Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Prof. dr hab. inż. Jan Popczyk Gliwice, 10 grudnia 2010 Realizacja projektu badawczego strategicznego Zintegrowany system zmniejszenia.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Prof. dr hab. inż. Jan Popczyk Gliwice, 10 grudnia 2010 Realizacja projektu badawczego strategicznego Zintegrowany system zmniejszenia."— Zapis prezentacji:

1 prof. dr hab. inż. Jan Popczyk Gliwice, 10 grudnia 2010 Realizacja projektu badawczego strategicznego Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków Politechnika Śląska Instytut Elektroenergetyki i Sterowania Układów

2 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 2 Prace realizowane w 2010 roku Zadanie nr 3: zwiększenie wykorzystania energii z odnawialnych źródeł energii w budownictwie Etap 1. Ocena istniejącej bazy danych wejściowych dotyczących OŹE (zasobów, danych klimatologicznych, dostępnych technologii) Etap 6. Badania nad stosowaniem mikrokogeneracji oraz technologii zintegrowanych z wykorzystaniem OŹE (z uwzględnieniem mikrobiogazowni i innych technologii OŹE w różnych kategoriach budynków)

3 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 3 Etap 1 przeprowadzenie szczegółowych i aplikacyjnych badań istniejących prognoz poprzez ich eksplikację i operacjonalizację, ocena pod kątem przydatności dla dalszych analiz, wytypowanie braków ocena kompatybilności istniejącej bazy zasobów i warunków klimatologicznych dla zastosowania OŹE w budynkach krytyczna analiza zasobów energetycznych OŹE zidentyfikowanych w ramach strategii energetycznych poszczególnych województw w aspekcie wykorzystania w budynkach określenie przydatność technologii: słonecznej (kolektory, fotowoltaika), biomasowej (zgazowanie, fermentacja, ORC), pomp ciepła, geotermalnej oraz konwersja danych pod kątem aplikacji OŹE w budynkach. Wstępna selekcja oraz hierarchizacja w obrębie grupy czynników innowacyjnych dla określenia kompatybilności z rozpatrywanymi budynkami opracowanie katalogu technologii odnawialnych, w tym technologii zintegrowanych, dedykowanych reprezentatywnym budynkom (m. in. budynek wolno stojący mieszkalny, zespół budynków gospodarstwa rolnego, budynek wielomieszkaniowy)

4 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 4 Etap 6 przeprowadzenie sondażu diagnostycznego gromadzącego wiedzę o atrybutach strukturalnych i funkcjonalnych modelu użytkownika energii, określenie kryteriów przydatności rozpatrywanych technologii dla zastosowania w różnych kategoriach budynków, zastosowanie generacji zintegrowanej typu BCHP (Building Cooling and Heat Power), pragmatyczne zdefiniowanie roli i funkcjonalności mikrobiogazowni jako specyficznego źródła OŹE sprzężonego z kompleksem budynków; przeprowadzenie czynnej modyfikacji zjawiska konwersji energii z biomasy dla wyznaczenia warunków brzegowych jej aplikacji w budynkach, implementacja rozpatrywanych (tytułowych) technologii energetycznych OŹE w budynkach wraz z wstępną oceną ekonomiczną i eksploatacyjną, optymalizacja struktury źródła zintegrowanego (mikrokogeneracja, kogeneracja małej skali, pompa ciepła, kolektor słoneczny, ogniwo fotowoltaiczne, elektrownia wiatrowa małej mocy) dedykowanej reprezentatywnemu budynkowi z uwzględnieniem samochodu elektrycznego.

5 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 5 Etap 1 OCENA ISTNIEJĄCEJ BAZY DANYCH WEJŚCIOWYCH DOTYCZĄCYCH OŹE (ZASOBÓW, WARUNKÓW KLIMATYCZNYCH, DOSTĘPNYCH TECHNOLOGII) Gliwice, 10 grudnia 2010 Program Strategiczny ZINTEGROWANY SYSTEM ZMNIEJSZENIA EKSPLOATACYJNEJ ENERGOCHŁONNOŚCI BUDYNKÓW Zadanie 3 ZWIĘKSZENIE WYKORZYSTANIA ENERGII Z ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII W BUDOWNICTWIE

6 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 6 Zespół autorski: J. Popczyk – Politechnika Śląska w Gliwicach P. Kucharczyk – Politechnika Śląska w Gliwicach J. Wacowski – Politechnika Śląska w Gliwicach A.Czop – eGmina, Infrastruktura, Energetyka K. Wieczorek – eGmina, Infrastruktura, Energetyka R. Mocha – eGmina, Infrastruktura, Energetyka D. Kamiński – Energopomiar Elektryka

7 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 7 Przedsięwzięcia powiązane (platformy dyskusyjne, miejsca publikacji wyników) Klaster 3x20 (www.klaster3x20.pl) Podstawowe opracowania związane, opublikowane na platformie Klaster 3x20 Dział Profesorski Konwersatorium Inteligentna Energetyka [1] J. Popczyk – Energetyka rozproszona jako odpowiedź na potrzeby rynku (prosumenta) i pakietu energetyczno-klimatycznego (wersja elektroniczna monografii wydanej przez Instytut na rzecz Ekorozwoju, Warszawa, wrzesień 2010) [2] B. Jękot – Rozwój oceny/certyfikacji budownictwa: od kalkulacji częściowych do całościowych, łącznie z felietonami ilustrowanymi, nr 1 i 2. [2] B. Jękot – Rozwój oceny/certyfikacji budownictwa: od kalkulacji częściowych do całościowych, łącznie z felietonami ilustrowanymi, nr 1 i 2.

8 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 8 [3] Strategie wojewódzkie... [4] Dane IMiGW, materiały statystyczne GUS,... [5] Badania dedykowane różnym zagadnieniom szczegółowym... [6] Dane z obszaru doświadczeń implementacyjnych (wykorzystania OŹE)... [3] Strategie wojewódzkie... [4] Dane IMiGW, materiały statystyczne GUS,... [5] Badania dedykowane różnym zagadnieniom szczegółowym... [6] Dane z obszaru doświadczeń implementacyjnych (wykorzystania OŹE)... [7] Książki, monografie, poradniki,... [8] Katalogi firmowe,... [9] Badania dedykowane różnym zagadnieniom szczegółowym... [7] Dane z obszaru doświadczeń implementacyjnych (zastosowań poszczególnych technologii)... [11] Informacje, głównie internetowe... Kompendium ogrzewnictwa i klimatyzacji. Recknagel, Sprenger, Schramek. 08/09; Zastosowanie odnawialnych źródeł ciepła w ogrzewnictwie i wentylacji - Henryk Foit. 2010; Ogrzewnictwo i ciepłownictwo. M. Nantka. 2010;… Turboden, Viessmann, Galmet,... Budowa i eksploatacja budynku pasywnego, doświadczenie firm (Raporty OOŚ, Studia wykonalności, koncepcje technologii,…) klaster3x20.pl, - Repozytorium wiedzy i dokumentacji, muratordom.pl, zbiory branżowe publikacji (Springerlink), European Comission JRC… Poszukiwania rozwiązań, porównania, optymalizacje, weryfikacja… Wykaz głównych źródeł wykorzystanych w badaniach dotyczących technologii Wykaz głównych źródeł wykorzystanych w badaniach dotyczących zasobów i warunków klimatycznych

9 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 9 Technologia/mechanizm Współczynnik/rozwiązanie Samochód elektryczny Mnożnik 2,5 przy zaliczaniu do celu energii elektrycznej (odnawialnej) wykorzystanej do napędu samochodu Pompa ciepła Zaliczenie do celu ciepła produkowanego przez pompę Paliwa drugiej generacjiMnożnik 2 przy zaliczaniu paliw do celu Aukcjoning emisji CO 2 Plan (harmonogram) redukcji emisji wolnej od opłaty, cena uprawnień do emisji (cena referencyjna Komisji Europejskiej dla potrzeb decyzji inwestycyjnych: 40 euro/tona CO 2 ) PAKIET 3X20 przede wszystkim siła sprawcza, ale także program operacyjny Integracja trzech rynków końcowych (energia elektryczna, ciepło, paliwa transportowe) Polskie cele 3x20 (w scenariuszu business as usual) 15% – 110 TWh, 20% – 60 mln ton, 20% – 180 TWh

10 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków Certyfikacja energetyczna w budownictwie na świecie 2. Ustawa OZE (harmonizacja z dyrektywą 2009/28/WE) 3. Dyrektywa EPBD /91/WE (nowelizacja: maj 2010). Po 2020 domy (nowe) tylko zero-energetyczne 4. Infrastruktura Smart Grid (dom inteligentny, zarządzanie energią) Współczesna energochłonność domu Zużycie energii, kWh/(m2a) Stara 15 w UE, zużycie średnie – 85 Polska, zużycie średnie – 180 Polska, budownictwo z lat 70. – 300 Polska, budownictwo nowe Dom pasywny, standard niemiecko-austriacki - 15 Podstawowe środowisko regulacyjne/prawne inteligentnego domu pasywnego/zero/plus- energetycznego determinujące przeprowadzone badania

11 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 11 KLASYFIKACJA DOMÓW ENERGETYCZNYCH (WEDŁUG B. JĘKOT, Dział Profesorski) Net zero site energy use (zerowe zużycie energii netto przez obiekt/miejsce) - ilość energii ze źródeł odnawialnych (OZE) uzyskana na miejscu jest równa energii jaką pobiera budynek – jest to amerykański model. Net zero source energy use (netto zerowe użycie energii ze źródła) - taki ZEB generuje tyle samo energii (OZE) ile zużywa plus energię do transportu energii do budynku (uwzględnia straty podczas przesyłania więc musi generować więcej energii niż poprzednio zdefiniowany). Net zero emissions (netto zerowa emisja) - emisja na terenie lub poza pochodząca ze źródeł kopalnych jest bilansowana poprzez wytwarzanie energii ze źródeł odnawialnych (OZE) – ale ZEB poza USA i Kanadą jest definiowany jako zero emisji - w niektórych obliczeniach do emisji generowanych w trakcie eksploatacji budynku dolicza się emisję generowaną w trakcie procesu budowlanego, wytwarzania materiałów oraz transportu do miejsca przeznaczenia - uwzględniane poszczególnych w obliczeniach nie jest jednolite.

12 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 12 Net zero cost (zerowe koszty netto) - gdzie koszt zakupu energii bilansują dochody ze sprzedaży elektryczności do sieci elektrycznej bazującej na energii wytwarzanej poza terenem - wynik takiej kalkulacji i status budynku uzależniony jest od wartości pozyskiwanego wynagrodzenia za dostarczanie energii i struktury opłat za pobieraną energię. Net off-site zero energy use (bilans netto zerowy, z energią pochodzącą spoza terenu) - budynek uważany ciągle za ZEB kiedy 100% energii pochodzi z odnawialnych źródeł energii (OZE) nawet spoza terenu. Off-the-grid (poza siecią) - budynek ZEB nie połączony z siecią generującą energię poza terenem, który generuje energię z odnawialnych źródeł (OZE) i akumuluje ją na okres kiedy promienie słoneczne nie docierają, wiatr nie wieje, woda nie przepływa itp. KLASYFIKACJA DOMÓW ENERGETYCZNYCH (WEDŁUG B. JĘKOT, Dział Profesorski)

13 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 13 KLASYFIKACJA DOMÓW ENERGETYCZNYCH (WEDŁUG B. JĘKOT, Dział Profesorski) Triple Zero ® (potrójnie zerowy) – budynek zerowy w trzech kategoriach: energia (co najmniej samowystarczalny w zakresie energii potrzebnej do ogrzewania, chłodzenia, ciepłej wody użytkowej i zainstalowanych urządzeń, a wytwarzanej na terenie gdzie położony jest budynek), emisja (budynek nie produkuje żadnych gazów cieplarnianych i niedozwolone są żadne procesy spalania w budynku i na terenie), odpady (w razie adaptacji budynku lub jego rozbiórki wszystkie elementy są powtórnie użyte - recycled – bez jakiejkolwiek konieczności palenia lub kierownia do składowiska śmieci, a teren może być powtórnie częścia natury bez obaw o skażenia. Triple Zero® – budynek opracowany przez architekta Werner Sobek (jest prawnie zastrzeżoną nazwą).

