Solárny systém na bitúnku v Rimavskej Sobote

V Európe ako aj na Slovensku sa veľká väčšina slnečných kolektorov na ohrev vody či podporu vykurovania inštaluje v rodinných domoch. Ich majitelia vo viacerých krajinách môžu využívať štátnu podporu na inštaláciu, ktorou sa štáty snažia znižovať svoju závislosť od dovozu zemného plynu či iných palív. Zmenu prináša jedna z prvých lastovičiek veľkých inštalácií na Slovensku, ktorou je úspešná inštalácia solárnych kolektorov na bitúnku v Rimavskej Sobote.

Solárne systémy na Slovensku
Ako pri každej inej investícií aj pri solárnych systémoch platí, že vo väčšom sa to viac oplatí. Svedčia o tom viaceré príklady inštalácií z hotelov, penziónov, nemocníc, plavární či bytoviek, zatiaľ však zväčša zo zahraničia. Na Slovensku existovali väčšie solárne inštalácie v minulom režime na poľnohospodárskych družstvách, medzi neveľa ďalších príkladov väčších inštalácií patrí solárny systém na ohrev vody v rekreačnom zariadení na Teplom Vrchu pri Rimavskej Sobote, na priemyselnej budove v Žiari nad Hronom, na odovzdávacej tepelnej stanici na sídlisku Hliny v Žiline, na penzióne vo Veľkom Mederi či zopár inštalácií na bytovkách, tzv. panelákoch.

Dôvodov, prečo na rozdiel od rodinných domov počet väčších inštalácií rapídne nepribúda, je viacero. Najväčšie možnosti na ich inštaláciu sú všade tam, kde je spotreba tepla celoročná, t. j. aj v lete. Tomuto kritériu vyhovujú napr. nemocnice a ostatné zdravotnícke zariadenia. Pri nich však investícia do solárneho ohrevu teplej vody znamená vždy niečo navyše, čo nie je nevyhnutné pre chod zariadenia, ktoré má zvyčajne plynové kotly. Skúsenosti hovoria, že zdravotníci smerujú investície prioritne do zdravotnej starostlivosti.

Veľkú spotrebu teplej vody majú školy so športoviskami a jedálňami, tieto zariadenia sú však vďaka letným dvojmesačným prázdninám prázdne práve vtedy, keď sú solárne zisky najvyššie. V administratívnych budovách je spotreba teplej vody minimálna. Určitý rozvoj nastal pri prevádzkovateľoch hotelov a penziónov, ktorí si už uvedomujú svoju závislosť od čoraz drahšieho zemného plynu, a investujú do alternatív.

Združenie Energetické centrum Bratislava, ktoré má za úlohu podporovať a propagovať rozvoj obnoviteľných energetických zdrojov na Slovensku, sa už dlhšie snažilo nájsť vhodnú oblasť na veľké inštalácie slnečných kolektorov. Keďže záujem zo strany zdravotníctva či školstva bol minimálny, združenie oslovilo predstaviteľov rezortu spravodlivosti – v ich kompetencii je viacero ústavov s veľkými energetickým nárokmi počas celého roka.

V spolupráci so stredoslovenským výrobcom kolektorov Thermo/Solar Žiar, s. r. o., sa vytypovali viaceré ústavy na výkon trestu odňatia slobody, v ktorých je predpoklad technicky i ekonomicky výhodnej inštalácie kolektorov, a to aj z hľadiska dispozičných obmedzení (voľné južne orientované plochy). Tieto väznice sa kapacitne využívajú po celý rok, pričom ich trápia vysoké účty za teplo a ohrev teplej vody. Odsúdení sa zaraďujú na manuálne práce v teréne, napr. v poľnohospodárskej výrobe či drevovýrobe, čo si v súlade s legislatívou vyžaduje zabezpečiť pravidelné sprchovanie. Na účely ohrevu takejto vody sa dajú veľmi efektívne využiť slnečné kolektory. V spolupráci s Ústavom na výkon trestu odňatia slobody (ÚVTOS) v Želiezovciach vzniklo viacero projektových návrhov, niektoré z nich sú v štádiu hodnotenia.

Prvá veľká inštalácia
Prvá úspešná veľká inštalácia – 60 vákuových plochých kolektorov – sa realizovala na bitúnku v Rimavskej Sobote. Bitúnok je v rámci poľnohospodárskeho otvoreného oddelenia Sabová súčasťou vedľajšieho hospodárstva ÚVTOS Želiezovce. Kapacita oddelenia je 60 odsúdených zaradených do 1. nápravnovýchovnej skupiny (čím je vyššia nápravnovýchovná skupina, tým menší je rozsah práv odsúdených). Na bitúnku sa porážajú najmä ošípané, ale aj ovce či hovädzí dobytok. Náplňou činnosti bitúnku je porážanie zvierat chovaných v živočíšnej výrobe ústavu a porážanie zvierat aj mimo ústavu (služby pre civilný sektor). V tomto roku sa zvýšilo využitie kapacity zariadenia najmä vďaka spolupráci s miestnym mäsokombinátom TAURIS, a. s., Rimavská Sobota s predpokladom porážky až 25 000 ks ošípaných za rok. Adekvátne tomu stúpajú aj náklady na ohrev vody na umývanie mäsa, keďže hygienické štandardy sa musia dodržať.

