Moč sončnega sevanja je ne glede na to, kje na zemeljski obli se nahajate, primeren vir za pridobivanje tako imenovane sončne energije. Tudi v Sloveniji je geografska lega primerna za uporabo solarnih sistemov s hranilniki toplote in fotovoltaičnih modulov, katerih izkupiček je zelo visok. Pri rabi sončne energije se sprosti komaj kaj snovi, ki onesnažujejo okolje, kot je na primer CO2. Tako pridobljena energija je trajnostna, kajti pridobivamo jo iz vira, ki je pravzaprav neizčrpen.

Da prestrežemo ali pridobimo sončno energijo, lahko uporabimo fotovoltaične module, sprejemnike sončne energije in (kombinirane) hranilnike toplote. Vsaka od omenjenih naprav ima specifične lastnosti in je primerna za določen namen. Ene pretvarjajo sončno energije v toploto, druge v elektriko.

Pridobivanje elektrike s sončno svetlobo omogočajo fotovoltaični moduli, ki jih namestimo na streho ali fasado. Največkrat jih lahko prepoznate po barvi modre folije. Toplo sanitarno vodo pridobivamo s hranilniki toplote in črnimi sprejemniki sončne toplote (sončnimi zbiralniki), ki jih prav tako vgrajujejomo na strehe. Kombinirani hranilnik toplote ogreva poleg sanitarne vode tudi vaše stanovanje.

Poleg omenjenih naprav lahko seveda pametno uporabite sončno svetlobo tudi s pravilno lego hiše, tako da z dnevno svetlobo pridobite čim več toplotne energije.

Najpreprostejši način, kako lahko uporabite toploto sonca za ogrevanje, je, da zidate v smeri proti soncu. Pri gradnji se je treba orientirati proti jugu: severna stran naj bo čim bolj zaprta, južna in zahodna stran sta dostopni za dnevno svetlobo (sončno energijo). Pri sanaciji ali adaptaciji stanovanja se lahko na primer odločite za zimski vrt ali vgradnjo dodatnih oken na južnem pročelju. Pogosto uporabljeni pojmi pri teh gradbenih konceptih so »solarna hiša«, »pasivna hiša« in »energijsko varčna hiša«.

Veliko ljudi že uživa sončno energijo v hiši, ne da bi za to vedeli. Zimski vrt ali velika okna na južni strani prestrežejo veliko sončne svetlobe in ogrevajo stanovanje. Zavestna uporaba sonca brez posebnih panelov in drugih naprav se imenuje pasivna sončna energija.

Poleg okoljskih prednosti in nižjih stroškov pripomore pasivna sončna energija tudi k nižjemu količniku energijske učinkovitosti za vašo hišo in višjemu razredu energetske izkaznice. Če pri gradnji (prenovi) upoštevamo pasivno sončno energijo, moramo sicer računati z dodatno obremenitvijo okolja, na primer zaradi uporabe dodatnega izolacijskega materiala. A to se ne more primerjati z okoljsko pridobitvijo v smislu zmanjšanja izpustov CO2 zaradi manjših potreb po ogrevanju. Poleg tega lahko danes izbirate med različnimi izolacijskimi materiali, ki so bolj okolju prijazni.

Premišljena gradnja (prenova)

Pri pripravah na prenovo oziroma dograditev ali načrtih za novogradnjo bodite pozorni na ugodno lego za vpad svetlobe. Hiša s sobo na jugu na primer zniža vrednost količnika energijske učinkovitosti za 0,04 v primerjavi z enakim stanovanjem na vzhodu ali zahodu. S spretno uporabo sončne svetlobe se stanovanjsko udobje poveča, stroški ogrevanja in obremenitev okolja pa zmanjšajo. Pomembno je, da znate pravilno uskladiti možnosti, ki so vam na voljo. S pravilno izolacijo in prezračevanjem lahko preprečite nepotrebne izgube toplote pozimi in pregrevanje stanovanja poleti.

Gradbeni nasveti za sonce v hiši

Poleg pravilne lege stanovanja so pomembne tudi steklene površine. Te prepuščajo sončno svetlobo, hkrati pa skoznje uhaja toplota. Zato se raje odločite za dvojna stekla. Posebej razvita izolirana okna lahko s folijo, ki jo pritrdimo na določeno stran enega od stekel, pomagajo pri uravnavanju sončnega sevanja. Tako lahko te folije zadržujejo nezaželene UV-žarke in toplotno sevanje prepuščajo ali pa v pravi meri zadržijo. Hkrati lahko vmesni prostor teh večplastnih stekel koristno uporabimo s prilagojenim plinskim polnilom.

