Teplovzdušný solární panel – Morseho stěna
Zaměříme se na vynález, který se stal odrazovým můstkem pro Trombeho stěnu a v současnosti zažívá renesanci, ač je stále ve stínu populárnějšího solárního ohřevu vody. Budeme Sluncem ohřívat vzduch.
Teplovzdušný solární panel je vynálezem pana Edwarda Morse, který si roku 1881 patentoval Warming and ventilation apartments by the Suns rays (Vyhřívání a větrání bytů slunečními paprsky).
Ve všeobecnou známost jeho dílo vstoupilo až se vzkříšením nápadu panem Trombem, který dal vzniknout Trombeho stěně. Jenže zde často můžete narazit na zavádějící informaci, že Trombe zpopularizoval Morseho solární stěnu. Přitom mezi Morseho a Trombeho stěnou je zřejmý rozdíl.
Trombeho stěna akumuluje teplo ze Slunce do zdi domu. Černě natřená stěna se chová jako tepelný akumulátor a po západu Slunce sáláním předává teplo do místnosti. Sekundárně může přímo ohřívat proudící vzduch. Více o Trombeho stěně se dočtete v článku Trombeho stěna
Morseho stěna, tedy horkovzdušná solární stěna neakumuluje teplo, pouze ohřívá proudící vzduch, který posílá do místnosti. Má tedy zanedbatelnou akumulační schopnost a vyhřívá hlavně, když svítí Slunce.
Horkovzdušný solární panel je uzavřená, často tepelně izolovaná, krabice opatřená z čelní strany skleněnou tabulí. Uvnitř krabice se nachází absorbér, což je nejčastěji kovová deska, případně několik desek rozličně tvarovaných (také třeba použitých plechovek od nápojů a potravin) natřených černou barvou. Tento černý absorbér „pohltí sluneční paprsky“ a začne se zahřívat.
Tepelnou energii, kterou akumuloval, předává proudícímu vzduchu. Ten je nasáván buď ze spodního otvoru propojeného s vyhřívanou místností, nebo spodního vstupu venkovního vzduchu. Ohřátý vzduch stoupá a je nasáván do místnosti u horního okraje solární stěny.
Aby se zabránilo úniku tepla zadní stěnou a omezilo působení tepla na nosnou zeď, mají solární stěny zadní a někdy i boční stěny doplněné o tepelnou izolaci jakou může být minerální vata a jiné materiály odolávající vysokým teplotám. Polystyren je k tomuto účelu zcela nevhodný právě díky nízké teplotě tání.
Solární panely se sice běžně instalují na stěnu domu, ale nic nebrání instalaci na střechu. Jen je nutné myslet na perfektní izolování prostupu. Podmínkou pro dobré fungování je opět orientace solární panelu na jih až jihozápad, případně jihovýchod.
Většina bádání nad efektivnějším solárním panelem se soustředí na tvar a materiál absorbéru a proudění vzduchu kolem něj. Několik ukázek je na následujícím obrázku.
Solární panel nemusí nutně vyhřívat pouze přilehlou místnost. Nabízí se využití stropních vzduchotechnických rozvodů, jak bývá běžné u rozvodu tepla z centrálního krbu. Tím se také může eliminovat omezení trombeho stěny, která sáláním vyhřívá pouze přilehlou místnost.
Zajímavým se jeví komerční zařízení s perforovanou spodní polovinou plochy panelu, kde je venkovní vzduch nasáván ve velké ploše a pokračuje do horní, sklem opatřené části, kde se dohřívá, aby končil v budově: https://www.solarwall.com/technology/solar-wall-two-stage/
Výhody:
- Jednoduché zařízení doma celkem jednoduše vyrobitelné
- Spousta návodů a vyzkoušených cest na internetu
- Šrot na stavbu solárního panelu se dá najít doma v garáži, nebo ve sběrném dvoře
- Velký prostor pro vlastní inovace
Nevýhody:
- Pokud jde o instalaci na stěnu domu, vždy naruší celkový estetický dojem. Prostě přibyde černá krabice, kterou je těžké maskovat.
- Nejde o akumulaci tepla, takže topí jen pokud svítí a následně vydává teplo jen krátce, dokud se absorbér neochladí.
Závěr
Vymýšlení vlastního horkovzdušného solárního panelu je poměrně bezpečnou zábavou, kterou si můžete vyzkoušet třeba na solární sušičce ovoce a své zkušenosti přenést na vytápění místností. Internet je plný domácích pokusů využívajících plechovek od piva jako absorbérů, solárních panelů z vyřazených dvojitých oken, dokonce solárního panelu z lepenkové krabice.