Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Przegląd technologii OZE możliwych do zastosowania w budynkach. Piotr Kukla, Mariusz Bogacki Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii w Katowicach.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Przegląd technologii OZE możliwych do zastosowania w budynkach. Piotr Kukla, Mariusz Bogacki Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii w Katowicach."— Zapis prezentacji:

1 Przegląd technologii OZE możliwych do zastosowania w budynkach. Piotr Kukla, Mariusz Bogacki Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii w Katowicach

2 Powody stosowania Czystych Technologii Energetycznych Środowiskowe Środowiskowe Zmiany klimatu Lokalne zanieczyszczenie Ekonomiczne Ekonomiczne Koszt w cyklu żywotności Wyczerpujące się zasoby paliw kopalnych Społeczne Społeczne Stwarzanie nowych miejsc pracy Zmniejszenie lokalnych wydatków Wzrost zapotrzebowania energii (3x w 2050) Źródło: National Laboratory Directors for the U.S. Department of Energy (1997) Lata Koszt en. elektrycznej Energia wiatrowa: Koszt wytwarzania en. el.

3 Prawne Prawne Polityka Energetyczna Kraju (7,5% do 2010, 14% do 2020) Dyrektywa Unii Europejskiej 2002/91/WE Prawo budowlane Rozporządzenie w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego (…) Rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego

4 W stosunku do technologii konwencjonalnych: W stosunku do technologii konwencjonalnych: Zwykle wyższy koszt początkowy Niższe koszty eksploatacyjne Przyjazne środowisku Zwykle opłacalne ekonomicznie w oparciu o metodę obliczania kosztu w cyklu żywotności Cechy Odnawialnych Źródeł Energii

5 Efektywność energetyczna Zużycie mniejszej ilości energii dla zaspokojenia tych samych potrzeb Energia Odnawialna Użycie naturalnych niewyczerpanych (odnawialnych) źródeł energii do zaspokojenia potrzeb energetycznych Ocieplony dom z pasywnym systemem solarnym Zdjęcie : Jerry Shaw Czyste Technologie Energetyczne Technologie

6 Technologie OZE znajdujące zastosowanie w budynkach Ogniwa fotowoltaiczne Biomasa Solarne podgrzewanie powietrza Solarne podgrzewanie wody Pasywne ogrzewanie solarne Gruntowe pompy ciepła

7 Ogniwa fotowoltaiczne

8 Co zapewniają systemy PV? Energia elektryczna (AC/DC)Energia elektryczna (AC/DC) …ale także… Niezawodność Prostota Modułowość Wygląd (wizerunek) Cicha praca Źródło: Centrum fotowoltaiki

9 Elementy systemów PV ModułyModuły Akumulacja: akumulatory, zbiornikiAkumulacja: akumulatory, zbiorniki Zasilacz mocyZasilacz mocy Falownik Regulator ładowania Prostownik Przetwornica Inne generatory: olej napędowy/benzyna, turbina wiatrowaInne generatory: olej napędowy/benzyna, turbina wiatrowa Źródło: Photovoltaics in Cold Climates, Ross & Royer, eds. Ogniwo Moduł Układ PV

10 Zwykle nieopłacalne bez dofinansowania zewnętrznegoZwykle nieopłacalne bez dofinansowania zewnętrznego Koszt? ok zł za 1 kW (10 m 2 )Koszt? ok zł za 1 kW (10 m 2 ) Uzysk energii? ok.1250 kWh/rokUzysk energii? ok.1250 kWh/rok Oszczędności? 600 zł/rok (0,48 zł/kWh)Oszczędności? 600 zł/rok (0,48 zł/kWh) SPBT = 33,3 lataSPBT = 33,3 lata Zdjęcie: Atlantis Solar Systeme AG PV zintegrowane w przeszkleniu Zdjęcie : Solar Design Associates (IEA PVPS) System dachów solarnych Koszt? ok zł za 1 kW (10 m 2 ) Uzysk energii? ok.1250 kWh/rok Oszczędności? 600 zł/rok (0,48 zł/kWh) Sprzedaż zielonych certyfikatów 587,5 zł/rok (0,47 zł/kWh) SPBT = 21,1 lat

11 Solarne podgrzewanie wody

12 Ciepła woda użytkowa Ciepła woda użytkowa Wspomaganie systemów ogrzewania Wspomaganie systemów ogrzewania Ciepło procesowe Ciepło procesowe Podgrzewanie wody basenowej Podgrzewanie wody basenowej …ale również… Zwiększona rezerwa ciepłej wody Wydłużenie sezonu pływackiego (podgrzewanie basenu) Co zapewniają kolektory słoneczne?

