Akumulace tepla se týká ukládání tepelné energie v různých formách, abychom ji mohli využít později – třeba na večerní vytápění nebo při vyrovnání obědového přebytku solárního panelu. Existují tři hlavní přístupy:
- Citelné teplo – tepelné ztráty a zisky – například ohřátí vody nebo kamene v zásobníku.
- Latentní teplo – materiály mění fáze (např. tání) mezi 15–30 °C, uložená energie je při té samé teplotě většinou daleko vyšší.
- Termochemická akumulace – využívá chemické reakce (voda, hygroskopické látky), vrací energii bez ohromné tepelné ztráty, ale je technologicky náročná.
U sezónních, dlouhodobých systémů se často kombinuje zdroj tepla (solární kolektory nebo tepelné čerpadlo) se zásobníkem, který má za úkol akumulaci přes 6 i více měsíců.
Typy akumulace využitelné v domácnostech
Citelná tepelná akumulace (zásobníky vody, beton, kámen)
Obvykle v domech využijete zásobníkový ohřev (zás. TUV/topná voda) nebo bet. bloky/polystyren/štěrk pro akumulaci přetoků z PV a tepelného čerpadla.
Latentní akumulace (PCMs – materiály fázové změny)
PCMs jako parafiny nebo hydrát soli jsou schopny akumulovat výjimečně vysokou energii při přibližně konstantní teplotě tání. To zajišťuje stabilní vnitřní teplotu a komfort. Inorganic hydráty – fosfát, dusičnan nebo octan – mají nižší cenu, lepší tepelnou hustotu a nehořlavost než běžné parafiny, ale trápí je komplikace jako supercooling, segregace nebo netěsnost bez mikroenkapsulačních technik. Tyto technologie se dnes vyvíjejí i v hydrogelových kompozitech kvůli řešení vyslovených problémů. Latentní akumulátory se přidávají do panelů stěn nebo podlahy; vyžadují přesné řízení, jinak ztrácejí účinnost.
Sezónní akumulace v zemi (BTES, ATES, UTES)
OTE (Underground Thermal Energy Storage) – ukládání přebytků slunečního tepla nebo z CDN např. v letních měsících do zeminy nebo zvodnělé sklony. Anglicky BTES (borehole), ATES (aquifer) nebo obecně UTES. Teplo se pak začne vracet v zimě. Teplotní rozsah může být 27–85 °C; v praxi bývá kolem 40–50 °C. Například systém 400 vrtů pod parkovištěm v Kanadě udržuje ztrátu jen 2 % za půl roku.
Jaké má akumulace výhody a limity
- Vyrovnává přebytky/ztráty – akumulace umožní spotřebovat více z PV nebo soláru na vlastní vytápění namísto odprodeje energie při nízkém tarifu.
- Zvyšuje COP tepelného čerpadla
- Snižuje provozní náklady – například akumulace denního tepla umožňuje využití přebytků a minimalizaci špiček v odběru.
- Podporuje energetickou soběstačnost – vhodné v pasivních či nízkoenergetických domech, projektech komunity nebo v kontextu „smart“ řízení s IoT.
Nevýhody:
- Investičně nákladné (např. velké zásobníky nebo vrtané UTES systémy).
- Ztráty tepla – nezanedbatelné u latentních a zejména zásobníkových systémů, pokud jsou špatně izolovány.
- Technologické riziko – u PCMs možnost degradace nebo netěsnosti. Sezónní UTES vyžaduje geologický dozor, hydrologii a řízení teplotních driftů.
Když vybíráte systém – na co si dát pozor
| otázka | proč je důležitá |
|---|---|
| Kolik tepla ročně spotřebujete? | pro výpočet potřebných litrů (zásob. voda) nebo m³ (UTES) |
| Máte přebytek solární energie? | pro optimalizaci nabíjení zásobníků |
| Jaký máte typ podloží a lokalitu? | pro BTES/ATES potřebujete alespoň 20–30 m vrtů s vhodným ložiskem |
| Jaká je velikost domu/domu? | větší dům = větší akumulace; ale i malé PV systémy se sluneč. |
| Raději české nebo zahraniční řešení? | dostupnost materiálů, servis, kompatibilita ECM, certifikace. |
Shrnutí
Akumulace tepla má dnes rostoucí význam:
- pomáhá vyrovnávat energetické výkyvy z obnovitelné výroby,
- zvyšuje efektivitu otopných systémů,
- a umožňuje domácnostem i malým komunitám být energeticky soběstačné.
Neustále se objevují technologie s latentními materiály a pilotní UTES projekty v Česku ukazují směr, kterým se budou rozvíjet energeticky úsporné a klimaticky neutrální domy.