Porazdelite okna tako, da boste imeli več steklenih površin na jugu kot na severu. Kljub temu pa se izogibajte prevelikim steklenim površinam na jugu ali pa namestite senčila (na primer žaluzije), drugače namreč obstaja nevarnost pregretja hiše poleti! Mogoča je tudi popolna trajnostna novogradnja. V tem primeru se lotite dela z gradbenimi koncepti, kot sta solarna ali tako imenovana pasivna hiša.

Sončna energija in okolje

Pri proizvodnji ene kilovatne ure elektrike z izgorevanjem premoga se sprosti vsaj 850 gramov CO2, pri izgorevanju plina pa najmanj 350 gramov. Pri sončni svetlobi je ta številka veliko nižja: samo 50 gramov. To pa je že velika razlika, sploh če pomislimo, da povprečno gospodinjstvo porabi približno 3400 kilovatov elektrike na leto.

Izpusti CO2 pri sončni energiji so povezani z napravami, kot so fotovoltaični moduli in hranilniki toplote. Za proizvodnjo teh naprav so še vedno potrebna fosilna goriva, ki jih je seveda treba upoštevati, ko primerjamo sončno energijo z energijo iz fosilnih virov, tako kot moramo upoštevati CO2, ki se sprošča pri gradnji premogovnih objektov.

Velik neto prihranek

S pridobivanjem sončne energije v vsakem primeru pridelamo veliko več čiste energije, kot se porabi fosilne energije za gradnjo potrebnih naprav. To pomeni, da ena naprava prihrani neto veliko več CO2, kot se ga sprosti pri proizvodnji enega hranilnika toplote ali fotovoltaičnega modula. En solarni sistem s hranilnikom toplote prihrani po enem letu prav toliko CO2, kot ga je nastalo pri njegovi proizvodnji. Tako imenovani energetsko povračilni čas je za fotovoltaične module nekoliko višji, od 2,5 do 3,5 leta, odvisno od vrste sončnih celic.

Sončna energija le redko popolnoma zadovolji potrebe gospodinjstva po elektriki ali topli vodi. Sončna izdatnost se namreč preveč spreminja glede na letni čas oziroma vremenske razmere. Poleg tega je potrebna površina s sončnimi zbiralniki ali fotovoltaičnimi modeli neverjetno draga. Lahko pa prihranite resnično veliko izpustov CO2, če uporabljate poleg konvencionalne tudi sončno energijo.

(Kombinirani) hranilniki toplote

Poleg hranilnika toplote so pri solarnem sistemu na hiši potrebni tudi sončni zbiralniki v črni barvi. Povprečno gospodinjstvo prihrani s takim solarnim sistemom za toplo vodo (pri standardni površini zbiralnika 2,8 m2) približno 173 m3 zemeljskega plina.

Obstajajo štiri vrste hranilnikov toplote, od katerih ima vsaka svoj namen:
– standardni hranilniki toplote,
– hranilniki toplote v povezavi s kotlom za centralno ogrevanje,
– kompaktni hranilniki toplote,
– kombinirani hranilniki toplote, ki ogrevajo tudi hišo.

V vseh primerih sonce ogreje velike količine vode in proti zmrzali odporne tekočine, ki tečeta po napeljavi zbiralnikov. Napeljava vodi naprej skozi hranilnik toplote in odda toploto sanitarni vodi v zalogovniku toplote. Izjema so kombinirani hranilniki toplote, ki niso namenjeni le oskrbi s toplo sanitarno vodo, ampak ogrevajo tudi stanovanje.

Hranilniki toplote so trajnostni: sončna svetloba namreč nikoli ne poide, poleg tega pri pridobivanju sončne energije skoraj ni izpustov CO2. Kadar ni dovolj sonca, vodo ogreva dodatni grelnik.

Razlike so predvsem v velikosti bojlerja in grelniku, ki sodi k napravi kot njen sestavni del. Grelnik je kotel, ki služi za ogrevanje, kadar sonce ne prispeva dovolj toplote ali kadar je potrebna velika količina tople vode.

