<p><strong>Dánsko je celosvětově známé svojí náklonností k obnovitelným zdrojům. Není proto vůbec zvláštní, že moderní projekt kombinující výhody centrálního zásobování teplem (CZT) a solárního ohřevu pochází právě odtud. Hybridní zařízení vyrábějící teplo pro celé město, elektřinu a využívající skladování energie tak dnes patří k tomu nejlepšímu na světě.</strong></p>
<p>V ČR je výroba energie ze slunce vnímána velmi negativně, především kvůli nekoordinovanému boomu <a href="http://oenergetice.cz/technologie/obnovitelne-zdroje-energie/fotovoltaicka-elektrarna-princip-funkce-a-soucasti/" target="_blank">fotovoltaických elektráren</a> na přelomu desetiletí. Solární energie ovšem není jen o málo účinných fotovoltaických panelech. Slunce můžeme využít i k efektivnímu ohřevu teplé vody. Právě tím se inspiroval dánský projekt <a href="http://sunstore4.eu/" target="_blank">SUNSTORE4</a>, který je dnes největší solární teplárnou na světě. Jde o hybridní systém kombinující výrobu elektřiny, tepla a skladování tepelné energie ve velkém podzemním zásobníku vody. Cílem projektu bylo kromě jiného i ukázat, že pro dálkové vytápění může být 100 % energie vyráběno z <a href="http://oenergetice.cz/obnovitelne-zdroje/" target="_blank">obnovitelných zdrojů</a>.</p>
<h2>Představení projektu SUNSTORE</h2>
<p>Dánsko již od dob ropných krizí v 70. letech masivně investuje především do OZE. Dnes proto <a href="http://oenergetice.cz/elektrarny-evropa/vetrne-elektrarny-pokryly-v-dansku-140-spotreby-elektriny/" target="_blank">nezanedbatelná část elektřiny</a> i tepla pochází z větru, biomasy a dalších obnovitelných zdrojů. Je také běžné, že na projekty související s obnovitelnými zdroji a úsporami energií Dánsko vynakládá nemalé peníze.</p>
<figure id="attachment_14266" style="width: 1024px" class="wp-caption aligncenter"><a href="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/FP5.jpg"><img class="wp-image-14266 size-full" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/FP5.jpg" alt="Letecky pohled na hybridní systém SUNSTORE u města Marstal. Zdroj: SUNSTORE" width="1024" height="682" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Letecky pohled na hybridní systém SUNSTORE u města Marstal. Zdroj: SUNSTORE</figcaption></figure>
<h3>Vše začalo ohřevem bazénu</h3>
<p>Podobným způsobem vznikl v roce 1994 i projekt solárního ohřevu pro koupaliště u města Marstal na ostrově ÆrØ. Na solární panely o ploše 75 m<sup>2 </sup>dostala tamní společnost (Marstal District Heating Ltd) grant ve výši 10 000 dánských korun a dalších 20 000 korun na výstavbu a propojení podobného a většího systému s dálkovým vytápěním části města. Již v létě 1994 se projekt ukázal být velmi úspěšným a bylo dobudováno 8000 m<sup>2</sup> plochy solárních kolektorů a vystavěna akumulační nádrž na teplou vodu.</p>
<h3>Rozšíření projektu</h3>
<p>V roce 1999 byla dále plocha solárních kolektorů rozšířena o 1 000 m<sup>2</sup>. Celkem tak bylo v provozu 720 solárních kolektorů s plochou 9 043 m<sup>2</sup> na pozemku o rozloze 20 000 m<sup>2</sup>. Vedle teplárny byla vystavěna i technická budova, v níž je veškeré technické zařízení jako výměník tepla, ovládací prvky, nouzový generátor a také návštěvní prostory pro exkurze. Celý systém uzavírá akumulační nádrž s objemem 2 100 m<sup>3</sup>, která pojme okolo 100 MWh tepla (360 GJ).</p>
<h2>Princip solárních tepláren</h2>
<p>Obecně známým problémem obnovitelných zdrojů je jejich nepravidelná výroba, nízká účinnost a složitá <a href="http://oenergetice.cz/elektrina/akumulace-energie/technologicky-plan-v-oblasti-akumulace-energie/" target="_blank">akumulace energie</a>. Solární teplárna se tyto nešvary snaží řešit komplexním propojením solárních kolektorů, akumulací energie v tepelném zásobníku a následným čerpáním nízkopotenciální energie pomocí <a href="http://oenergetice.cz/technologie/teplo/vyuziti-odpadniho-tepla-pro-vyrobu-elektriny-tepla-a-chladu/" target="_blank">tepelného čerpadla</a>, které ke svému provozu využívá energii ze spalování biomasy.</p>