14 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 14 SYNTEZA REFORM ENERGETYKA WEK/OZE/URE ROLNICTWO w tym: biogazownie, mikrobiogazownie, biorafinerie INTELI– GENTNA ENERGETYKA (SMART GRID) SYNERGETYKA BUDOWNICTWO w tym: dom zero-energetyczny TRANSPORT w tym: samochód elektryczny ŚRODOWISKO w tym: ochrona powietrza, utylizacja odpadów/pozostałości komunalnych, rolniczych, przemysłowych BIO - TECHNOLOGIE ŚRODOWISKO W KTÓRYM PROWADZONO BADANIA ROZWÓJ ENERGETYKI OZE/URE W WARUNKACH KRYZYSU INWESTYCYJNEGO W ENERGETYCE WEK ( )

15 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 15 ODWRACANIE ŁAŃCUCHA WARTOŚCI (1) Główna teza. Dostępne w kraju oszacowania zasobów energii odnawialnej (dostępne bazy danych) były/są tworzone według podejścia bilansowego, ukierunkowanego na ich wykorzystanie (głównie przez inwestorów z obszaru energetyki WEK), w niewielkim tylko stopniu uwzględniającego potrzeby budownictwa (indywidualnych obiektów) i właściwości dostępnych technologii energetycznych, za to obciążonego metodologią charakterystyczną dla badań meteorologicznych. Potrzebne jest natomiast podejście ukierunkowane na zaspokojenie potrzeb (budownictwa/prosumentów), zapewniające adekwatność zasobów, potrzeb i technologii.

16 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 16 ODWRACANIE ŁAŃCUCHA WARTOŚCI (2) zasoby Potrzeby (dom/obiekt) technologie efektywność ekonomiczna w perspektywie inwestora korporacyjnego technologie i zasoby RYNEK ENERTYKI WEK I ODBIORCY RYNEK ENERGETYKI URE i PROSUMENTA sieć dystrybucji przemysłu URE PROSUMENT ODBIORCA Decyzje polityczne, fundusze na badania

17 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 17 WPROWADZONA KLASYFIKACJA RODZAJOWA ZASOBÓW OŹE BIOMASA ROLNICZA (zasoby rolnictwa energetycznego – gruntów) Uprawy jednoroczne: bigazownie NaWaRo, biopaliwa pierwszej generacji, biorafinerie (paliwa drugiej generacji) Uprawy wieloletnie: biomasa stała BIOMASA LEŚNA BIOMASA KOMUNALNA Odpady stałe biodegradowalne, biogaz z oczyszczalni ścieków, biogaz z wysypisk śmieci CIEPŁO Z OTOCZENIA (pompa ciepła) Ciepło zakumulowane w powietrzu, w ziemi, w wodzie PROMIENIOWANIE SŁONECZNE WIATR GEOTERMIA CIEKI WODNE

18 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 18 KLASYFIKACJA ILOŚCIOWA ZASOBÓW OŹE ZASBY: stałe zmienne ZASOBY: bilansowe techniczne ekonomiczne CZYNNIKI REDUKCYJNE: wymagania środowiskowe nieadekwatność zasobów oraz technologii/zapotrzebowania

19 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 19 GŁÓWNY WNIOSEK WYNIKAJĄCY Z BADAŃ Niezależne badania zasobów OŹE/technologii/potrzeb budownictwa trzeba, w perspektywie budownictwa/prosumenta, zamienić na badania rynku, czyli na: potrzeby indywidualnych obiektów, dostępnych komercyjnie technologii (zwłaszcza URE), a na końcu dopiero badania zasobów (badania dedykowane indywidualnym obiektom, realizowane w ramach studiów wykonalności, w tym także w ramach doboru technologii URE, ze szczególnym uwzględnieniem ograniczeń środowiskowych.

20 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 20 TRZY WAŻNE PYTANIA, SPOŚRÓD WIELU (1) 1.Pytanie o to, jak radzić sobie z awariami sieciowymi nękającymi przede wszystkim elektroenergetykę (kilkunastogodzinny brak dostaw energii elektrycznej dla aglomeracji szczecińskiej – kwiecień 2008, kilkunastogodzinne przerwy zasilania, które dotknęły 700 tys. mieszkańców Mazowsza i północno-wschodniej części kraju – październik 2009, kilkudziesięciogodzinne przerwy zasilania 120 tys. mieszkańców Małopolski i Śląska oraz dwutygodniowe 20 tys. mieszkańców Śląska – styczeń 2010, i wiele innych). Ale także gazownictwo (ewakuacja 7 tys. mieszkańców w Zielonej Górze z powodu seryjnych wybuchów w instalacjach gazowych odbiorców, które nastąpiły 30 listopada 2010 roku). Wreszcie ciepłownictwo (kilkunastogodzinne pozbawienie dostaw ciepła ponad 100 tys. mieszkańców Częstochowy – 3 grudnia 2010). Odpowiedź – przekształcając dom istniejący w inteligentny dom plus- energetyczny)

21 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 21 TRZY WAŻNE PYTANIA, SPOŚRÓD WIELU (2) 2. Pytanie o to, czy mamy wystarczające zasoby OZE. Odpowiedź – problemem są nie zasoby, a nowa architektura/infrastruktura (czy chcemy zastąpić np. plątaninę drutów i słupów na wsiach i w małych miastach mikrowiatrakami, panelami słonecznymi, mikrobiogazowniami) 3. Pytanie o ekonomikę. W szczególności o to, czy inteligentny dom plus- energetyczny, z samochodem elektrycznym ma wystarczające wskaźniki NPV, IRR. Odpowiedź – problemem nie są wskaźniki NPV, IRR, ale to czy inteligentny dom plus-energetyczny, z samochodem elektrycznym, stanie się produktem rynkowym w środowisku ekonomiki konsumenckiej (z prosumentem jako podmiotem) Dodatkowy komentarz. Potencjał rozwojowy inteligentnego domu plus- energetycznego tkwi w zmianie struktury kosztów przeciętnej rodziny (w Polsce jest ona następująca: wydatki mieszkaniowe z mediami – 25%, żywność – 25%, samochód – 20 %, telefony – 5%)

22 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 22 [ BUDOWNICTWO PERSPEKTYWA 2020 DOM PASYWNY, DOM ZERO-ENERGETYCZNY, INTELIGENTNY DOM PLUS-ENERGETYCZNY (z samochodem elektrycznym, ze Smart Gridem Mikro)

23 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 23 Stan istniejący. Dom (150 m 2 powierzchni użytkowej, wybudowany w latach 70.) Wyposażenie: przyłącze elektryczne, kocioł węglowy, 2 ogrzewacze cwu (kotłowy, elektryczny), samochód (Punto) Roczny bilans (wyjściowy) energii i paliw (MWh)/kosztów (zł)/ emisji CO 2 (t): energia elektryczna (w tym letnie cwu) – 4/1800/3, ciepło (węgiel) – 35/3300/13, benzyna – 11/5200/3 DOM ENERGETYCZNY – MODERNIZACJA (1) Potencjalny wpływ na przebudowę struktury bilansu energetycznego Polski (do opracowania wykorzystano pracę studenta D. Tobiczyka)

24 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 24 DOM ENERGETYCZNY – MODERNIZACJA (2) Potencjalny wpływ na przebudowę struktury bilansu energetycznego Polski (do opracowania wykorzystano pracę studenta D. Tobiczyka) [ Modernizacja: termomodernizacja, pompa ciepła (moc elektryczna 1,4 kW, mikrowiatrak (3 kW), panel fotowoltaiczny (5,4 kW p ), samochód elektryczny Roczny bilans po modernizacji: produkcja energii elektrycznej – 16 MWh, zużycie (AGD, pompa ciepła, samochód elektryczny) – 12 MWh)

25 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 25 DOM ENERGETYCZNY – MODERNIZACJA (3) Potencjalny wpływ na przebudowę struktury bilansu energetycznego Polski (do opracowania wykorzystano pracę studenta D. Tobiczyka) [ Budżet na modernizację, wynikający z zasady kosztu unikniętego (w okresie 10 lat, przy rocznym ponad- inflacyjnym wzroście cen paliw i energii wynoszącym 3% i stałej realnej cenie uprawnień do emisji CO 2 ) 190 tys. zł (140 tys. zł – uniknięte koszty paliw i energii, 30 tys. zł – koszty inkorporacji środowiska, 20 tys. zł – sprzedaż energii elektrycznej)

26 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 26 [ ROLNICTWO REWOLUCJA W ROLNICTWIE NA ŚWIECIE POLSKIE ZASOBY ROLNICTWA ENERGTYCZNEGO I POTRZEBA ICH WYKORZYSTANIA

27 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 27 POLSKI PROBLEM W UE W ROLNICTWIE UE wchodzi w etap redukowania polityki (WPR) i Polska musi się wpisać w ten trend W ENERGETYCE Polska dąży do wykreowania polityki (polegajacej na kontynuacji energetyki wielkoskalowej), ale UE w ten trend się nie wpisze

28 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 28 SYNTEZA ENERGII I ŻYWNOŚCI NA POZIOMIE PROSUMENTA 2030 BILANS ŻYWNOŚCIOWO-ENERGETYCZNY DLA DOMU (DLA 3-OSOBOWEJ RODZINY) Dzienne zapotrzebowanie żywnościowe na osobę (energia pierwotna): 2 kWh – dieta wegetariańska, 10 kWh – dieta mięsna Roczne zapotrzebowanie żywnościowe na rodzinę (energia pierwotna): 2,2 MWh – dieta wegetariańska, 11 MWh – dieta mięsna Roczne zapotrzebowanie domu (pasywnego)/rodziny na energię elektryczną: AGD (łącznie z pompą ciepła) i samochodem elektrycznym – 12 MWh (zastępuje obecne: 4 MWh – energia elektryczna, węgiel/ciepło 35 MWh, benzyna – 11 MWh) Roczne zasoby rolnictwa energetycznego (20% ziemi uprawnej) na rodzinę (0,3 ha) – 24 MWh (w energii pierwotnej, np. w biometanie) Inne roczne zasoby OZE przypadające na dom: ogniwo fotowoltaiczne, 15 m 2 – 4 MWh; mikrowiatrak, 3 kW – 4 MWh

29 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 29 DWIE PODSTAWOWE TECHNOLOGIE ROLNICTWA ENERGETYCZNEGO Biogazownia/mikrobiogazownia (integracja technologiczna produkcji biogazu i kogeneracji/trójgeneracji, produkcja biogazu przeznaczonego do zatłaczania do sieci gazowej, transport LNG, CNG) Biorafineria (produkcja paliw drugiej generacji, produkcja biokomponentów)

30 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 30 NADPRODUKCJA ZBOŻA W 2009 ROKU I DZIAŁANIA RZĄDU MAJĄCE NA CELU SKIEROWANIE TEGO ZBOŻA DO WSPÓŁSPALANIA Nadprodukcja 4 podstawowych zbóż w 2009 roku: 4…6 mln ton. Perspektywa wykorzystania do współspalania. Przy takim wykorzystaniu uzysk energii odnawialnej końcowej wynosi około 4…6 TWh Zasoby ziemi uprawnej wykorzystane do nadprodukcji: 1,1…1,7 mln ha. Możliwa do uzyskania energia odnawialna końcowa w przypadku zastosowania technologii biogazowych i kogeneracyjnych małej skali: 75…116 TWh Wykorzystanie odłogów i ziemi wyłączonej z upraw (łącznie około 2 mln ha ziemi średnio-urodzajnej) stanowi potencjał produkcyjny energii odnawialnej końcowej wynoszący około 80 TWh Łączny osiągalny uzysk odnawialnej energii końcowej: 150…200 TWh