13 Elementy systemów SPW Rysunek: NRCan Wymiennik ciepła Panel PV Kolektory słoneczne Termosyfon Obieg wody podgrzewanej Ciepła woda dla budynku Zimna woda zasilająca Obieg glikolowy Rozdzielacz Zawór spustowy Woda podgrzewana solarnie Pompa glikolu Wstępny zasobnik wody podgrzewanej przez system solarny Zasobnik c.w.u. Schemat systemu solarnego podgrzewania wody

14 Kolektory słoneczne płaskie - odkryte Niska cena Niska cena Niska temperatura Niska temperatura Trwały Trwały Lekki Lekki Sezonowe podgrzewanie wody basenowej Sezonowe podgrzewanie wody basenowej Niskie ciśnienie Niskie ciśnienie Mała wydajność przy chłodnej i wietrznej pogodzie Mała wydajność przy chłodnej i wietrznej pogodzie Rysunek: NRCan Szczeliny dozujące przepływ Kanały przepływowe powodują równomierny przepływ przez kolektor 2 rura zbiorcza Wlot kanału Strumień wody basenowej Kolektor solarny nieoszklony

15 Kolektory słoneczne płaskie - zakryte Umiarkowana cena Umiarkowana cena Wyższa temperatura pracy Wyższa temperatura pracy Może pracować przy ciśnieniu sieciowym wody zasilającej Może pracować przy ciśnieniu sieciowym wody zasilającej Cięższy i mniej odporny na uszkodzenia Cięższy i mniej odporny na uszkodzenia Szyba solarna Obudowa Absorber Wężownica Rura zbiorcza Izolacja Rysunek: NRCan

16 Wyższe kosztyWyższe koszty Brak strat konwekcyjnychBrak strat konwekcyjnych Wysoka temperaturaWysoka temperatura Zimniejsze strefy klimatyczneZimniejsze strefy klimatyczne Mała odporność na uszkodzeniaMała odporność na uszkodzenia Opady śniegu stanowią mniejszy problememOpady śniegu stanowią mniejszy problemem Rysunek: NRCan Czynnik grzewczy w postaci pary lub cieczy Absorber Przewód cieplny Kolektory słoneczne próżniowe

17 Czynniki wpływające na powodzenie projektu: Duże zapotrzebowanie na ciepłą wodę obniżające udział kosztów stałych Wysokie koszty energii (np. gdy inne tańsze nośniki energii są niedostępne) Niepewność dostaw energii konwencjonalnej Duża korzyść środowiskowa dla właściciela/operatora budynku Zapotrzebowanie na ciepłą wodę w godzinach dziennych wymaga mniejszej akumulacji ciepła (mniej zasobników) Tańsze systemy sezonowe mogą być finansowo korzystniejsze niż bardziej kosztowne systemy całoroczne Wymogi konserwacyjne podobne jak w każdej instalacji hydraulicznej, jednak operator musi dopilnować okresowej konserwacji i napraw

18 Solarne podgrzewanie powietrza

19 Ciepłe powietrze wentylacyjne Ciepłe powietrze wentylacyjne Ciepłe powietrze technologiczne Ciepłe powietrze technologiczne …ale także… Zwiększenie odporności budynku na warunki pogodowe Zmniejszenie strat ciepła przez ściany zewnętrzne Zmniejszenie efektu stratyfikacji Lepsza jakość powietrza Ograniczenie problemów związanych z ciśnieniem Co zapewniają systemy SPP? Zdjęcie: Arctic Energy Alliance Zdjęcie: Enermodal Engineering Szkoła, Yellowknife, Kanada Powietrzny kolektor słoneczny