Prihranek energije

S standardnim hranilnikom toplote porabite približno 45 odstotkov manj energije za toplo sanitarno vodo, kar hkrati pomeni 45 odstotkov manj stroškov za energijo. Kombinirani hranilnik toplote z zmanjšanjem stroškov za ogrevanje porabi tudi do 5 odstotkov manj plina. Povprečno gospodinjstvo prihrani s standardnim hranilnikom toplote približno 170 m3 zemeljskega plina. Če s hranilnikom toplote ne zamenjate plinskega kotla, pač pa električni bojler, je povprečni prihranek še večji, okoli 800 kilovatnih ur.

Fotovoltaični moduli

Fotovoltaični moduli na strehi ustvarjajo elektriko tako, da sončna svetloba spodbudi električno napetost med dvema silikonskima plastema na solarnem panelu. Temu pravimo fotovoltaična reakcija (angl. photo voltaic, PV). Fotovoltaični moduli vsebujejo sončne celice in so videti drugače kot sončni zbiralniki: zaradi PV-kristalov so fotovoltaični moduli pogosto kovinske (temno) modre barve. Večino solarnih panelov na stanovanju lahko povežete z javnim električnim omrežjem. Sistem elektriko pošilja v omrežje, saj paneli občasno proizvajajo več elektrike, kot je porabite, porabniki v gospodinjstvu pa se napajajo iz omrežja. Obstajajo pa tudi avtonomni sistemi; ti so še posebno dobrodošli v odročnih krajih, kjer ni električnega omrežja, kot na primer v gorah ali kampih.

Zalogovnik toplote

Temni sončni zbiralniki na strehi prestrežejo sončno sevanje in ogrevajo posebno tekočino. Po ločeni napeljavi potuje tekočina od sprejemnika sončne energije do zalogovnika toplote. Napeljava gre skozi zalogovnik toplote in oddaja toploto vodovodni napeljavi, ki potuje skozi zalogovnik. Standardni deli sistema so zbiralnik (s površino od 0,2 do 6 m2), zalogovnik toplote (80 do 1000 in več litrov vode), črpalka, temperaturni senzorji in grelnik.

Ko porabnik odpre pipo za toplo vodo, teče segreta voda iz zalogovnika preko grelnika v pipo. Kot grelnik se navadno uporablja kotel za centralno ogrevanje. Ta segreje vodo v grelniku na najmanj 60 stopinj Celzija, kadar sončni zbiralniki tega ne zmorejo.

Neto okoljski dobiček

Samega zalogovnika toplote (še) ne moremo proizvesti brez uporabe fosilnih goriv. Vendar se ta poraba se ne more primerjati s količino energije iz fosilnih goriv, ki jo hranilnik toplote prihrani. V enem letu namreč solarni sistem s standardnim hranilnikom toplote proizvede toliko energije, kot je je bilo potrebno za izdelavo sistema. V tem trenutku je hranilnik »povrnil« stroške za porabljena fosilna goriva. Poleg življenjske dobe (vsaj 16 let) štejemo tudi vsak kubični meter plina, ki ga hranilnik prihrani, kot neto okoljski dobiček.

Ali je hranilnik toplote za vaše gospodinjstvo pametna odločitev, je odvisno od tega, koliko ljudi živi v hiši, koliko tople vode porabite dnevno in ali imate dovolj prostora za zalogovnik toplote. Seveda mora biti tudi streha primerna za namestitev sončnega zbiralnika. S tem sistemom niste le manj odvisni od nihanja cen fosilnih goriv, pač pa pomeni tudi dobro naložbo. Če vse skupaj seštejemo – izdatek, naložba, bivalno udobje, okolje –, je solarni sistem gotovo vreden vsega truda.

Najmanj 60 stopinj Celzija

Z vidika zdravstvene neoporečnosti mora biti temperatura ogrevane sanitarne vode najmanj 60 ºC, kajti v stoječi ogrevani vodi (kot so klasični bojlerji) pri temperaturah od 25 do 60 ºC uspeva bakterija legionela. Ta lahko povzroči smrtno nevarno vnetje pljuč. Tudi zato je bolj primerno pretočno ogrevanje sanitarne vode z zalogovnikom toplote.