31 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 31 MOŻLIWY EFEKT ZAMIANY NADPRODUKCJI ZBOŻA (I SKIEROWANIA GO DO WSPÓŁSPALANIA) NA EFEKTYWNE ENERGETYCZNE WYKORZYSTANIE ZASOBÓW ZIEMI (1,7 mln ha) Równoważna (uwzględniająca osiągalne sprawności) ilość: węgla kamiennego (energetycznego) – 50…65 mln ton gazu ziemnego – 15…20 mld m 3 paliw transportowych – 14…18 mln ton inwestycji w energetykę atomową (bez sieci) – 300…400 mld zł

32 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 32 TRANSPORT MOC SILNIKÓW ZAINSTALOWANYCH W 16 MLN SAMOCHODÓW PRZEWYŻSZA 30-KROTNIE MOC ZAINSTAOWANĄ W KSE SAMOCHÓD ELEKTRYCZNY: TRZYKROTNIE MNIEJSZE ZUZYCIE ENERGII PIERWOTNEJ ZERO EMISJI CO 2, A NA RYNKU ENERGII ELEKTRYCZNEJ TECHNOLOGIA ZASOBNIKOWA I ODDOLNY FILAR BEZPIECZENSTWA ELEKTROENERGTYCZNEGO

33 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 33 INTEGRACJA RYNKÓW ENERGII ELEKTRYCZNEJ I TRANSPORTU (nowe spojrzenie na te rynki) Przyjmijmy, że liczba odbiorców energii elektrycznej wynosi w Polsce w wielkim przybliżeniu 16 milionów (od czasu zakończenia elektryfikacji w latach sześćdziesiątych liczba ta rośnie bardzo powoli). Podobna jest liczba samochodów, ale doszliśmy do tej liczby głównie w ostatnich 20 latach Moc zainstalowana w silnikach samochodowych wynosi ponad 1000 GW, czyli jest 30 razy większa od mocy zainstalowanej w elektrowniach/elektrociepłowniach. Każdy z silników samochodowych nadaje się, po niewielkich tylko przeróbkach, do wykorzystania jako jednostka napędowa agregatu kogeneracyjnego (w tym np. agregatu mikrobiogazowni) Czyli w wielkim przybliżeniu: wykorzystanie silników samochodowych, jednego na trzydzieści, może zapewnić (hipotetycznie) Polsce moc wytwórczą wystarczającą do pokrycia obecnego zapotrzebowania na rynku energii elektrycznej Integracja rynków energii elektrycznej i transportu zapewni częściowe ujście dla produkcji segmentu spalinowych silników samochodowych na rynek mikrokogeneracji gazowej

34 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 34 SAMOCHÓD ELEKTRYCZNY Potencjalny wpływ na przebudowę struktury bilansu energetycznego Polski [ !!! Racjonalne założenia dla samochodu Toyota YARIS są następujące: Emisja CO 2 : 140 g/km, czyli na 100 km przebiegu: 14 kg CO 2 Zużycie benzyny na 100 km wynosi około 6 l, czyli około 55 kWh w paliwie pierwotnym Sprawność optymalna benzynowego silnika spalinowego 0,3, sprawność eksploatacyjna całego układu napędowego (silnika i przeniesienia momentu napędowego) 0,15, czyli energia użyteczna, odniesiona do przebiegu 100 km, równa się około 8 kWh Energia elektryczna zużyta przez samochód elektryczny, liczona na 100 km przebiegu, równa się 15 kWh (sprawność optymalna silnika elektrycznego wynosi 0,9, ale eksploatacyjną przyjęto na poziomie 0,7, sprawność akumulatora 0,8 oraz sprawność przekształtnika 0,95). Dane pomiarowe zużycia energii elektrycznej w warunkach eksploatacyjnych potwierdzają tę wartość !

35 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 35 [ Wielkość Samochód tradycyjnyelektryczny Rzepak i buraki energetyczne, odpowiednio Energia pierwotna, w jednostkach naturalnych estry 1,0 tona biometan 8 tys. m 3 Energia pierwotna11 MWh80 MWh Energia końcowa11 MWh 32 MWh el 36 MWh c Przejechana droga [tys. km]40119 Energia zaliczona do zielonego celu w Pakiecie 3x20 11 MWh 32 MWh el ·2, MWh c = 112 MWh Wyniki wykorzystania 1 ha gruntów rolnych na rynku transportu, przy zastosowaniu samochodu tradycyjnego (z silnikiem wysokoprężnym) i elektrycznego

36 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 36 Technologie/rynki OZE/URE

37 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 37 LISTA TECHNOLOGII URE: DOSTĘPNYCH I W BARDZO DUŻYM STOPNIU JUŻ SKOMERCJALIZOWANYCH (1) Technologie proste 1.Kolektor słoneczny 2.Mikrowiatrak 3.Pompa ciepła 4.Dom pasywny 5.Samochód elektryczny 6.Mikrobiogazownia 7.Biogazownia 8.Źródło ORC 9.Minirafineria lignocelulozowa 10. Ogniwo fotowoltaiczne 11.Spalarnia śmieci (także technologie plazmowe utylizacji śmieci…) 12. Elektrownia wodna ultraniskospadowa 13. Mikroźródło jądrowe

38 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 38 LISTA TECHNOLOGII URE: DOSTĘPNYCH I W BARDZO DUŻYM STOPNIU JUŻ SKOMERCJALIZOWANYCH (2) Technologie złożone 14. Źródło poligeneracyjne 15. Technologie zasobnikowe 16. Technologie oddolnego filaru bezpieczeństwa energetycznego 17. Technologie zintegrowane funkcjonalnie

39 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 39 LISTA TECHNOLOGII URE: DOSTĘPNYCH I W BARDZO DUŻYM STOPNIU JUŻ SKOMERCJALIZOWANYCH (3) Technologie dedykowane do charakterystycznych segmentów rynku popytowego 18. Dom energetyczny (2,5 mln małotowarowych gospodarstw rolnych, 3 mln domów jednorodzinnych, 10 tys. nowych domów budowanych rocznie, budowa oddolnego filaru indywidualnego bezpieczeństwa energetycznego, wykorzystanie technologii 1 do 10, 12, 14 do 17, 21) 19. Gospodarstwo rolne energetyczne (100 tys. gospodarstw towarowych, istota: dywersyfikacja produkcji/ryzyka gospodarstwa, utylizacja odpadów, budowa oddolnego filaru indywidualnego bezpieczeństwa energetycznego, wykorzystanie technologii 1 do 5, 10, 14 do 17, 19) 20. Gmina wiejska energetyczna (1600 gmin, istota: wykorzystanie zasobów rolnictwa energetycznego, utylizacja odpadów, budowa oddolnego filaru bezpieczeństwa energetycznego w ramach infrastruktury krytycznej, wykorzystanie technologii 1 do 10, 12, 14 do 17, 21) 21. Miasto energetyczne (istota: włączenie transportu w obszar energetyki miasta, utylizacja odpadów, budowa oddolnego filaru bezpieczeństwa energetycznego w ramach infrastruktury krytycznej, wykorzystanie technologii 1 do 5, 7, 10, 13 do 17)

40 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 40 LISTA TECHNOLOGII URE: DOSTĘPNYCH I W BARDZO DUŻYM STOPNIU JUŻ SKOMERCJALIZOWANYCH (4) Technologie zwiększające efektywność energetyki rozproszonej (popytowo-podażowej) 22. Wirtualne źródło poligeneracyjne (istota: zwiększenie efektywności energetyki rozproszonej w aspektach: energetycznym, ekonomicznym i poprawy bezpieczeństwa energetycznego) 23. Smart Grid (istota: przeniesienie akcentu w skali społecznej z wytwarzania energii na zarządzanie energią)

41 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 41 SZCZEGÓŁOWE WNIOSKI Z BADAŃ ZASOBÓW PRZYRODNICZYCH ŹRÓDEŁ ENERGII

42 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 42 Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / lubelskie Województwo lubelskie Ocena OZE -BIOMASA -Słabo rozpoznane zasoby Źródło 1.Program rozwoju energetyki dla województwa lubelskiego 2.Wojewódzki Program Rozwoju Alternatywnych Źródeł Energii dla Województwa Lubelskiego 3.Bank Danych Regionalnych – GUS 4.Plan Gospodarki Odpadami Ocena OZE - SŁOŃCE -wiarygodne dane nadające się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Program rozwoju energetyki dla województwa lubelskiego 2.Wojewódzki Program Rozwoju Alternatywnych Źródeł Energii dla Województwa Lubelskiego 3.Strona www Ministerstwa Infrastruktury 4.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc 5. JRC European Commission PVGIS Ocena OZE - WODA -potencjał wody oszacowano w sposób wystarczający do wykorzystania go na potrzeby utworzenia ogólnej bazy danych Źródło 1.Program rozwoju energetyki dla województwa lubelskiego 2.Wojewódzki Program Rozwoju Alternatywnych Źródeł Energii dla Województwa Lubelskiego Ocena OZE – WIATR -dane nadające się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Program rozwoju energetyki dla województwa lubelskiego 2.Wojewódzki Program Rozwoju Alternatywnych Źródeł Energii dla Województwa Lubelskiego 3.Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) 4.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc Ocena OZE- GEOTERMIA -zasoby geotermalne dla gmin są oszacowane w sposób wystarczający na potrzeby utworzenia ogólnej bazy danych Źródło 1.Program rozwoju energetyki dla województwa lubelskiego 2.Wojewódzki Program Rozwoju Alternatywnych Źródeł Energii dla Województwa Lubelskiego 3. Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim 4. Polska Geotermalna Asocjacja im. prof. Juliana Sokołowskiego

43 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 43 Województwo lubuskie Ocena OZE -BIOMASA -Słabo rozpoznany potencjał. -oszacowany potencjał nie jest wystarczający do dalszego wykorzystania go w kolejnych etapach Projektu -do programu komputerowego można wykorzystać dane dostępne w GUS Źródło 1.Studium rozwoju systemów energetycznych w województwie lubuskim do roku 2025, ze szczególnym uwzględnieniem perspektyw rozwoju energetyki odnawialnej 2.Bank Danych Regionalnych - GUS 3.Plan Gospodarki Odpadami Ocena OZE - SŁOŃCE -Dostępne dane są wiarygodne i nadają się do wykorzystania na potrzebę stworzenia programu komputerowego Źródło 1.Studium rozwoju systemów energetycznych w województwie lubuskim do roku 2025, ze szczególnym uwzględnieniem perspektyw rozwoju energetyki odnawialnej 2.Strona www Ministerstwa Infrastruktury 3. Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc 5. JRC European Commission PVGIS Ocena OZE - WODA -potencjał wody jest oszacowany w sposób niewystarczający do wykorzystania go na potrzeby utworzenia bazy danych o OZE Źródło 1.Studium rozwoju systemów energetycznych w województwie lubuskim do roku 2025, ze szczególnym uwzględnieniem perspektyw rozwoju energetyki odnawialnej Ocena OZE – WIATR -dane nadające się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Studium rozwoju systemów energetycznych w województwie lubuskim do roku 2025, ze szczególnym uwzględnieniem perspektyw rozwoju energetyki odnawialnej 2.Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) 3. Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc Ocena OZE- GEOTERMIA -brak danych, które można wykorzystać do programu komputerowego Źródło 1.Studium rozwoju systemów energetycznych w województwie lubuskim do roku 2025, ze szczególnym uwzględnieniem perspektyw rozwoju energetyki odnawialnej 2. Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim 3. Polska Geotermalna Asocjacja im. prof. Juliana Sokołowskiego Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / lubuskie