20 1. 1.Ciemny, perforowany absorber pochłania energię słoneczną 2. 2.Wentylator wymusza przepływ powietrza przez kolektor 3. 3.Regulacja temperatury Żaluzje Dogrzewanie 4. 4.Rozprowadzanie powietrza w budynku 5. 5.Odzyskiwanie strat ciepła przez ściany zewnętrzne 6. 6.Zmniejszenie gradientu temperatur 7. 7.Żaluzja obejścia letniego KANAŁY WENTYLACYJNE SZCZELINA POWIETRZNA PRZESTRZEŃ POWIETRZNA ABSORBER CIEPŁA SŁONECZNEGO OBSZAR PODCIŚNIENIA PROFILOWANA POWŁOKA STANOWIĄCA WIATROILOZACJĘ WENTYLATOR POWIETRZE ZEWNĘTRZNE JEST PODGRZEWANE PODCZAS PRZEPŁYWU PRZEZ ABSORBER RECYRKULOWANE STARTY CIEPŁA PRZEZ ŚCIANĘ

21 Poprawa jakości powietrza niewielkim kosztem Poprawa jakości powietrza niewielkim kosztem Zakres wielkości od kilku m 2 do m 2 Zakres wielkości od kilku m 2 do m 2 Kanały powinny być montowane blisko ściany południowej Kanały powinny być montowane blisko ściany południowej Okres zwrotu wynosi zwykle 2 do 5 lat Okres zwrotu wynosi zwykle 2 do 5 lat Zazwyczaj okres zwrotu dla systemów przemysłowych jest krótszy Zazwyczaj okres zwrotu dla systemów przemysłowych jest krótszy Budynek mieszkalny, Ontario, Kanada Brązowy kolektor na budynku przemysłowym, Connecticut, USA Zdjęcie: Conserval Engineering

22 Pasywne ogrzewanie solarne

23 od 20 do 50% potrzeb grzewczych od 20 do 50% potrzeb grzewczych …ale także… Zwiększenie komfortu Lepszy dostęp światła dziennego Możliwość zmniejszenia kosztów klimatyzacji Ograniczenie kondensacji pary na szybach okien Możliwość zastosowania urządzeń grzewczych/chłodniczych o mniejszej mocy Co zapewniają systemy POS? Zdjęcie: Fraunhofer ISE (from Siemens Research and Innovation Website) Projekt pasywnego systemu solarnego w budynku, Niemcy Budynek NREL w Golden, Kolorado Zdjęcie: Warren Gretz (NREL Pix)

24 Zasada działania POS Tradycyjnie LatoZima Zacie- nienie Zawansowane technologicznie okna Akumulacja ciepła POS

25 Najbardziej opłacalne w nowowznoszonych budynkach Najbardziej opłacalne w nowowznoszonych budynkach Brak ograniczeń w lokalizacji okien od strony południowej i unikanie umieszczania okien od strony zachodniej Moc systemów grzewczych i ogrzewania powietrznego może być zmniejszona Opłacalne przy modernizacji, w której planujemy wymianę okien Opłacalne przy modernizacji, w której planujemy wymianę okien Najbardziej opłacalne gdy zapotrzebowanie na ogrzewanie przewyższa zapotrzebowanie na chłodzenie Najbardziej opłacalne gdy zapotrzebowanie na ogrzewanie przewyższa zapotrzebowanie na chłodzenie W umiarkowanym i zimnym klimacie niskie budownictwo mieszkaniowe jest najlepsze Budynki komercyjne i przemysłowe posiadają duże własne zyski ciepła

26 Gruntowe pompy ciepła

27 Ogrzewanie Ogrzewanie Chłodzenie Chłodzenie Ciepła woda Ciepła woda …ale również… Efektywność Mniejsze potrzeby konserwacji Oszczędność miejsca Niskie koszty eksploatacyjne Co zapewniają systemy GPC? Stabilna wydajność Komfort i ochrona powietrza Ograniczenie szczytowej mocy elektrycznej dla celów klimatyzacji Zdjęcie: Solar Design Associates (NREL PIX) Pompa ciepła w mieszkalnictwie

28 1.Wymiennik gruntowy Grunt Woda gruntowa Woda powierzchniowa 2.Pompa ciepła 3.Wewnętrzna instalacja grzewcza/chłodnicza Przewody tradycyjne Elementy systemów GSHP 1 2 3

