Tepelné čerpadlá
Vysvetlite jednou vetou princíp fungovania tepelného čerpadla vzduch-voda.
Tepelné čerpadlo odoberá teplo zo vzduchu z exteriéru a pomocou okruhu s chladivom, kompresorom a výmenníkmi tepla ho prenáša do teplonosnej látky, vody.
Charakterizujte hlavnú funkciu fotovoltického článku.
Článok využíva slnečné žiarenie na výrobu elektrickej energie pomocou fotoelektrického javu v polovodičoch.
Charakterizujte solárny kolektor a jeho funkciu.
Solárny kolektor absorbuje teplo so slnečného žiarenia a teplonosnou látkou cez výmenníky tepla ho prenáša do vykurovacieho systému alebo ohrevu vody. Kolektor môže aj priamo ohrievať vodu, ktorá sa používa.
Charakterizujte pojem hybridný systém vykurovania.
Hybridný systém kombinuje viacero zdrojov energie.
Uveďte 2 hlavné výhody tepelného čerpadla oproti odporovému elektrickému vykurovaniu.
Výhody sú: vyššia účinnosť, nižšia spotreba elektrickej energie, nižšie prevádzkové náklady, nižšie emisie CO2 v mieste použitia.
Vysvetlite rozdiel medzi merným výkonom panelu a skutočným výkonom v danom čase počas dňa.
Opíšte rozdiel medzi plochým a trubicovým kolektorom.
Vákuový trubicový kolektor lepšie absorbuje teplo zo slnečného žiarenia pod rôznymi uhlami. Menej sa zanáša tuhými nečistotami (napr. sneh). Lepšie sa dimenzuje (počet trubíc). Vákuum je najlepšia tepelná izolácia.
Opíšte ako môže fotovoltika podporiť prevádzku tepelného čerpadla počas dňa.
Fotovoltické panely môžu priamo napájať kompresor tepelného čerpadla, môžu byť napájané batérie, z ktorých sa bude napájať tepelné čerpadlo. Elektrinou je možné predohrievať vodu v akumulačnom zásobníku.
Vysvetlite význam COP tepelného čerpadla a ako ovplyvňuje prevádzkové náklady.
COP vyjadruje pomer dodaného/ vyrobeného tepla k spotrebovanej elektrickej energii. Vyšší COP znamená nižšie prevádzkové náklady.
Charakterizujte invertor a opíšte jeho funkciu vo fotovoltickom systéme.
Invertor mení jednosmerný prúd (DC) z panelov na striedavý prúd (AC) pre spotrebiče a sieť. Zároveň je aj súčasťou bezpečnostných prvkov systému.
Opíšte časti systému so solárnym kolektorom na ohrev teplej vody.
V systéme môže byť vložený akumulačný zásobník, ktorý ukladá/ akumuluje teplo pre neskoršie použitie. Druhá možnosť je cirkulačný systém bez zásobníka, ohriata voda z kolektora sa priamo používa.
Opíšte výhody využitia inteligentnej riadiacej jednoty na koordináciu fotovoltických panelov, tepelného čerpadla a solárneho vykurovania.
Optimalizácia spotreby elektrickej energie, zníženie nákladov, minimalizácia odberu z gridu, predĺženie životnosti zariadení.
Opíšte rozdiel medzi tepelným čerpadlom zem-voda, ktoré využíva teplo z pôdy a tepelným čerpadlom, ktoré využíva geotermálnu energiu.
Pri využívaní tepla z pôdy sa buduje v pôde na pozemku kolektor. Potrebujeme dostatočne veľkú plochu pozemku. Geotermálnu energiu využívame pomocou hlbokých vrtov, ktoré sú drahšie a náročnejšie na inštaláciu.
Uveďte 3 faktory, ktoré ovplyvňujú výkon fotovoltického systému.
Orientácia a sklon panelov, tienenie okolím, teplota panelov a okolia, kvalita a vek inštalácie, čistota povrchu panelov.
Aké bezpečnostné opatrenia sa používajú v systémoch so slnečnými kolektormi ako ochrana proti prehriatiu pri vysokých teplotách.
Používajú sa ochranné obehy/ obtoky na chladenie a odvádzanie prebytočného tepla, expanzné nádoby a poistné ventily.
Uveďte ukazovatele, ktoré by ste sledovali pri hodnotení celkovej efektivity integrovaného energetického systému domácnosti.
Sezónna účinnosť, percento vlastnej spotreby, ročné zníženie emisií CO2, dodávka/ spotreba energie.
Vymenujte dôvody, prečo by sa mal využiť akumulačný zásobník v systéme s tepelným čerpadlom.
Počas špičkovej výroby tepla sa toto teplo uloží na nepriaznivé obdobie. Znižuje sa cyklovanie kompresora, umožňuje využiť lacnú tarifu pre elektrickú energiu.
Opíšte princíp zapojenia systému "off-grid", ostrov, uveďte jeho výhody.
V systéme off-grid je výkon z panelov vyvedený do domácej inštalácie a prebytky sa ukladajú do batérií alebo do akumulačnej nádoby. Systém nie je zapojený na verejnú sieť.
Aké ďalšie zdroje tepla by mohli byť zaradené v 4 valentnom systéme so slnečným kolektorom.
Napr. elektrokotol, tepelené čerpadlo, plynový kondenzačný kotol, napojenie na CZT v menších budovách aj zdroj na tuhé palivo - pec, krb.
Ako by ste určili návratnosť inštalácie systému fotovoltických panelov, tepelného čerpadla a solárnych termických kolektorov. Je dôležité stále určovať návratnosť?
Prepočítať náklady na inštaláciu konvenčného systému a alternatívneho systému, určiť mesačné platby a rozdiel medzi nimi.