44 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 44 Województwo kujawsko-pomorskie Ocena OZE - BIOMASA -znaczną część danych zawartych w niniejszych opracowaniach można wykorzystać na cele stworzenia zasobów OZE -oszacowane zasoby stanowią rzetelną wiedzę na temat dostępnych zasobów na poziomie powiatu. Źródło 1.Odnawialne źródła energii - Zasoby i możliwości wykorzystania na terenie województwa kujawsko-pomorskiego 2.Opracowanie Energia alternatywna w województwie kujawsko-pomorskim – B.Igliński, R.Buczkowski, M.Cichosz 3.Bank Danych Regionalnych - GUS 4.Plan Gospodarki Odpadami Ocena OZE - SŁOŃCE -Dane dostępne z ww. źródeł pozwalają na oszacowanie potencjału energii słonecznej dla województwa -dane te można wykorzystać w celu stworzenia bazy danych o OZE w województwie Źródło 1.Odnawialne źródła energii - Zasoby i możliwości wykorzystania na terenie województwa kujawsko-pomorskiego 2.Opracowanie Energia alternatywna w województwie kujawsko-pomorskim – B.Igliński, R.Buczkowski, M.Cichosz 3.Strona www Ministerstwa Infrastruktury 4.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc 5.JRC European Commission PVGIS Ocena OZE - WODA -oszacowany potencjał teoretyczny oraz techniczny daje ogólny pogląd na rejony predysponowane do rozwoju energetyki wodnej Źródło.Odnawialne źródła energii - Zasoby i możliwości wykorzystania na terenie województwa kujawsko-pomorskiego 2.Opracowanie Energia alternatywna w województwie kujawsko-pomorskim – B.Igliński, R.Buczkowski, M.Cichosz Ocena OZE – WIATR -dane nadające się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Odnawialne źródła energii - Zasoby i możliwości wykorzystania na terenie województwa kujawsko-pomorskiego 2.Opracowanie Energia alternatywna w województwie kujawsko-pomorskim – B.Igliński, R.Buczkowski, M.Cichosz 3.Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) 4.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc Ocena OZE- GEOTERMIA -dane dotyczące parametrów wód termalnych w dużych miastach województwa można wykorzystać do programu komputerowego Źródło 1.Odnawialne źródła energii - Zasoby i możliwości wykorzystania na terenie województwa kujawsko-pomorskiego 2.Opracowanie Energia alternatywna w województwie kujawsko-pomorskim – B.Igliński, R.Buczkowski, M.Cichosz 3.Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim 4.Polska Geotermalna Asocjacja im. prof. Juliana Sokołowskiego Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / kujawsko- pomorskie

45 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 45 Województwo podkarpackie Ocena OZE -BIOMASA -wiarygodne dane, które nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Strategia rozwoju OZE województwa podkarpackiego. 2.Baza danych Odnawialnych Źródeł Energii województwa podkarpackiego 3.Bank Danych Regionalnych - GUS 4.Plan Gospodarki Odpadami Ocena OZE - SŁOŃCE dane te można wykorzystać w celu stworzenia bazy danych o OZE w województwie Źródło 1.Strategia rozwoju OZE województwa podkarpackiego. 2.Baza danych Odnawialnych Źródeł Energii województwa podkarpackiego 3.Strona www Ministerstwa Infrastruktury 4.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc 5.JRC European Commission PVGIS Ocena OZE - WODA wiarygodne i rzetelnie oszacowane zasoby wody w poszczególnych odcinkach rzek -dane te nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Strategia rozwoju OZE województwa podkarpackiego. 2.Baza danych Odnawialnych Źródeł Energii województwa podkarpackiego Ocena OZE – WIATR -dane nadające się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Strategia rozwoju OZE województwa podkarpackiego. 2.Baza danych Odnawialnych Źródeł Energii województwa podkarpackiego 3.Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) 4.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc Ocena OZE- GEOTERMIA -brak danych, które można wykorzystać do programu komputerowego Źródło 1.Strategia rozwoju OZE województwa podkarpackiego. 2.Baza danych Odnawialnych Źródeł Energii województwa podkarpackiego 3.Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim 4.Polska Geotermalna Asocjacja im. prof. Juliana Sokołowskiego Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / podkarpackie

46 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 46 Województwo pomorskie Ocena OZE -BIOMASA -wiarygodne dane, które można wykorzystać w programie komputerowym Źródło 1.Regionalna strategia energetyki ze szczególnym uwzględnieniem źródeł odnawialnych 2.Ocena zasobów i potencjalnych możliwości pozyskania surowców dla energetyki odnawialnej w województwie pomorskim 3.Bank Danych Regionalnych - GUS 4.Plan Gospodarki Odpadami Ocena OZE - SŁOŃCE -dane te można wykorzystać w celu stworzenia bazy danych o OZE w województwie Źródł 1.Regionalna strategia energetyki ze szczególnym uwzględnieniem źródeł odnawialnych 2.Strona www Ministerstwa Infrastruktury 3.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc 4.JRC European Commission PVGIS Ocena OZE - WODA -brak danych, które można wykorzystać w programie komputerowym Źródło 1.Regionalna strategia energetyki ze szczególnym uwzględnieniem źródeł odnawialnych Ocena OZE – WIATR -dane nadające się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Regionalna strategia energetyki ze szczególnym uwzględnieniem źródeł odnawialnych 2.Studium możliwości rozwoju energetyki wiatrowej w województwie pomorskim 3.Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) 4.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc Ocena OZE- GEOTERMIA -brak danych, które można wykorzystać do programu komputerowego Źródło 1.Regionalna strategia energetyki ze szczególnym uwzględnieniem źródeł odnawialnych 2.Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim 3.Polska Geotermalna Asocjacja im. prof. Juliana Sokołowskiego Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / pomorskie

47 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 47 Województwo świętokrzyskie Ocena OZE -BIOMASA -słabo rozpoznane zasoby -do programu komputerowego można wykorzystać dane dostępne w GUS Źródło 1.Program ochrony środowiska dla województwa świętokrzyskiego na lata Bank Danych Regionalnych - GUS 3.Plan Gospodarki Odpadami Ocena OZE - SŁOŃCE -dane te można wykorzystać w celu stworzenia bazy danych o OZE w województwie Źródło 1.Program ochrony środowiska dla województwa świętokrzyskiego na lata Strona www Ministerstwa Infrastruktury 3.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc 4.JRC European Commission PVGIS Ocena OZE - WODA brak danych, które można wykorzystać w programie komputerowym Źródło 1.Program ochrony środowiska dla województwa świętokrzyskiego na lata Ocena OZE – WIATR dane nadające się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Program ochrony środowiska dla województwa świętokrzyskiego na lata Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) 3.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc Ocena OZE- GEOTERMIA -brak danych, które można wykorzystać do programu komputerowego Źródło 1.Program ochrony środowiska dla województwa świętokrzyskiego na lata Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim 3.Polska Geotermalna Asocjacja im. prof. Juliana Sokołowskiego Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / świętokrzyskie

48 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 48 Województwo warmińsko-mazurskie Ocena OZE -BIOMASA słabo rozpoznane zasoby -do programu komputerowego można wykorzystać dane dostępne w GUS Źródło 1.Program ekoenergetyczny województwa warmińsko-mazurskiego na lata Bank Danych Regionalnych - GUS 3.Plan Gospodarki Odpadami Ocena OZE - SŁOŃCE -dane zamieszczone na stronie MI można wykorzystać w programie komputerowym Źródło 1.Program ekoenergetyczny województwa warmińsko-mazurskiego na lata Strona www Ministerstwa Infrastruktury 3.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc 4.JRC European Commission PVGIS Ocena OZE - WODA -brak danych, które można wykorzystać w programie komputerowym Źródło 1.Program ekoenergetyczny województwa warmińsko-mazurskiego na lata Ocena OZE – WIATR dane nadające się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Program ekoenergetyczny województwa warmińsko-mazurskiego na lata Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) 3.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc Ocena OZE- GEOTERMIA brak danych przydatnych do programu komputerowego Źródło 1.Program ekoenergetyczny województwa warmińsko-mazurskiego na lata Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim 3.Polska Geotermalna Asocjacja im. prof. Juliana Sokołowskiego Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / warmińsko- mazurskie

49 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 49 Województwo wielkopolskie Ocena OZE - BIOMASA -do programu komputerowego można wykorzystać dane dostępne w GUS Źródło 1.Bank Danych Regionalnych - GUS 2.Plan Gospodarki Odpadami Ocena OZE - SŁOŃCE -dane zamieszczone na stronie MI można wykorzystać w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury 2.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc 3.JRC European Commission PVGIS Ocena OZE - WODA Brak danych Źródło Brak źródeł Ocena OZE – WIATR -dane nadające się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) 2.Atlas Klimatu Polski –H.Lorenc Ocena OZE- GEOTERMIA -brak danych przydatnych do programu komputerowego Źródło 1.Atlas zasobów geotermalnych formacji mezozoicznej na Niżu Polskim 2.Polska Geotermalna Asocjacja im. prof. Juliana Sokołowskiego Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / wielkopolskie

50 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 50 Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / dolnośląskie Województwodolnośląskie Ocena OZE -BIOMASA -do programu komputerowego można wykorzystać dane dostępne w GUS Źródło 1.Bank Danych Regionalnych - GUS 2.Plan Gospodarki Odpadami Ocena OZE - SŁOŃCE -dane zamieszczone na stronie MI można wykorzystać w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury 2.http://agroenergetyka.pl/?a=article&id=267 3.http://www.baza-oze.pl/enodn.php?action=show&id=27 Ocena OZE - WODA Brak danych Źródło Brak danych Ocena OZE – WIATR -dane nadające się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) Ocena OZE- GEOTERMIA -brak danych przydatnych do programu komputerowego Źródło 1.http://www.pgi.gov.pl/index.php?option=com_content&ta sk=view&id=1739&Itemid=1

51 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 51 Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / łódzkie Województwołódzkie Ocena OZE -BIOMASA -do programu komputerowego można wykorzystać dane dostępne w GUS Źródło 1.Bank Danych Regionalnych - GUS 2.Plan Gospodarki Odpadami 3.Ocena konkurencyjności wykorzystania energii odnawialnej w województwie łódzkim Ocena OZE - SŁOŃCE -dane zamieszczone na stronie MI można wykorzystać w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury 2.http://agroenergetyka.pl/?a=article&id=267 3.http://www.baza-oze.pl/enodn.php?action=show&id=27 Ocena OZE - WODA -dane nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Ocena konkurencyjności wykorzystania energii odnawialnej w województwie łódzkim Ocena OZE – WIATR -dane nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) Ocena OZE- GEOTERMIA -brak danych przydatnych do programu komputerowego Źródło 1.Ocena konkurencyjności wykorzystania energii odnawialnej w województwie łódzkim

52 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 52 Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / małopolskie Województwomałopolskie Ocena OZE -BIOMASA -do programu komputerowego można wykorzystać dane dostępne w GUS Źródło 1.Bank Danych Regionalnych - GUS 2.Plan Gospodarki Odpadami Ocena OZE - SŁOŃCE -dane zamieszczone na stronie MI można wykorzystać w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury 2.http://agroenergetyka.pl/?a=article&id=267 3.http://www.baza-oze.pl/enodn.php?action=show&id=27 Ocena OZE - WODA Brak danych Źródło Brak danych Ocena OZE – WIATR -dane nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) Ocena OZE- GEOTERMIA -brak danych przydatnych do programu komputerowego Źródło 1.http://www.pgi.gov.pl/index.php?option=com_content&task=view&id=1739&Itemid=1

53 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 53 Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / mazowieckie Województwomazowieckie Ocena OZE -BIOMASA -do programu komputerowego można wykorzystać dane dostępne w GUS Źródło 1.Bank Danych Regionalnych - GUS 2.Plan Gospodarki Odpadami 3.Program możliwości wykorzystania odnawialnych źródeł energii dla Województwa Mazowieckiego Ocena OZE - SŁOŃCE -dane zamieszczone na stronie MI można wykorzystać w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury 2.Program możliwości wykorzystania odnawialnych źródeł energii dla Województwa Mazowieckiego Ocena OZE - WODA - dane nie nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Program możliwości wykorzystania odnawialnych źródeł energii dla Województwa Mazowieckiego Ocena OZE – WIATR -dane ze strony MI nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) 2.Program możliwości wykorzystania odnawialnych źródeł energii dla Województwa Mazowieckiego Ocena OZE- GEOTERMIA -dane nie nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Program możliwości wykorzystania odnawialnych źródeł energii dla Województwa Mazowieckiego