29 Zasada funkcjonowania pompy ciepła Samoczynny przepływ ciepła od ciała zimniejszego do cieplejszego nie jest możliwy, dlatego pompie ciepła trzeba dostarczyć energii napędowej Źródło:

30 Sprawność pomp ciepła – COP COP = MOC GRZEWCZA MOC POBRANA Z SIECI ____________________ Współczynnik efektywności w sprężarkowych pompach ciepła jest tym wyższy, im mniejsza jest różnica temperatur pomiędzy górnym a dolnym źródłem ciepła. Dla sprężarkowych pomp można przyjąć następujące zakresy temperaturowe dolnego i górnego źródła ciepła: dolne źródło ciepła: -7 st.C do 25 st.C górne źródło ciepła: 25 st.C do 60 st.C Parametry techniczne pomp ciepła ograniczają ich przydatność do następujących celów: ogrzewania podłogowego: 45/35°C ogrzewania sufitowego: do 45°C ogrzewania grzejnikowego o obniżonych parametrach: np. 55/40°C podgrzewania ciepłej wody użytkowej: 55-60°C niskotemperaturowych procesów technologicznych: 25-60°C

31 Najbardziej opłacalne gdy: Najbardziej opłacalne gdy: Zapotrzebowanie na ogrzewanie i chłodzenie Duże sezonowe zmiany temperatury Nowe instalacje lub wymiana systemu HVAC Ogrzewanie: niskie ceny energii elektrycznej a wysokie ceny gazu i oleju opałowego Chłodzenie: wysoka cena energii elektrycznej oraz opłaty za moc szczytową Niepewność co do kosztów wykonania wymiennika Niepewność co do kosztów wykonania wymiennika Zdjęcie: Craig Miller Productions and DOE (NREL PIX) Montaż GPC Rozmieszczenie wymiennika ciepła, Budynek komercyjny

32 Spalanie biomasy

33 Ciepło dla Ciepło dla Mieszkalnictwa Budownictwa społecznego Procesów przemysłowych …ale również… Tworzenie nowych miejsc pracy Wykorzystanie odpadów biomasowych Możliwość zastosowania w sieciowych systemach cieplnych i odzyskiwania ciepła odpadowego Co zapewniają systemy spalania biomasy? Zdjęcie: Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing- und Entwicklungs-Netzwork Ciepłownia, dostarczanie ciepła dla Rapeseed, Niemcy

34 Zerowa emisja gazów cieplarnianych Zerowa emisja gazów cieplarnianych Niska zawartość siarki zmniejsza ilość kwaśnych deszczy Niska zawartość siarki zmniejsza ilość kwaśnych deszczy Zmniejszenie lokalnej emisji substancji zanieczyszczających powietrze Zmniejszenie lokalnej emisji substancji zanieczyszczających powietrze Cząstki stałe (sadza) Zanieczyszczenia gazowe Związki kancerogenne Zdjęcie: Warren Gretz/NREL Pix Zdjęcia: Bioenerginovator Wytłoki trzciny cukrowej Wióry drewna

35 Dostępność, jakość i cena biomasy w stosunku do paliw kopalnych Dostępność, jakość i cena biomasy w stosunku do paliw kopalnych Przyszłe nie-energetyczne wykorzystanie biomasy (np. pulpa) Kontrakty długoterminowe Możliwa powierzchnia pod dostawy, składowanie i duże kotły Możliwa powierzchnia pod dostawy, składowanie i duże kotły Wymagana niezawodna i wyspecjalizowana obsługa Wymagana niezawodna i wyspecjalizowana obsługa Zaopatrzenie w paliwo oraz obsługa odpopielania Przepisy środowiskowe dotyczące jakości powietrza i zagospodarowania popiołu Przepisy środowiskowe dotyczące jakości powietrza i zagospodarowania popiołu Ubezpieczenie i zagadnienia bezpieczeństwa Ubezpieczenie i zagadnienia bezpieczeństwa

36 Dziękuję za uwagę


Pobierz ppt "Przegląd technologii OZE możliwych do zastosowania w budynkach. Piotr Kukla, Mariusz Bogacki Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii w Katowicach."

Podobne prezentacje


Reklamy Google