<figure id="attachment_14273" style="width: 450px" class="wp-caption aligncenter"><a href="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/SUNSTORE4-scheme-english-450x300.jpg"><img class="wp-image-14273 size-full" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/SUNSTORE4-scheme-english-450x300.jpg" alt="Schéma systému SUNSTORE4. Zdroj: SUNSTORE" width="450" height="300" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Schéma systému SUNSTORE4. Zdroj: SUNSTORE</figcaption></figure>
<p>Celý systém funguje v průběhu roku různě. Vždy záleží na ročním období. Od jara do podzimu solární kolektory ohřívají vodu pro zásobování teplem a také akumulují energii v zásobníku. Akumulátorem je obvykle dobře izolovaný podzemní zásobník vody s teplotou vody kolem 70-75 °C. Při zvlášť slunečném období se může voda ohřát téměř až k bodu varu (95 °C). Během tohoto období je tedy město vytápěno přímo slunečním ohřevem a dohřívá se i akumulační nádrž.</p>
<p>Od začátku podzimu se ke slunečnímu ohřevu přidává doplňkově dle potřeby kotel na dřevní štěpku a v období s nízkou cenou elektřiny i tepelné čerpadlo, které využívá akumulovanou energii ze zásobníku teplé vody.</p>
<p>V zimě, kdy je poptávka po teple logicky nejvyšší, je kotel na biomasu a tepelné čerpadlo v provozu téměř neustále. Takto systém funguje až do začátku jara, kdy opět solární kolektory převezmou větší část zásobování teplem. Kotel na štěpku přitom stále dohřívá tepelnou nádrž a funguje obvykle až do začátku dubna. Celý cyklus se pak každoročně opakuje.</p>
<figure id="attachment_14269" style="width: 979px" class="wp-caption aligncenter"><a href="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/Monthly-system-heat-balance.png"><img class="wp-image-14269 size-full" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/Monthly-system-heat-balance.png" alt="Využití jednotlivých zdrojů energie v průběhu roku. Zdroj: SUNSTORE" width="979" height="633" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Využití jednotlivých zdrojů energie v průběhu roku. Zdroj: SUNSTORE</figcaption></figure>
<h2>Rozšíření SUNSTORE2 a SUNSTORE4</h2>
<p>V roce 2001 se na principu solární teplárny rozběhl právě projekt SUNSTORE2, který navazoval na původní úspěchy se solárním vytápěním a ohřevem vody pro část města. Došlo k rozšíření plochy solárních kolektorů na 18 365 m<sup>2 </sup>a byl vyhlouben prostor pro další nádrž na skladování tepla o objemu 10 000 m<sup>3</sup>. Kompletně byl projekt spuštěn v roce 2003 a pokryl 30 % roční spotřeby tepla v městské síti zásobování teplem.</p>
<p>Dále pak v letech 2011 a 2012 proběhla realizace dalšího rozšíření, tentokrát s označením SUNSTORE4. Projekt měl nejen rozšířit stávající systém, ale také dokázat, že je možné i v relativně velkých sítích centrálního zásobování využívat kompletně obnovitelné zdroje a to za dostupné ceny a s maximální spolehlivostí.</p>
<p>Roční produkce tepla je v městě Marstal 28 000 MWh (100 800 GJ) a dnes se plně spoléhá na obnovitelné zdroje, především pak na solární energii a biomasu (kotel o výkonu 4 MW). Celý systém doplňuje podzemní vodní akumulátor tepla (75 000 m<sup>3</sup>), tepelné čerpadlo s výkonem 1,5 MW a <a href="http://oenergetice.cz/technologie/kogenerace-princip-technologie-a-vyhody/" target="_blank">kogenerační jednotka</a> fungující na principu organického Rankinova cyklu (ORC) s elektrickým výkonem 750 kW. Doplněna byla v rámci projektu SUNSTORE4 i olejová akumulační nádrž pro ohřev z OCR.</p>