54 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 54 Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / opolskie Województwoopolskie Ocena OZE -BIOMASA -do programu komputerowego można wykorzystać dane dostępne w GUS Źródło 1.Bank Danych Regionalnych - GUS 2.Plan Gospodarki Odpadami 3.Plan Rozwoju Odnawialnych Źródeł Energii w Województwie Opolskim Ocena OZE - SŁOŃCE -dane zamieszczone na stronie MI można wykorzystać w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury 2. Plan Rozwoju Odnawialnych Źródeł Energii w Województwie Opolskim 3.http://agroenergetyka.pl/?a=article&id=267 Ocena OZE - WODA Brak danych Źródło Brak danych Ocena OZE – WIATR -dane ze strony MI nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) 2.http://www.anemos.de/0/?pg=0&lg=2 3.http://www.baza-oze.pl/enodn.php?action=show&id=27 Ocena OZE- GEOTERMIA -dane nie nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.http://www.pgi.gov.pl/index.php?option=com_content&task=view&id=1739&Itemid=1

55 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 55 Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / podlaskie Województwopodlaskie Ocena OZE -BIOMASA -do programu komputerowego można wykorzystać dane dostępne w GUS Źródło 1.Bank Danych Regionalnych - GUS 2.Plan Gospodarki Odpadami Ocena OZE - SŁOŃCE -dane zamieszczone na stronie MI można wykorzystać w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury 2.http://agroenergetyka.pl/?a=article&id=267 3.http://www.baza-oze.pl/enodn.php?action=show&id=27 Ocena OZE - WODA Brak danych Źródło Brak danych Ocena OZE – WIATR -dane ze strony MI nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) 2.http://www.anemos.de/0/?pg=0&lg=2 3.http://www.baza-oze.pl/enodn.php?action=show&id=27 Ocena OZE- GEOTERMIA - dane nie nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.http://www.pgi.gov.pl/index.php?option=com_content&task=view&id=1739&Itemid=1

56 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 56 Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / śląskie Województwośląskie Ocena OZE -BIOMASA -do programu komputerowego można wykorzystać dane dostępne w GUS oraz w strategii rozwoju OZE województwa śląskiego Źródło 1.Bank Danych Regionalnych - GUS 2.Plan Gospodarki Odpadami 3.Strategia rozwoju OZE województwa śląskiego Ocena OZE - SŁOŃCE -do programu komputerowego można wykorzystać dane zamieszczone w Strategii rozwoju OZE województwa śląskiego Źródło 1.Strategia rozwoju OZE województwa śląskiego Ocena OZE - WODA -do programu komputerowego można wykorzystać dane zamieszczone w Strategii rozwoju OZE województwa śląskiego Źródło 1.Strategia rozwoju OZE województwa śląskiego Ocena OZE – WIATR -do programu komputerowego można wykorzystać dane zamieszczone w Strategii rozwoju OZE województwa śląskiego Źródło 1.Strategia rozwoju OZE województwa śląskiego Ocena OZE- GEOTERMIA -dane nie nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Strategia rozwoju OZE województwa śląskiego

57 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 57 Ocena informacji o zasobach OZE na potrzeby projektu / zachodnio-pomorskie Województwozachodnio-pomorskie Ocena OZE -BIOMASA -do programu komputerowego można wykorzystać dane dostępne w GUS Źródło 1.Bank Danych Regionalnych - GUS 2.Plan Gospodarki Odpadami Ocena OZE - SŁOŃCE -dane zamieszczone na stronie MI można wykorzystać w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury 2.http://agroenergetyka.pl/?a=article&id=267 3.http://www.baza-oze.pl/enodn.php?action=show&id=27 Ocena OZE - WODA Brak danych Źródło Brak danych Ocena OZE – WIATR -dane ze strony MI nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.Strona www Ministerstwa Infrastruktury (dane dla wysokości 5m n.p.m.) 2.http://www.anemos.de/0/?pg=0&lg=2 3.http://www.baza-oze.pl/enodn.php?action=show&id=27 Ocena OZE- GEOTERMIA -dane nie nadają się do wykorzystania w programie komputerowym Źródło 1.http://www.pgi.gov.pl/index.php?option=com_content&task=view&id=1739&Itemid=1

58 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 58 Województwo / OZE BiomasaSłońceWodaWiatrGeotermiaSuma punktów łódzkie śląskie podkarpackie mazowieckie kujawsko- pomorskie lubelskie pomorskie warmińsko- mazurskie lubuskie świętokrzyskie dolnośląskie małopolskie opolskie podlaskie zachodnio- pomorskie wielkopolskie Ranking województw pod względem dostępności i użyteczności baz danych dla poszczególnych rodzajów OZE

59 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 59 Wnioski z badań zasobów Dostępne bazy danych o OZE dla województw przedstawiają jedynie ogólny szacowany potencjał OZE, który nie zawsze jest przydatny z punktu widzenia integracji OZE z budownictwem. Aktualne bazy danych są nieefektywne (podają dane przydatne przy projektowaniu dużych instalacji wykorzystujących OZE, a na potrzeby budownictwa istotny jest inny charakter danych – np. w przypadku oszacowań potencjału energii geotermalnej). Na potrzeby stworzenia programu komputerowego dobrze rozeznany jest potencjał energii słońca, potencjał energii wiatru. Dane dostępne są nieodpłatnie na stronie Ministerstwa Infrastruktury (Typowe lata meteorologiczne i statystyczne dane klimatyczne dla obszaru Polski do obliczeń energetycznych budynków). Ponadto dobrze rozeznany jest również potencjał energii biomasy, biogazu oraz biopaliw w oparciu o dane dostępne w Banku Danych Regionalnych GUS. Pozostałe źródła OZE: biomasa, biogaz, biopaliwa, geotermia, woda – powinny być rozeznane przy użyciu ankiety, którą użytkownik wypełnia i na podstawie której program przy pomocy odpowiednich algorytmów oszacowuje możliwy uzysk energetyczny. Dla energii słońca i wiatru oszacowania również powinny być wspomagane ankietą, która uwzględniać będzie np.: umiejscowienie budynku – miejsce zalesione/odkryte, w bliskim sąsiedztwie innych budynków, na otwartej przestrzeni. Na chwilę obecną dalsze prowadzenie badań bez konkretnej lokalizacji i technologii są bezcelowe, ponieważ użytkownik nie otrzyma interesujących go dokładnych wyników, a jedynie pewne przybliżenie, które dostępne jest w tej chwili w oparciu o dane, które pochodzą z już wykonanych badań. Trzeba zmienić chronologię działań – tj. mając konkretny budynek w danej lokalizacji dopasowujemy do niego źródła wykorzystujące OZE, a nie na odwrót.

60 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 60 SZCZEGÓŁOWE WNIOSKI Z BADAŃ DOTYCZĄCYCH TECHNOLOGII Pompy ciepła

61 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 61 Technologie oparte na pompach ciepła (1) POMPY CIEPŁA

62 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 62 Technologie oparte na pompach ciepła (2) POMPY CIEPŁA Pompy ciepła pod względem potencjału co do zaopatrzenia w ciepło są powszechnie uznane za drugie OZE po biomasie! Ta technologia ogrzewania (z możliwością także chłodzenia - jako jedyna!) jest w pełni dojrzała i sprawdzona w różnych warunkach klimatycznych. Pompa ciepła napędzana energią L n pobiera ze środowiska (powietrze,woda, grunt) energię Q, użytkownik ma do dyspozycji sumę (Q + L n ).W poprawnie wykonanych instalacjach średnioroczny współczynnik efektywności cieplnej COP = (Q + L n )/L n przy pobieraniu ciepła z wody bądź z gruntu wynosi około 4 (COP 4), przy pobieraniu ciepła z powietrza wynosi około 3 (COP 3), i są to wartości pomierzone. Energia napędowa L n może być dostarczana jako: - energia elektryczna (pompy ciepła sprężarkowe), - energia cieplna, np. ze spalania gazu (pompy ciepła absorpcyjne, niższe COP, większe moce).

63 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 63 Technologie oparte na pompach ciepła (3) Źródło: Ciepło z natury - pompy ciepła,

64 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 64 Technologie oparte na pompach ciepła (4) Podstawowe zalety i korzyści pomp ciepla Niskie koszty eksploatacyjne; Możliwość pracy w drugiej taryfie energetycznej; Niezmienność, w pewnych ustalonych granicach, współczynnika efektywności COP - w przeciwieństwie do corocznego spadku współczynnika sprawności kotła gazowego i olejowego; Długa żywotno eksploatacyjna - powyżej dwudziestu lat bez konieczności modernizacji instalacji i bez konieczności ponoszenia dodatkowych kosztów inwestycyjnych w czasie eksploatacji; Niezmienność "jakości paliwa (wartości opałowej)" - energia elektryczna; Brak wpływu zmian jakości paliwa na spadek współczynnika sprawności instalacji; Wolniejszy wzrost cen energii elektrycznej w stosunku do wzrost cen gazu i oleju; Niezależność od dostawców paliwa; Brak negatywnego oddziaływania na środowisko naturalne. Stosowane czynniki robocze R407C oraz R134a są ekologiczne, niewybuchowe i wolne od chloru; Bezpieczna niewybuchowa eksploatacja; Dobrane urządzenia grzewcze nie są przewymiarowane; Prostota zabudowy; Prostota wewnętrznych instalacji niskotemperaturowych; Brak konieczności wymiany wkładów kominowych co kilka lat eksploatacji; Cicha praca - poziom hałasu zgodny z rygorystycznymi wymogami Unii Europejskiej; W przypadku stosowania pomp ciepła typu powietrze/woda dla potrzeb c.w.u.- dodatkowy efekt wymuszonej wentylacji i chłodzenia; Brak konieczności corocznych przeglądów i czyszczenia palnika kotłów gazowych lub olejowych; Możliwość wykorzystania pomieszczenia z pompą ciepła równie do innych funkcji (pralnia, suszarnia, spiżarnia); Zbędny komin.

65 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 65 Technologie oparte na pompach ciepła (5) GRUNT - WODA Gruntowy wymiennik poziomy – kolektor poziomy Kolektor poziomy jest budowany z rur polietylenowych PE odpornych na nacisk o średnicy jednego cala. Rury układane są w rowach na głębokości ok. 1,6m. Pomiędzy rurami stosuje się odstępy 0,5 - 0,8 m. Przy założeniu, że do ogrzania domu potrzeba około 50 W/m2, kolektor płaski powinien zajmować powierzchnię od 1,5 do 5 razy większą niż powierzchnia domu. Wady: duży obszar zajmowanego terenu, skrócony czas wegetacji roślin na terenie nad kolektorem, duże opory hydrauliczne, większe koszty pompowania glikolu. Gruntowy wymiennik pionowy – kolektor pionowy Głębokość odwiertów waha się od m. Z tego zakresu głębokości można uzyskać temperaturę zasilania 6-8°C. Z jednego odwiertu można uzyskać W Zalety: brak zależności pogodowej, wysoka efektywność, mała dewastacja terenu, niskie opory hydrauliczne, niskie koszty pompowania glikolu. Wady: potrzeba specjalistycznego sprzętu, często brak dojazdu na działkę!!! potrzeba zezwoleń wodno-prawnych dla kolektorów powyżej 30 m głębokości.

66 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 66 Technologie oparte na pompach ciepła (6) WODA – WODA Najczęstszym rozwiązaniem jest system dwóch lub większej liczby studni: jednej czerpalnej i jednej lub kilku zrzutowych. Studnia czerpalna służy do poboru wody gruntowej, druga do odprowadzania wody schłodzonej. Głębokość studni w typowych warunkach geologicznych wynosi 6 – 30 m (na wykonanie głębszej studni potrzebne jest zezwolenie wodno – prawne). Zalety: niska zależność pogodowa, mała dewastacja terenu, niskie opory hydrauliczne, a więc niskie koszty pompowania glikolu, Wady: wysokie wymagania co do jakości wody (żelazo, mangan, twardość wody), wysokie koszty wykonania studni, ograniczony czas eksploatacji studni czerpalnej i zrzutowej (15-20 lat). 1 – wykorzystanie wody gruntowej (dwie studnie głębinowe). 2 – wykorzystanie wody powierzchniowej (rzeki, jeziora, stawy).

