, ki pa ne sme biti preveč oddaljen od hranilnika toplote.
Opis izdelave s slikami
Izdelava poteka pod strokovnim vodstvom, tako da ni težav z organizacijo skupine in nasveti. Potek je prikazan na slikah.
Krivljenje cevi
Spajkanje
Čiščenje
Barvanje
Opis montaže s slikami
Prikažimo najpogostejši način montaže pri samogradnji - to je vgradnja v streho. Najprej samograditelj razkrije del strehe, kamor bodo nameščeni SSE, nato sledi montaža.
Pritrjevanje okvirja
Povezava
z zbirnim vodom
Pritrjevanje
stekla
Na koncu mora krovec - klepar narediti še obrobe in dela na strehi so
končana. Zadnji je na vrsti inštalater, ki poveže sprejemnike s hranilnikom
in namesti vse potrebne elemente.
Potreben čas za izdelavo
Ocena porabe delovnih ur za izdelavo 5 SSE je naslednja:
- izdelava absorberjev 12 ur
- barvanje absorberjev 2 uri
- priprava na strehi 9 ur
- montaža na strehi 12 ur
- dokončanje montaže 8 ur
SKUPAJ 43 ur
Ta čas je v povprečju potreben za 5 SSE, preračunano na 1 SSE je to 9 delovnih ur. Izračun porabe časa ne upošteva časa porabljenega za prevoze in sestanke.
Primeri samogradnje
Hiša s sprejemniki v eni vrsti
Hiša s
sprejemniki v dveh vrstah
Cena sprejemnikov in njihova vračilna doba
Cena SSE v samogradnji je odvisna od iznajdljivosti in komercialnih sposobnosti članov skupine, v dosedanjih skupinah je bil strošek za en SSE velikosti 1.5 m2 od 25.000,00 do 35.000 SIT, velja pa za SSE vgrajen v streho z vsemi potrebnimi pločevinastimi obrobami za preprečevanje zamakanja strehe in zbirnimi vodi, ki vodijo na podstrešje. Brez obrob in zbirnih vodov je cena cca 20.000 do 25.000 SIT.
Ob prej izračunanem letnem zmanjšanju stroškov za uporabljano gorivo lahko ugotovimo, da se nam vgrajeni sprejemnik sončne energije vrne v nekaj manj kot enem letu oziroma tipični sistem s 5 sprejemniki v manj kot petih letih. Vračilna doba na nivoju celotnega solarnega sistema je odvisna še od ostalih dejavnikov: ugodnosti pri nakupu hranilnika, spremljajoče regulacije in ostalega materiala, pridobljenih državnih subvencij, ipd.
Informacije
Informacije o nadaljnem poteku akcije samogradnje SSE so na voljo pri kontaktni osebi v Gradbenem inštitutu ZRMK ter v energetsko svetovalnih pisarnah. Kontaktne telefonske števile izvjalca se nahajajo v nadaljevanju članka.
Subvencije in druge oblike pomoči države
Glede na eno ključnih točk strategije rabe energije v Sloveniji - zmanjšanje porabe fosilnih goriv - daje Ministrstvo za okolje in prostor (pred njim Ministrstvo za gospodarske dejavnosti) občasno subvencije za razne energijsko varčevalne akcije, med drugim tudi za izgradnjo naprav za ogrevanje vode s sončno energijo.
O načinu pridobitve subvencij se občani lahko informirajo na Ministrstvu za okolje in prostor, Agencija RS za učinkovito rabo energije, in tudi v energetsko svetovalnih pisarnah.
V okviru Ekološko razvojnega sklada Republike Slovenije je mogoče dobiti tudi ugoden kredit za financiranje izdelave naprave za pripravo tople vode s sončno energijo. Informacije in obrazci za pridobitev kredita so na voljo v bankah.
--------------------------------------------------------------------------------
Podrobnejše informacije o projektu lahko dobite:
v pisarnah Energetsko svetovalne mreže ENSVET in v Gradbenem centru Slovenije,
Dimičeva 9, Ljubljana,
Izvajalec projekta samogradnje: Gradbeni inštitut ZRMK,
Dimičeva 12, Ljubljana
Informacije o poteku projekta: Matjaž Malovrh, univ.dipl.inž.str.,
tel.: 01/28-08-382, fax: 01/28-08-451
Zbiranje prijav: Erika Osolnik, tel: 01/28-08-401
--------------------------------------------------------------------------------
Avtorji:
energetski svetovalec:
Matjaž Malovrh, univ.dipl.inž.str.
energetski svetovalec:
mag. Miha Praznik, univ.dipl.inž.str.
energetski svetovalec:
mag. Matjaž Zupan, univ.dipl.inž.fiz.
(C) Gradbeni inštitut ZRMK