Solární kamenné lože
Solární kamenné lože je způsob ukládání energie Slunce do kamene pod heslem: „Co si ve dne do kamene uložíš, tím se večer zahřeješ.“
Zařízení zachytává tepelnou energii Slunce zahříváním vzduchu a kamene umístěného v uzavřeném prostředí kompaktního „skleníku“ přisedlého ke stěně domu. Skleník je situovaný na úrovni, nebo pod úrovni podlahy vytápěné místnosti. Ve dne se teplo ukládá do masy kamene, aby v noci toto teplo přirozeným prouděním ohřívalo místnost. Jde o uzavřený cyklus proudění vzduchu.
Pro zadní stěnu skleníku se často používají základy domu, čímž se ušetří za materiál. Zbylé stěny jsou dobetonované, případně oddělené od okolí bariérou z odolného materiálu, který by měl být zároveň dobrým tepelným izolantem.
Ideální umístění solárního kamenného lože je na jižní straně domu, případně je možné instalovat na jihozápad, jihovýchod. Další z možností je umístění kamenného lože na jižní straně a dopravovat teplo do místností, které přímo nesousedí s ložem nuceným oběhem ventilátorem umístěným ve vzduchotechnickém potrubí.
Princip
Svrchní kameny se během slunečného počasí zahřívají a akumulují teplo nejvíce. Zároveň se ohřívá vzduch ve skleníku a dochází k předání tepelné energie ostatním, před Sluncem zakrytým kamenům. Sklo, pod kterým se kameny nachází, brání zpětnému úniku tepla do okolí a zároveň příliš nebrání průniku slunečních paprsků na povrch kamenů. Tepelným izolantem by měly být i stěny a dno skleníku.
Odborné články se zabývají hledáním ideálního výhřevného kamene a kromě druhu kamene řeší i zrnitost, tvar a barevnost. Rozhodně jsou některé kameny ideálnější a druhé méně. Tmavé matné kameny kupříkladu odrazí méně slunečního záření a tím i více tepla pohltí.
Více prozradí takzvaná měrná tepelná kapacita horniny.
Pro potřeby domácích kutilských staveb nejsou hodnoty tepelné akumulace kamene natolik rozhodující, jako je rozhodující dostupnost materiálu a především pořizovací cena. Také se pro akumulaci tepla zkoumá použití starých zbytků betonu, zdiva a jiného vysloužilého stavebního materiálu, nebo třeba železného odpadu. Ale vzhledem k tomu, že bude tímto materiálem procházet vzduch, který budeme vypouštět do obytné místnosti, určitě není dobré používat prašný a zdravotně závadný materiál. Takže šrot a zbytky betonu z rumiště nebudou dobrou volbou.
Akumulované teplo posléze využijeme na večerní ohřívání místnosti. Je možné využít přirozenou cirkulaci vzduchu, kdy otevřením průduchu mezi skleníkem a místností proudí do chladnější místnosti akumulované teplo. Na konci místnosti, blíže středu domu, je u podlahy umístěný otvor, kterým se z místnosti odsává chladnější vzduch do prostoru kamenného lože. A opět, proudící chladný vzduch přebírá část tepla z ohřátých kamenů a postupuje do místnosti, kterou uhřívá.
Ventilátor umístěný na výstupu vzduchu z kamenného lože do místnosti pomůže lepší cirkulaci vzduchu. Jenže je také nutné počítat se zvýšením prašnosti, protože prach je prevít a má snahu se dostávat všude. Kamenné lože se tak s přehledem může stát vhodným prostorem pro ukládání nečistot. Dalším nebezpečím je vznik plísní v kamenném loži a jejich šíření do místností. Proto by nebylo od věci vybavit přívod vzduchu filtrem malých částic.
Další varianta – kolektor oddělený od kamenného lože
Technických možností je rozhodně více a typický znak pro další typ konstrukcí je oddělená výhřevná plocha od akumulačního prostoru s kameny. Nosným tepelným médiem je opět vzduch, který se slunečními paprsky ohřívá v kolektoru a ohřátý vzduch následně prochází kamením, kterému předá tepelnou energii.
Je možné postavit konstrukci s jednoduchým okruhem, kde je za sebou zapojený kolektor, kamenné lože, tedy akumulátor a vyhřívaná místnost.
Rozšířenou možností jsou dva okruhy. Prvním okruhem je solární kolektor a kamenné lože. Druhým okruhem kamenné lože a vyhřívaná místnost.
Solárním kolektorem může být Teplovzdušný solární kolektor (panel) – více v článku Morseho solární panel . Nebo i jednodušší varianty, příkladem řada paralelně spojených černých trubek.
Sklon stěny skleníku (čelního skla), případně panelu by měl zhruba odpovídat zvyklostem ideálního úhlu natočení fotovoltaických a termických panelů. Pro ČR tedy zhruba 30° viz. Optimální orientace…