67 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 67 Technologie oparte na pompach ciepła (7) Temperatury zasilania pompy ciepła Każdy 1°C więcej po stronie źródła to zmiana współczynnika efektywności (COP) pracy pompy ciepła o około 3.5%. Typ dolnego źródła ciepła: dla płaskich kolektorów gruntowych od 4-6°C do -1-2°C w końcu sezonu grzewczego dla kolektorów współpracujących z kolektorami słonecznymi (min 2 m 2 /10 kW mocy) 5-9°C do 2-4°C w końcu sezonu grzewczego dla wód powierzchniowych 4°C (zimą) dla wierconych sond głębinowych 6-8°C do 4-6°C w końcu sezonu grzewczego dla wierconych sond głębinowych współpracujących z kolektorami słonecznymi 7-12°C do 5-8°C w końcu sezonu grzewczego dla wierconych studni 7-9°C W pompach ciepła temperatura parowania czynnika jest z reguły niższa o 2-3°C od temperatury powrotu źródła dolnego. Temperatury zasilania ogrzewanie podłogowe maksymalnie około 45°C, optymalnie około 42°C ogrzewanie mieszane (podłogowe i grzejnikowe z układem mieszania - dwóch temperatur pracy) około 55°C

68 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 68 Technologie oparte na pompach ciepła (8) Ceny kolektorów dla pomp ciepła Kolektor płaski gruntowy, prosty i spiralny Najlepszym środowiskiem w którym może zostać ułożony kolektor poziomy jest wodonośny żwir, wodonośny piasek i mocno wilgotna glina. Najgorszym środowiskiem na ułożenie kolektora jest suchy piasek. Kolektor płaski 25 PLN/m 2 kolektora (min. 40 m 2 na kW mocy pompy ciepła).Orientacyjna wielkość kolektora poziomego ze względu na moc grzewczą pompy ciepła : Kolektor pionowy W zależności od warunków glebowych długość kolektora może się wahać w przedziale 16 – 30 metrów na 1 kW nominalnej mocy grzewczej pompy ciepła. Cena wykonania kolektora pionowego dla pompy ciepła o mocy 10 kW to około PLN. W cenę wchodzi wykonanie odwiertów, umieszczenie kolektorów, wypełnienie odwiertu oraz próby szczelności. Kolektor pionowy 70 PLN/metr odwiertu (minimum 15 m odwiertu na 1 kW mocy pompy ciepła). System dwóch studni Woda gruntowa jest pobierana ze złoża poprzez jedną studnię, przepływa przez wymiennik ciepła pompy ciepła i jest oddawana naturze poprzez drugą studnię oddaloną o metrów od pierwszej. Cena budowy systemu dwóch studni dla pompy ciepła o mocy grzewczej 10 kW zwykle zamyka się w kwocie PLN. W cenie zawiera się wywiercenie 2 studni o głębokości 15 metrów i pompa samozasysająca. Moc grzewcza pompy ciepła kW Minimalna powierzchnia zajmowana przez kolektor [m 2 ] Moc grzewcza pompy ciepła (kW) Czas wykonania kolektora (dni) Minimalna wielkość odwiertów akceptowana przez producentów pomp ciepła (metry) Orientacyjna cena PLN

69 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 69 Technologie oparte na pompach ciepła (9) Koszt wytwarzania ciepła w różnych systemach geotermalnych

70 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 70 Technologie oparte na pompach ciepła (10) Porównanie kosztów wytworzenie ciepła w różnych systemach ciepłowniczych grzewczych (wg danych firmy HIBERNATUS - ceny brutto z lipca 2005 r)

71 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 71 Technologie oparte na pompach ciepła (11) Przykład I – teoretyczny (źródło: Przedsiębiorstwo Innowacyjno - Wdrożeniowe "PAMAR", Sochaczew) Dom mieszkalny Powierzchnia użytkowa ogrzewanej części budynku m2 Energochłonność budynku – klasa D 120 kWh/(m2.rok) Sezonowe zapotrzebowanie na ciepło- 86 GJ/rok Przewidywane roczne koszty ogrzewania na c.o. i c.w.u zł (t.j. 6,75 zł/m2) dla 4-osobowej rodziny Przykład II – instalacja zrealizowana (żródło: Hibernatus, Wadowice) Szkoła Podstawowa w Sadku, gmina.Jodłownik Powierzchnia ogrzewana budynku 1638 m2 Roczne zapotrzebowanie na energię cieplną 800 GJ Zainstalowana moc grzewcza systemu 116 kW Wewnętrzna instalacja grzewcza c.o.oparte na grzejnikach niskotemperaturowych Temperatura zasilania c.o. i c.w.u. 50 ºC Dolne źródło ciepła Płaski kolektor gruntowy. 4200m Koszt uzyskania 1GJ energii końcowej 15,5 zł (przy cenie energii elektrycznej 0,29 zł/kWh brutto) Roczne koszty ogrzewania (c.o. i c.w.u.) Około zł (t.j. 7,30 zł/m2) Oszczędność w skali roku w stosunku do systemu grzewczego na gaz ziemny Około zł Efekt ekologiczny Oszczędność 130 ton węgla lub 60 tys. m3 gazu

72 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 72 Technologie oparte na pompach ciepła (12) Wykres porównawczy skumulowanych kosztów ogrzewania budynku jednorodzinnego przy pomocy różnych systemów grzewczych Dla powyższego wykresu przyjęto następujące założenia wyjściowe: dom mieszkalny o powierzchnii ogrzewanej 120 m2, instalacja GPC oparta na poziomym kolektorze gruntowym, ceny energii i nośników z 2004 r. Punkty przecięcia prostej GPC obrazują okres zwrotu.

73 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 73 SZCZEGÓŁOWE WNIOSKI Z BADAŃ DOTYCZĄCYCH TECHNOLOGII Technologie geotermalne

74 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 74 Technologie geotermalne (1) GEOTERMIA Otwór geotermalny Bańska PGP-1

75 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 75 Technologie geotermalne (2) Określenie przydatności technologii geotermalnych i opartych na pompach ciepła pod kątem aplikacji OZE w budynkach Zasoby - oszacowane różne kategorie zasobów dla Niżu Polski i Podhala, w tym dyspozycyjne i eksploatacyjne. W trakcie syntetycznego przygotowania analogiczne oceny - Karpaty Zewnętrzne, Zapadlisko przedkarpackie, region Sudetów Główne obszary występowania i perspektyw wykorzystania wód geotermalnych: - Niż Polski (piaskowcowe serie mezozoiczne - głównie kredy i jury) - Karpaty (głównie Podhale - wapienie i dolomity triasu, węglany eocenu śr.) lokalnie: Zapadlisko przedkarpackie, Karpaty zewnętrzne, Sudety Temperatury skał i wód: ˚C (głębokości 1 – 4 km) (lokalnie, głębiej stwierdzono wody o temperaturach do stu kilkudziesięciu C), Wydajności eksploatacyjne wód z otworów: kilka m 3 /h m 3 /h Mineralizacja: 0,5 – 300 g/dm 3

76 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 76 Technologie geotermalne (3)

77 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 77 Technologie geotermalne (4) WARUNKI POLSKIE tys. PJ to 99,8 proc. wszystkich polskich zasobów odnawialnych, wliczając słońce, wiatr, biomasę i wodę. - pozyskiwanie złóż pary z dużych głębokości do produkcji energii elektrycznej jest obecnie nieopłacalne ekonomicznie. (Polska leży poza strefami aktywności tektonicznej i wulkanicznej) - w naszym kraju występują baseny sedymentacyjno-strukturalne, wypełnione gorącymi wodami podziemnymi o zróżnicowanych temperaturach (wynoszących od kilkudziesięciu stopni do ponad 90°C, rzadko osiągających sto kilkadziesiąt stopni – dlatego też wody te znajdują zastosowanie głównie w energetyce cieplnej) -szacowany potencjał energii geotermalnej w Polsce wynosi 1512 PJ/rok, co stanowi 30% krajowego zapotrzebowania na ciepło - istotny jest fakt, że w Polsce regiony o optymalnych warunkach geotermalnych w dużym stopniu pokrywają się z obszarami o dużym zagęszczeniu aglomeracji miejskich i wiejskich, obszarami silnie uprzemysłowionymi (jest to korzystne ze względu na możliwość odbioru produkowanego ciepła - tereny zasobne w energię geotermalną to: Warszawa, Poznań, Szczecin, Łódź, Toruń, Płock - wydobywanie i energetyczne zagospodarowanie wód geotermalnych jest opłacalne do głębokości 2000 metrów, gdzie temperatura czynnika sięga rzędu 65°C, a zasolenie jest mniejsze niż 30 g/l..(stosując pompy ciepła, temperaturę opłacalności użytkowania złóż geotermalnych można obniżyć do ok.40°C.) - zasoby wód geotermalnych: * Niż Polski – wody o temperaturze 58-82°C z głębokości m. * Podhale – temperatura wody 80-96°C, na głębokości m. * Pomorze Zachodnie - wody geotermalne o temperaturach °C na głębokości m.

78 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 78 Technologie geotermalne (5) - Do zasadniczych cech zasobów geotermalnych decydujących o atrakcyjności ich wykorzystania w kraju zaliczyć można: * praktyczną odnawialność * możliwość użytkowania bez powodowania zagrożeń środowiska naturalnego * powszechność występowania oraz możliwość pozyskiwania w pobliżu użytkownika * niezależność od zmiennych warunków klimatycznych i pogodowych * możliwość budowy na ich bazie instalacji osiągających znaczne moce cieplne (do kilkudziesięciu MW) oraz ekonomiczną zasadność ich pozyskiwania. Geotermia napotyka w naszym kraju na istotne przeszkody rozwoju. Należą do nich: - brak spójnej polityki państwa w tym zakresie - niesprzyjające i niewystarczające regulacje prawne - nadmierna ilość i wysokość opłat i podatków, w tym m.in. opłata za informacje geologiczną i wprowadzona przez Sejm RP w 2005 r. opłata eksploatacyjna za wydobywanie wód geotermalnych. Szansą na rozwój geotermii jest adaptacja istniejących odwiertów w celu eksploatacji wód i ciepła, systemy kaskadowe i skojarzone, odzysk ciepła nie tylko z wód wydobywanych z dużych głębokości, ale także z płytkich poziomów i gruntu przy zastosowaniu pomp ciepła. - Należy spodziewać się, że w pobliżu ciepłowni geotermalnych będą powstawać także inne obiekty wykorzystujące energię geotermalną, np. obiekty o przeznaczeniu typowo rekreacyjnym (parki wodne) czy typowo rolniczym i przemysłowym (szklarnie, suszarnie produktów rolnych, suszarnie drewna, baseny do hodowli ryb itp.).

