Co jsou koncentrační kolektory a k čemu slouží? Koncentrační solární kolektory jsou zařízení určená k přeměně slunečního záření na tepelnou energii, zejména pro ohřev vody. Oproti běžným plochým nebo trubicovým kolektorům používají zrcadla, čočky nebo jiné optické prvky, které koncentrují sluneční paprsky do jednoho bodu – ohniska, kde se nachází absorbér.

Tímto soustředěním sluneční energie do jediného bodu dochází k výraznému zvýšení teploty absorbéru, čímž se celkově zvyšuje účinnost celého systému. V ohnisku je umístěna kovová trubice nebo plocha absorbéru, kterou prochází teplonosná kapalina – nejčastěji směs vody a nemrznoucí látky na bázi glykolu, aby systém mohl fungovat i v zimních měsících. Tato kapalina se vlivem vysoké teploty v ohnisku silně zahřeje a začne proudit potrubím do zásobníku (např. bojleru), kde následně předává získané teplo. To se pak využívá buď pro ohřev užitkové vody (např. pro sprchování, praní či mytí), nebo může sloužit jako podpora vytápění – např. pro předehřev vody v topném okruhu. Celý systém tedy funguje na principu přenosu koncentrované solární energie z místa jejího vzniku do místa využití.

Jak fungují koncentrační kolektory?

Jak fungují koncentrační kolektory? Koncentrační kolektory využívají princip, který si možná pamatujete z dětství – když jste pomocí lupy soustředili sluneční paprsky na jeden bod a zapálili papír. Přesně tohle dělají i tyto kolektory – ale ve větším a chytřeji.

• Sluneční světlo dopadá na zrcadla nebo čočky. Kolektor je vybaven speciálními zakřivenými zrcadly nebo čočkami, které zachycují co nejvíce slunečního světla z velké plochy.
• Světlo se soustředí do jediného bodu – tzv. ohniska. Zrcadla nebo čočky nasměrují paprsky do jednoho místa (ohniska), kde je umístěn kovový absorbér. Tím se sluneční energie „zhušťuje“ a vzniká velmi vysoká teplota.
• Absorbér se v ohnisku silně zahřívá. Absorbér je vyroben z materiálu, který dobře vede teplo. V tomto bodě může teplota dosahovat i více než 300 °C.
• Teplo se předává teplonosné kapalině. V absorbéru vede potrubí, ve kterém cirkuluje kapalina (např. směs vody a glykolu). Tato kapalina se ohřívá a odvádí teplo do zásobníku, kde se využije pro ohřev vody nebo vytápění domu.

Výhody koncentračních kolektorů

Vysoká účinnost při ideálních podmínkách – při přímém slunečním svitu dokáží dosahovat extrémně vysokých teplot (až přes 300 °C).
Vhodné pro průmyslové aplikace nebo slunné oblasti (např. jižní Evropa, Afrika, Blízký východ).

Nevýhody koncentračních kolektorů

• Závislost na přímém slunci – při zatažené obloze nebo difúzním světle jejich výkon dramaticky klesá.
• Nutnost sledování slunce (tracking) – některé typy vyžadují otočné konstrukce, které udržují zrcadla namířená ke Slunci.
• Vysoké pořizovací náklady a technická náročnost.

Proč nejsou koncentrační kolektory vhodné do českých podmínek?

Ve střední Evropě, včetně Česka, je větší podíl rozptýleného (difúzního) slunečního záření kvůli časté oblačnosti a mlze. Koncentrační kolektory však potřebují ostré a přímé sluneční světlo, jinak nefungují správně. Proto je v našich zeměpisných šířkách prakticky nevýhodné je instalovat.

Lepší alternativa pro domácnosti v ČR:

• Vakuové trubicové kolektory – fungují efektivně i při rozptýleném světle, mají velmi dobré izolační vlastnosti a jsou běžně používané i v českých podmínkách. Nevyžadují sledování slunce a jsou jednodušší na instalaci.
• Ploché (deskové) kolektory – představují cenově dostupné řešení pro sezónní ohřev vody. I když mají nižší účinnost v zimních měsících a vyšší tepelné ztráty než vakuové kolektory, ve slunném období pracují spolehlivě a dlouhodobě prověřeně. Jsou vhodné pro většinu rodinných domů, chat a chalup.
• Hybridní fotovoltaicko-termické panely (PVT) – moderní technologie, která spojuje výrobu elektřiny a tepla v jednom zařízení. Umožňují využít zbytkové teplo z fotovoltaických panelů pro ohřev vody, čímž zvyšují celkovou účinnost. Jsou vhodné pro novostavby nebo energeticky úsporné domy, kde se klade důraz na maximální využití obnovitelných zdrojů.