<figure id="attachment_14268" style="width: 1024px" class="wp-caption aligncenter"><a href="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/HP_2.jpg"><img class="wp-image-14268 size-full" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/HP_2.jpg" alt="Součástí systému je i tepelné čerpadlo chlazené CO2 o výkonu 1,5 MW. Zdroj: SUNSTORE" width="1024" height="768" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Součástí systému je i tepelné čerpadlo o výkonu 1,5 MW . Zdroj: SUNSTORE</figcaption></figure>
<p>Celkově tak může celý systém SUNSTORE4 a SUNSTORE2 dodat 32 000 MWh energie ročně. Produkce elektřiny z tohoto celku tvoří 3 250 MWh a na ztráty v systému připadá 3 200 MWh. Projekt je zajímavý svým otevřeným přístupem a neustálým cílením na zlepšení.</p>
<figure id="attachment_14274" style="width: 873px" class="wp-caption aligncenter"><a href="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/Yearly-energy-flow-base-on-monitoring.png"><img class="wp-image-14274 size-full" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/Yearly-energy-flow-base-on-monitoring.png" alt="Roční toky energií v systému SUNSTORE4. Zdroj: SUNSTORE" width="873" height="435" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Roční toky energií v systému SUNSTORE4. Zdroj: SUNSTORE</figcaption></figure>
<p>Provozní účinnost je průběžně vyhodnocována a systém se neustále rozvíjí. Za první rok provozu SUNSTORE4 bylo například dosaženo navýšení účinnosti nových solárních kolektorů oproti původním o 10 %, které byly zároveň o 11 % levnější než ty z projektu SUNSTORE2. Faktor COP u tepelného čerpadla dosáhl hodnoty 3,1 a výsledná účinnost pro jednotku s OCR cyklem dosáhla 19,5 %. Cena nového tepelného zásobníku, jehož budování je na níže přiložené fotografii, pak vyšla v přepočtu na 39 euro na jeden m<sup>3 </sup>vody (se započtením ceny za potrubí a dalších položek souvisejících s výstavbou).</p>
<figure id="attachment_14270" style="width: 903px" class="wp-caption aligncenter"><a href="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/PHS_2.png"><img class="wp-image-14270 size-full" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/PHS_2.png" alt="Budování tepelného zásobníku. Zdroj: SUNSTORE" width="903" height="677" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Budování tepelného zásobníku. Zdroj: SUNSTORE</figcaption></figure>
<h2>Uživatelé i jako vlastníci</h2>
<p>Systém SUNSTORE není zajímavý pouze svým technickým řešením, ale nabízí i v česku naprosto neobvyklé řešení z pohledu vlastnického. Teplárna je totiž vlastněna samotnými zákazníky. Centrální zásobování ve městě Marstal (Marstal District Heating) zásobuje kolem 1550 odběratelů, kteří tvoří většinu obyvatel města.</p>
<p>SUNSTORE4 zapadá do projektu města Marstal, které si dalo za cíl pokrýt své energetické potřeby kompletně z obnovitelných zdrojů. Projekt zároveň ukazuje, že s cenou mezi 50 až 55 eury za MWh energie je konkurenceschopný vůči alternativám dostupným na severu Evropy.</p>
<figure id="attachment_14264" style="width: 960px" class="wp-caption aligncenter"><a href="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/1.jpg"><img class="wp-image-14264 size-full" src="http://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/01/1.jpg" alt="Letecký pohled na část solárního systému. Zdroj: SUNSTORE" width="960" height="300" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Letecký pohled na část solárního systému. Zdroj: SUNSTORE</figcaption></figure>
<p>Česká republika je podobně jako Dánsko velmi závislá na <a href="http://oenergetice.cz/technologie/teplo/jak-funguje-soustava-centralniho-zasobovani-teplem-v-cr/" target="_blank">centrálním zásobování teplem</a> (CZT), které má oproti decentralizované výrobě řadu předností. <a href="http://www.tscr.cz/" target="_blank">České teplárny</a> by proto mohly využít zkušeností z Dánska a možnost realizace podobného systému do budoucna zvážit.</p>
<p>Úvodní fotografie: <a title="User:Erik Christensen" href="https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Erik_Christensen">Erik Christensen</a></p>