79 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 79 Technologie geotermalne (6) Podstawowe dane ciepłowni geotermalnych funkcjonujących w Polsce

80 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 80 Technologie geotermalne (7) CASE STUDY - Stargard Szczeciński - posiada scentralizowany system grzewczy, który dostarcza ciepło do ok. 75% mieszkańców. Źródłem energii jest ciepłownia o mocy zainstalowanej 116,3 MW, wyposażona w kotły opalane węglem. Ciepło doprowadzane jest do odbiorców za pomocą sieci przesyłowej długości 37 km, współpracującej z 252 węzłami cieplnymi. W 1998 r. został zaaprobowany projekt, w którym przyjęto koncepcję budowy instalacji geotermalnej współpracującej z dotychczasowym źródłem ciepła. Ze względu na wartości temperatur wydobywanej wody instalacja będzie składać się tylko z dubletu geotermalnego, w skład którego wejdzie otwór produkcyjny GT-1 i otwór zatłaczający GT-2, oraz geotermalnego wymiennika ciepła o mocy 14 MW. Woda geotermalna wydobyta przy pomocy pomp głębinowych będzie kierowana do wymiennika, a następnie zatłaczana do tej samej warstwy wodonośnej poprzez otwór iniekcyjny. Ciepło zawarte w wodzie geotermalnej przekazywane będzie w wymienniku do wody sieciowej powracającej z instalacji grzejnych miasta. Otwór wydobywczy osiągnął głębokość 2672 m i dostarcza wodę o temperaturze 86,9°C oraz mineralizacji zbliżonej do mineralizacji wody w Pyrzycach. Otwór zatłaczający został wykonany jako odwiert kierunkowy, głowice obu otworów są położone w niewielkiej odległości od siebie (~8 m), a odległości pomiędzy dolnymi końcami otworów ok m. W pierwszym etapie inwestycji energia pozyskiwana z wody geotermalnej będzie pokrywać całoroczne zapotrzebowanie na ciepło niezbędne do przygotowania c.w.u. W dalszych planach zakłada się wykorzystanie wód geotermalnych do celów rekreacyjnych oraz produkcyjnych (rolnictwo, hodowla ryb itp.) Uproszczony schemat systemu ciepłowniczego w Stargardzie Szczecińskim

81 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 81 Technologie geotermalne (8) Wpływ na środowisko: - zakłócenia powierzchniowe : wiertnie, otwory, sieć rurociągów - osiadanie gruntu - efekty termiczne : ciepła woda odpadowa - emisja substancji chemicznych, głównie gazów : azot, dwutlenek węgla, siarkowodór, amoniak - Prawo górnicze : t > 20 st.C – kopaliny - Prawo wodne : wody podziemne – ścieki - Koszty wytwarzania jednostki energii (kWh) z elektrowni geotermalnych są najniższe na świecie. - Aktualny koszt energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych także przemawia za geotermią. Wynosi on 2 centy amerykańskie za kWh, podobnie jak z elektrowni wodnych, i jest 2-krotnie tańszy niż koszt wytwarzania energii z biomasy czy wiatru i 6-krotnie tańszy niż ze słońca (fotowoltaika). - Koszt inwestycyjny pod klucz elektrowni geotermalnych jest najtańszy i wynosi 800 USD za 1 kW mocy zainstalowanej. Dla porównania koszt ten dla innych technologii wynosi : biomasa – 900 USD/kW, energia wodna – 1000 USD/kW, wiatrowa – 1100 USD/kW, słoneczna – 3000 USD/kW.

82 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 82 SZCZEGÓŁOWE WNIOSKI Z BADAŃ DOTYCZĄCYCH TECHNOLOGII Technologie biomasowe

83 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 83 Technologie biomasowe Własności paliw biomasowych Kotły biomasowe do indywidualnych systemów grzewczych Przykład kontenerowej kotłowni biomasowej Elektrociepłownia ORC Biogazownia Podsumowanie

84 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 84 Własności paliw biomasowych (1) Drewno, pelety Uśredniona wartość opałowa różnych gatunków drewna paliwogęstośćwartość opałowa (przy wilgotności 20%) kg/m 3 kWh/m 3 kWh/m.p.kWh/kg drewno iglaste świerk ,0 jodła ,2 sosna ,1 modrzew ,0 drewno liściaste brzoza ,1 wiąz ,9 buk ,8 jesion ,8 dąb ,8 biały buk ,7 Własności pelet specyfikacjajednostkawielkosć Średnicammok Długośćmm<50 Gęstośćkg/dm31,0-1,4 Wartość opałowakWh/kg4,9-5,4 kJ/kg kcal/kg4213 – 4643 Zawartość popiołu%<1,5 Zawartość siarki%<0,08 Zawartość azotu%<0,3 Zawartość chloru%<0,03 Porównanie pelet z innymi paliwami (wg Kompendium Ogrzewnictwa i Klimatyzacji, Recknagel, Sprenger, Schramek, 2008) : 2 kg peletu zastępuje 1 litr oleju opałowego, Zmiana paliwa na pelet to zmniejszenie emisji CO 2 o 2,5 kg na każdym zaoszczędzonym w ten sposób litrze oleju opałowego, 1,5 tony peletu zastępuje 1 tonę węgla, 1m 3 drewna litego ~ 2,5 m 3 zrębków ~0,5 t peletu, z 1 tony spalonego peletu zostaje jedynie 5 kg popiołu, do ogrzania domu jednorodzinnego (zbudowanego wg najnowszych warunków technicznych) potrzeba w przybliżeniu ok. 5 t peletu rocznie. 1 litr oleju opałowego (przyzałożeniu tej samej sprawności urządzenia grzewczego) można zastąpić przez ok. 3 kg drewna

85 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 85 Własności paliw biomasowych (2) Zboża Owies, bilans energetyczny Nakłady energii na uprawę 1 ha owsa oplewionego wynoszą ok. 14 tys. MJ/ha, a owsa nagiego – 13,4 tys. MJ/ha. W doświadczeniu naukowcy z UWM uzyskali stosunkowo wysokie plony ziarna: 46,8 dt/ha owsa oplewionego i 41,1 dt/ha formy nagiej. Przyjmując wartość energetyczną ziarna na poziomie odpowiednio 17,3 i 18,3 MJ/kg, z 1 hektara można uzyskać plon o wartości energetycznej tys. MJ, zaś po odjęciu nakładów energii poniesionych na jego uzyskanie bilans wynosi ok. 65 tys. MJ/ha. Efektywność energetyczna obu form owsa wynosi odpowiednio 5,75 i 5,66.

86 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 86 Przykład biomasowej elektrociepłowni kontenerowej Kotłownia na siano i słomę w Zaborowicach Moc 180 kW Służy do ogrzewania budynku Szkoły Podstwowej o powierzchni użytkowej 1050m 2. W przyszłości przy szkole ma powstać hala sportowa, dla której również wystarczy ciepła z kotłowni. Jest ona tańsza o połowę od kotłowni węglowej i wielokrotnie od olejowej. 3 tony słomy kosztują zł, a 1000 litrów oleju opałowego 2,5 tys. Zaletą takich kotłowni jest wykorzystanie najtańszego opału: siana, słomy, drewnianych odpadów. Kotłownia kontenerowa ma tę zaletę, że montuje się ją w ciągu dwóch dni. Nie trzeba wznosić oddzielnego budynku, wystarczą fundament i komin, do którego można ją podłączyć. Emituje śladowe ilości zanieczyszczeń, bo ma obieg zamknięty.

87 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 87 Klasyfikacja elektrociepłowni biomasowych

88 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 88 Elektrociepłownia ORC Organic Rankine Cycle – ORC są to układy pracujące w obiegu siłowni parowej, w których czynnikiem roboczym jest wybrany związek organiczny. Układy ORC stosowane są do produkcji energii elektrycznej z niskotemperaturowych źródeł ciepła, dla których obieg wodno-parowy mógłby okazać się mało sprawny oraz trudny do zrealizowania w związku z bardzo dużymi strumieniami objętości pary, pojawiającymi się w strefie niskiego ciśnienia. W układach ORC jako czynnik roboczy wykorzystuje się związki organiczne, umożliwiające (dzięki odpowiednim parametrom przemian fazowych) dokładne dostosowanie do temperatury źródeł ciepła. Lekkie węglowodory stosowane w układach ORC charakteryzują się znacznie niższym ciepłem parowania w porównaniu z wodą. Źródło:

89 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 89 Zastosowania obiegów z organicznym czynnikiem roboczym Siłownie heliotermiczne Wykorzystanie ciepła odpadowego do produkcji energii elektrycznej Elektrociepłownie biomasowe Binarne siłownie geotermalne Współpraca z układem kogeneracyjnym na biogaz Domowe mikrosiłownie kogeneracyjne Źródło: Wojciechowski H., Układy kogeneracyjne z organicznym obiegiem Rankinea wykorzystujące biomasę.

90 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 90 Zastosowania obiegów z organicznym czynnikiem roboczym Koncepcja mobilnego układu ORC Źródło: Aumann R., Bertele M., Hengstler E., Lucke E., Schuster A., Sichert A., ORCan Industries, Bayerische Elite Akademie Schemat termicznej siłowni solarnej Źródło: Zaporowski B., Szczerbowski R., Wróblewski R., 2007, Analiza efektywności energetycznej i ekonomicznej elektrociepłowni małej mocy opalanych biomasą, Polityka Energetyczna, Zeszyt specjalny 2, Tom 10.

91 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 91 Elektrociepłownia ORC Moduł kontenerowy ORC (Turboden) Schemat elektrociepłowni ORC

92 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 92 Sprawność elektrociepłowni ORC Wykres Sankeya układu technologicznego z organicznym obiegiem Rankinea

93 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 93 Porównanie właściwości wybranych czynników organicznych i wody

94 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 94 Elektrociepłownia ORC Zalety elektrociepłowni ORC małej i średniej mocy 200 do 1000 kWel - wysoka całkowita sprawność w granicach 90% - wysoka sprawność nawet przy niewielkich obciążeniach - niższe nawet o 30 % koszty wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej w porównaniu z typowymi elektrociepłowniami wodno-parowymi - długa żywotność turbin - wysoki stopień automatyzacji ( obsługa systemu ORC zaledwie 3 do 5 godzin tygodniowo ) i niskie koszty obsługi - możliwość budowy kompaktowej modułu ORC, również na ramach kontenerowych - hermetyczność obiegów oleju grzewczego i substancji organicznej (bezserwisowość, wymiana obu nośników ciepła raz na 20 lat) - bezemisyjność zamkniętego procesu ORC Nakłady inwestycyjne 500 kWel modułu ORC wraz z generatorem (dane firmy TURBODEN) wynoszą ok. 3 mln PLN.

95 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 95 Przykład instalacji elektrociepłowni ORC – Ostrów Wielkopolski Instalacja kotłowni biomasowej z układem ORC w Ostrowie Wielkopolskim kosztowała 22 mln zł. Jej moc cieplna wynosi 7,3 MW a moc elektryczna 1,5 MW sprawność przemiany wynosi 79%, a zużycie paliwa kg/GJ. Kocioł będący źródłem ciepła dla układu ORC jest opalany zrębkami drzewnymi Szkic schematu elektrociepłowni ORC w Ostrowie Wielkopolskim

96 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 96 Przykład instalacji elektrociepłowni ORC – tartak Olczyk w Świdnie

97 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 97 Biogazownia (1) Etapy pozyskiwania i wykorzystania biogazu [Handreichung Biogasgewinnung und- Nutzung. Fachagentur Nachwachsende-Rohstoffe. E.V. Leipzig 2004] Biogaz w biogazowni powstaje w procesie beztlenowej fermentacji metanowej odpowiedniego podłoża (zwanego substratem). Spektrum substratów stanowi szeroko pojęta biomasa – od rolniczej biomasy odpadowej (gnojowica, obornik) przez celowe uprawy roślin (np. kukurydza, trawa, buraki) aż po odpady z przemysłu spożywczego (np. wytłoki warzywne, owocowe, serwatka z mleczarni, a nawet odpady poubojowe). Dobór substratów nie może być przypadkowy ponieważ to on warunkuje zastosowanie odpowiedniej technologii, w tym konkretnych elementów instalacji biogazowni.

98 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 98 Biogazownia (2) Przepływ substancji i energii w biogazowni [Kraft-Wärme-Kopplung: G. Schaumann, K.W. Schmitz]

99 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 99 Podsumowanie (1) Na podstawie: Manfred Greis: In Zukunft ohne Heizung? Anlagentechnik für Neubauten von morgen. Viessmann

100 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 100 Podsumowanie (2) Technologie stosowane w indywidualnych systemach grzewczych Na podstawie: Manfred Greis: In Zukunft ohne Heizung? Anlagentechnik für Neubauten von morgen. Viessmann

101 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 101 Podsumowanie (3) Spośród technologii biomasowych, te bazujące na spalaniu bezpośrednim i spalaniu w kotłach zgazowujących mogą być powszechnie stosowane w budynkach jednorodzinnych jako źródła ciepła dla indywidualnych systemów ogrzewania centralnego. Dla budynków użyteczności publicznej – szkół, urzędów, szpitali doskonale nadają się kotłownie biomasowe na słomę, a nawet zboża; oczywiście w przypadku dostępności odpowiedniego paliwa. Aby maksymalnie wykorzystać energię zawartą w paliwie należy rozważyć kogenerację – w przypadku biomasy najdogodniejszym rozwiązaniem jest połączenie kotłowni biomasowej z układem ORC, gdzie sprawność produkcji ciepła wynosi ponad 70%, a energii elektrycznej zbliża się do 20%. Układy wykorzystujące biogaz z procesu fermentacji beztlenowej w silnikach gazowych charakteryzują się jeszcze wyższą sprawnością wytwarzania energii elektrycznej, od 35% do nawet 45%. Celowość tego typu instalacji jest na terenach wiejskich, w dużych gospodarstwach. Rozpiętość mocy biogazowi rolniczych jest bardzo duża; od kilku kilowatów do nawet paru megawatów a zamiar budowy powinien być poprzedzony rzetelnie sporządzonym bilansem ekonomicznym.