Opis systému
Špecifikom tohto solárneho systému je použitie vákuových plochých kolektorov, ktoré sa  na Slovensku (v Žiari nad Hronom) vyrábajú ako v jedinej krajine na svete. Ich používanie sa odporúča v priemyselných aplikáciách, teda tam, kde sú nároky na vyššiu teplotu oproti štandardným kolektorom. Zatiaľ čo na sprchovanie či umývane riadu v domácnosti postačí voda s teplotou okolo 40 °C, požadovaná teplota v umývacej vani na bitúnku je viac ako 70 °C.

Na tieto účely sa hodia vákuové kolektory, ktoré sú síce drahšie, ale vďaka vákuu sú efektívnejšie a dosahujú vyššie teploty ohrevu. Zároveň ide o prvú veľkú inštaláciu tohto typu kolektorov na Slovensku, keďže ich veľká väčšina ide na export. V prevádzke bitúnku slúži na vykurovanie a ohrev vody kotol na zemný plyn s výkonom 235 kW. Spotreba zemného plynu sa v závislosti od využitia kapacity bitúnku pohybuje od 15 do 30 tisíc m³ ročne. Vďaka solárnemu systému sa očakávajú úspory okolo 8 350 m³ za rok. Samozrejme, tieto úspory sa prejavia aj po ekonomickej stránke.

Solárny systém pozostáva z kolektorového poľa, t. j. z dvoch radov po 30 kolektorov, rozvodných potrubí, dvoch zásobníkových nádrží na teplú vodu s objemom 5 m³ umiestnených v exteriéri v blízkosti kotolne a meracích a regulačných zariadení. Ohrev vody je zásobníkový prostredníctvom externého výmenníka tepla. Predhriata voda sa akumuluje v dvoch vonkajších tepelne izolovaných nádržiach zapojených sériovo. Každá ma objem 5 000 litrov (5 m³). Prvá z nádrží má prioritu, až kým sa v nej nedosiahne požadovaná teplota. Potom sa zapína druhé obehové čerpadlo a vo výmenníku tepla sa od solárneho okruhu ohrieva voda v druhom zásobníku.

Tento stav nastáva najmä počas víkendov, keď nie je odber tepla. Z druhej nádrže sa voda prečerpáva do prvej, prioritnej, kde dosahuje požadovanú teplotu. V pondelok ráno pri nábehu výroby je tak k dispozícii dostatočná zásoba predhriatej vody. Táto slnečnou energiou ohriata voda sa napúšťa priamo do koryta na umývanie porážaných zvierat, v ktorom sa pomocou pôvodného vstavaného výmenníka podľa potreby dohrieva z kotlového okruhu na požadovanú teplotu. Druhou možnosťou je napúšťanie tejto solárne ohriatej vody do pôvodného 300 l zásobníkového ohrievača teplej vody. Ten je takisto napojený na doplnkový zdroj – kotol a zásobuje sa z neho spotreba ohriatej pitnej vody bežne spotrebovávanej v prevádzke na umývanie, sprchovanie a pod. Celý systém sa riadi automaticky, pomocou predvoleného programu na regulátore.

Financovanie
Keďže prevádzkovateľom bitúnku je štátna rozpočtová organizácia, finančné úspory vďaka solárnemu systému predstavujú zároveň úspory verejných financií. Na druhej strane, investičné náklady sú dosť vysoké, a rezort spravodlivosti smeruje voľné prostriedky prioritne najmä do zabezpečenia štátom zverených úloh – t. j. do zabezpečenia výkonu trestu a s tým súvisiacich úloh. Preto sa ústav v spolupráci s Energetickým centrom Bratislava rozhodol hľadať mimorozpočtové zdroje na realizáciu tohto projektu.

V roku 2007 sa vypracovala žiadosť o grant z Environmentálneho fondu, keďže ide o využívanie obnoviteľného zdroja a predpokladajú sa úspory emisií CO₂ vo výške 16,5 ton ročne. Predpokladá sa aj zníženie emisií škodlivín NO_x, keďže doplnkový zdroj spaľuje zemný plyn. Po schválení projektu sa ústavu pridelila­ dotácia z Environmentálneho fondu vo výške 2 200 000 Sk (približne 73 027 eur). S realizáciou­ sa začalo v auguste a do prevádzky sa solárny systém odovzdal v októbri 2008.

Skúsenosti z prevádzky
Prvé skúsenosti s prevádzkou potvrdili nielen technickú, ale aj ekonomickú zmysluplnosť takejto inštalácie. V prvých októbrových dňoch teplota na kolektoroch dosahovala až 90 °C, voda v prvom z dvoch zásobníkov s objemom 5 m³ dosahovala teplotu 40 °C počas polo­oblačných dní a až 50 °C počas jasných jesenných dní. Denná potreba 10 m³ teplej vody na umývanie porážaných zvierat a na ostatné technológie sa tak nemusela ohrievať z pôvodných 10 °C na potrebných 50 až 72 °C, čím sa rapídne znížila potreba tepla na dohriatie z plynového kotla.

Solárny systém na bitúnku v Rimavskej Sobote Miesto: Rimavská Sobota Solárny systém: Thermo/Solar Žiar, s. r. o. Kolektory: vákuové ploché kolektory, 60 ks Montáž systému zabezpečila firma ECBA, s. r. o. Úspora pri solárnom systéme: okolo 8 350 m3 zemného plynu za rok Úspora emisií CO2: 16,5 ton ročne Realizácia: august až október 2008

Ing. Igor Iliaš
Foto: Energetické centrum Bratislava

Autor pôsobil v združení Energetické centrum Bratislava ako projektový manažér.

Článok bol uverejnený v časopise TZB HAUSTECHNIK.