102 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 102 SZCZEGÓŁOWE WNIOSKI Z BADAŃ DOTYCZĄCYCH TECHNOLOGII Technologie słoneczne

103 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 103 Technologie słoneczne Ocena istniejącej bazy danych wejściowych dotyczących OŹE (technologie słoneczne: kolektory, fotowoltaika) Dokonano przeglądu technologii słonecznych pod kątem całościowych aplikacji z: kolektorami słonecznymi ogniwami fotowoltaicznymi

104 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 104 Etap 1 – Technologie słoneczne – kolektory słoneczne Zebrano dane wszystkich grup urządzeń wchodzących w skład aplikacji z kolektorami słonecznymi, mianowicie: kolektory słoneczne (płaskie, próżniowe, CPC) zasobniki solarne zespoły sterowniczo-pompowe zbiorniki przeponowe konstrukcje mocowań kolektorów przykładowe zestawy solarne

105 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 105 Etap 1 – Technologie słoneczne – kolektory słoneczne Kolektory słoneczne Zostały gruntownie przeanalizowane oferty krajowych jak i zagranicznych producentów kolektorów słonecznych tj.: Hewalex, Nibe-Biawar, Watt, Viessmann, Sunti, SunErgo, Soleko, Galmet, Buderus, Wolf, Schuco. Rynek kolektorów słonecznych jest już bardzo dobrze rozwinięty, zarówno w kraju jak i za granicą. Na uwagę zasługuje polska firma WATT z fabryką na śląsku produkująca jedne z najlepszych i najwydajniejszych kolektorów na świecie WATT 4000 S (jako pierwsze osiągnęły sprawność 85 % w Solar Keymark). Kolektory słoneczne cechują się bardzo wysokimi sprawnościami przetwarzania energii słonecznej na ciepło. Ważnym jest, aby zwracać uwagę na posiadane przez produkty certyfikaty. Tanie podróbki wiodących producentów nie posiadają certyfikatów.

106 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 106 Etap 1 – Technologie słoneczne – kolektory słoneczne Sprawność kolektorów płaskich mieści się w przedziale 75 % - 85 %, Sprawność kolektorów próżniowych wynosi około 57 % (kolektory CPC firmy WATT), Kolektory próżniowe są wydajniejsze od kolektorów płaskich, pracują przy dużo niższych temperaturach, pokrywają większe zapotrzebowanie na C.W.U., są jednak droższe i mniej odporne na warunki atmosferyczne. Niektóre firmy rozwijają tylko kolektory płaskie, nie mają w ofercie kolektorów próżniowych, taką firmą jest Schuco. Udowadniają, iż kolektory płaskie mogą na równi konkurować z kolektorami próżniowymi tworząc innowacyjne rozwiązania, takie jak super wydajny kolektor U.5 DG i CTE 524 DH

107 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 107 Etap 1 – Technologie słoneczne – kolektory słoneczne Zasobniki solarne Bardzo duży wybór zasobników solarnych. Po kolektorze słonecznym, zasobnik jest najważniejszym elementem instalacji solarnej. Dobrze dobrany zasobnik, jego pojemność do mocy kolektorów powoduje optymalną pracę całej instalacji co przekłada się bezpośrednio na sprawność instalacji oraz wynik finansowy oraz okres zwrotu inwestycji. Typy zasobników solarnych: na cele C.W.U. jedno-wężownicowe, dwu-wężownicowe, wielo-wężownicowe, na cele C.O. i C.W.U. (zbudowane jako zbiornik w zbiorniku) Istnieje możliwość łączenia zasobników w szereg. Największy zasobnik – PS firmy Schuco

108 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 108 Etap 1 – Technologie słoneczne – kolektory słoneczne Zespoły sterowniczo-pompowe Dostępne są zespoły pompowe wraz z dedykowanym sterownikiem instalacji solarnej. Możliwe jest również rozdzielenie obu urządzeń i zakup osobno pompy obiegowej oraz sterownika solarnego. Specjalizowane sterowniki pomagają uzyskać z instalacji solarnej maksimum mocy oraz oferują szereg dodatkowych funkcji tj.: zadawanie nastaw pracy instalacji, nadzór instalacji, pomiary parametrów pracy, archiwum danych pomiarowych, zdalny nadzór instalacji przez telefon komórkowy / internet. Sprawują funkcję bezpieczeństwa instalacji. Pozwalają integrować działanie wielkich instalacji solarnych. Dobra grupa sterowniczo-pompowa jest dużym wydatkiem.

109 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 109 Etap 1 – Technologie słoneczne – kolektory słoneczne Konstrukcje mocujące Szeroki wybór konstrukcji mocujących przeznaczonych na dachy: proste, pochylone spadowe montaż jako pokrycie dachowe, Możliwy jest również montaż na elewacji budynku. Dobry zestaw mocujący z możliwością ręcznego ustawiania pochylenia kolektorów jest sporym wydatkiem. Możliwość ręcznego ustawiania pochylenia kolektora jest cenną cechą, pomagającą regulować pokrycie solarne w ciągu roku.

110 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 110 Etap 1 – Technologie słoneczne – ogniwa fotowoltaiczne Zebrano dane wszystkich grup urządzeń wchodzących w skład aplikacji z ogniwami fotowoltaicznymi, mianowicie: ogniwa fotowoltaiczne (monokrystaliczne, polikrystaliczne, hybrydowe, cienkowarstwowe, CPV), kontrolery ładowania, inwertery, akumulatory, konstrukcje mocowań ogniw fotowoltaicznych, przykładowe zestawy fotowoltaiczne.

111 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 111 Etap 1 – Technologie słoneczne – ogniwa fotowoltaiczne Ogniwa fotowoltaiczne Zostały dokładnie sprawdzone oferty producentów ogniw fotowoltaicznych, których na świecie jest już bardzo dużo. Producenci ogniw fotowoltaicznych którzy znaleźli się w opracowaniu to: Yingli Solar, IBC Solar, Sulfurcell, Sanyo, Kaneka, Suntech Power, Victron Energy, Lorentz, RichSolar, BP Solar, GreenTech, Sharp, Kyocera, Schott, SunPower, Concentrix Solar, Amonix. Typy ogniw fotowoltaicznych według dostępności na rynku: monokrystaliczne, polikrystaliczne, cienkowarstwowe, hybrydowe, wielozłączowe i CPV (koncentryczne: ogniwo wielozłączowe + soczewki)

112 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 112 Etap 1 – Technologie słoneczne – ogniwa fotowoltaiczne Sprawności ogniw fotowoltaicznych: monokrystaliczne: od 14 % – 19,5 % (zależnie od producenta). Najbardziej wydajne ogniwa monokrystaliczne produkuje firma SunTech o sprawności rzeczywistej w normalnych warunkach pracy wynoszącej 19,5 % i mocy 318 W p, polikrystaliczne: od 12 % - 16 % (zależnie od producenta). Większość producentów oferuje ogniwa polikrystaliczne o sprawności ~13 %. Najbardziej wydajne ogniwa polikrystaliczne oferuje firma Kyocera o sprawności 16 % oraz Sharp – 14,8 %. cienkowarstwowe (thin-film): sprawności tych ogniw mieszczą się w przedziale 6,6 % - 10 %. CPV (ogniwa koncentryczne: wielozłączowe z soczewkami Fresnela): firmy Concentrix Solar (Niemcy) oraz Amonix (U.S.A.) produkują ten typ ogniw w ofercie z całym system fotowoltaicznym składającym się z: mega-modułu ogniw CPV, urządzenia Solar Tracker (nadążnej regulacji) inwertra fotowoltaicznego

113 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 113 Etap 1 – Technologie słoneczne – ogniwa fotowoltaiczne Firma Concentrix Solar – sprawność całego systemu fotowoltaicznego – 25 %, Firma Amonix – sprawność całego systemu fotowoltaicznego – 25 %, Sprawność ogniwa CPV – 39 % w warunkach rzeczywistych, >41 % w laboratorium, Zysk energetyczny dzięki użyciu urządzenia Solar Tracker – do 50 %. Amonix Concentrix Solar

114 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 114 Etap 1 – Technologie słoneczne – ogniwa fotowoltaiczne Zasobniki energii elektrycznej – akumulatory Wybór zasobnika/ów jest wyborem kluczowym dla instalacji fotowoltaicznej pracującej w systemie autonomicznym. Od pojemności zasobnika zależy optymalna praca systemu. Zasobnik gromadzi energię elektryczną, dostarcza jej w czasie braku promieniowania słonecznego. Zbyt mały zasobnik spowoduje, że energią wyprodukowana przez ogniwa nie będzie mogła być zmagazynowana i w rezultacie spadnie sprawność całego systemu. Zasobniki fotowoltaiczne różnią się od standardowych ilością cykli ładowania / rozładowania, która jest duża i wynosi powyżej 1000 cykli. Trwałość zasobnika znacząco wpływa na okres zwrotu inwestycji. Wybór akumulatorów jest bardzo duży. Największe pojemności akumulatorów bezobsługowych oferuje firma Hoppecke, model 48 OPzS o pojemności Ah i 2 V napięcie nominalne.

115 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 115 Etap 1 – Technologie słoneczne – ogniwa fotowoltaiczne Kontrolery ładowania Są bardzo ważnym elementem systemu fotowoltaicznego. Służą do kontrolowania procesu ładowania akumulatorów. Zabezpieczają zasobnik przez przegrzaniem, przeładowaniem, przepięciami. Optymalizują pracę ogniw fotowoltaicznych dostosowując prąd ładowania do punktu pracy ogniw fotowoltaicznych (funkcja MPPT – Maximum Power Point Tracker). Dobry kontroler ładowania znacznie wydłuża żywotność akumulatorów.

116 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 116 Etap 1 – Technologie słoneczne – ogniwa fotowoltaiczne Inwertery fotowoltaiczne Są urządzeniami energoelektronicznymi odpowiedzialnymi za przekształcanie energii prądu stałego DC, na energię prądu zmiennego AC. Ze względu na zastosowanie rozróżniamy inwertery: do pracy autonomicznej (wyspowej), współpracujące z siecią elektroenergetyczną. Ze względu na typ wyjścia rozróżniamy inwertry o: sinusoidzie aproksymowanej, sinusoidzie czystej. Od doboru inwertera i jego przeciążalności uzależniona jest możliwość zasilania urządzeń indukcyjnych. Sprawność najlepszych inwerterów (SMA, IBC Solar, Fronius, Victron Energy) dochodzi do wartości 98 %. Bardzo dobre inwertry mają sprawność w przedziale 92 % – 98 %. Inwerter stanowi kosztowną część systemu.

117 PBS Zintegrowany system zmniejszenia eksploatacyjnej energochłonności budynków 117 Etap 1 – Technologie słoneczne – ogniwa fotowoltaiczne Konstrukcje mocujące Szeroki wybór konstrukcji mocujących przeznaczonych na dachy: proste Pochylone spadowe montaż jako pokrycie dachowe Możliwy jest również montaż na elewacji budynku Dobry zestaw mocujący z możliwością ręcznego ustawiania pochylenia ogniw fotowoltaicznych jest wiekszym wydatkiem Możliwe jest również zamiast konstrukcji mocującej, użycie urządzenia Solar Tracker, które pełni funkcje: optymalizacja uzysku energetycznego z ogniw fotowoltaicznych oraz konstrukcji mocującej


Pobierz ppt "Prof. dr hab. inż. Jan Popczyk Gliwice, 10 grudnia 2010 Realizacja projektu badawczego strategicznego Zintegrowany system zmniejszenia."

Podobne prezentacje


Reklamy Google