PROJEKT ZASILANIA GŁÓWNEGO BUDYNKU SZKOŁY ZE ŹRÓDEŁ ODNAWIALNYCH

1. Bilans energii elektrycznej

1.1 Oświetlenie 80W - na jedną lampę Zakładając że lampy świecą się przez 2h dziennie 125 - przypuszczalna ilość lamp 125*80 = 10000 W ze wszystkich lamp 10000*2*365 = 7300000 Wh = 7300 kWh Na cały rok przez 2h dziennie 10000*2 = 20 kWh przez 2h

1.2 Urządzenie pomocnicze Ksero Na szkołę przypadają 3 ksera W stanie spoczynku zużywają 60 W, podczas kserowania jednej kartki zużywają 430 W Zakładając że jedno ksero drukuje 10kartek, a w spoczynku jest przez około 6h 430 * 3 * 10 = 12900 W - zużywają na drukowanie 60 *3*6 = 1180 W - zużycie w stanie spoczynku przez 6h W skali roku : 12900*365 = 4708500 Wh = 4708,5 kWh - na drukowanie 1180*365 = 430700 Wh = 430,7 kWh - na spoczynek

1.2. AUTOMATY W szkole znajduje się ich-4 Zużywają dziennie 3,54 kW przez cały dzień pracy (zakładając że są włączone przez 8h) 3540W*365*4 = 5168400 = 5168,4 kWh – przez cały rok

1.2. Zużycie energii przez komputery stacjonarne i laptopy Ilość komputerów – (18) 1-komputer stacjonarny zużywa 310W 18*310=5580W Ilość laptopów – (7) 1-laptop zużywa 90W 7*90=630W Średnio każde urządzenie pracuje przez 5h laptopy - 630*5=3150Wh Komputery - 5580*5=27900Wh 3150+27900=31050Wh zużywają dziennie przez 5h W skali roku 31050*365=11333250Wh = 11333 kWh w przybliżeniu

1.2 Rzutnik i tablice multimedialne Ilość tablic –(3) 1-tablica zużywa 100W 3*100=300W ilość rzutników – (8) 1- rzutnik zużywa 200W 8*200=1600W Średnio pracują przez 1h 300*1=300Wh 1600*1=1600Wh 300+1600=1900Wh Dziennie zużywają 1900Wh W skali roku 1900*365=693500Wh = 693,5kWh

2. Bilans energii cieplnej Ogrzewanie 71000 W na ogrzewanie jednego piętra 213000 W na ogrzewanie całego budynku Zakładając że budynek jest dziennie ogrzewany średni przez 3 - 4h 213000*4*365 = 310980000 Wh = 310980 kWh - na ogrzewanie cały rok (4h dziennie) 213000*4 = 852000 Wh = 852 kWh przez 4h 852kWh*30 = 25560kWh na miesiąc

3.Wykorzystanie alternatywnych źródeł energii w szkole

3.1.PANELE FOTOWOLTAICZNE 178 Modułów fotowoltaicznych 230W daje 40940W = 40.9kW Prąd zwarcia dla 1 panelu 230 W = 7,94A dla 178=1413,32A

PANELE FOTOWOLTAICZNE Wymiary panelu Długość [mm] 992 Szerokość [mm] 1652 Grubość [mm] 50 Długość 992mm = 0,992 m2 Szerokość 1652mm= 1,652 m2 Powierzchnia 1 panelu 1,638 m2 Powierzchnia 178 paneli 291,7 m2

REGULATORY ŁADOWANIA 24 regulatory ładowania 60A= 1440A Regulator ładowania to niewielkie urządzenie, którego zadaniem jest zabezpieczać akumulator przed przeładowaniem ze strony fotoogniw oraz przed zbyt głębokim rozładowaniem ze strony odbiorników prądu. 178 akumulatory żelowe 200Ah/12V

PRZETWORNICA SINUSOIDALNA 1-przetwornic sinusoidalnych 40500W 24V/230V

AKUMULATORY ŻELOWE 178- akumulatory żelowe 200Ah/12V 27- przetwornic sinusoidalnych 1500W 24V/230V 1500x27=40500W

3.2. BUDOWA INSTALACJI WIATROWYCH Budowa instalacji wiatrowych w naszym kraju kosztuje 5-7 mln zł za 1 MW zainstalowanej mocy - wynika z raportu o energetyce wiatrowej w Polsce, który powstał przy współpracy Polskiej Agencji Informacji i Inwestycji Zagranicznych. Z dokumentu wynika, że największy koszt to sama turbina wiatrowa - ok. 80 proc. inwestycji. Pozostałe wydatki to m.in.: budowa dróg dojazdowych i fundamentów pod konstrukcję (w sumie 7 proc. kosztów). Inwestor musi również w wydatkach uwzględnić koszty przyłączenia do sieci (ok. 6 proc. całości), koszt projektu (ok. 4 proc.); w przypadku farm wiatrowych dochodzi jeszcze wewnętrzna sieć energetyczna (1 proc.) oraz m.in. ubezpieczenie (1 proc.). Firma doradcza TPA Horwath, która współtworzyła raport, przeanalizowała kilka konkretnych inwestycji, powstających w Polsce. Nakłady dla uzyskania 1 MW mocy z instalacji wiatrowych w badanych przypadkach wyniosły przeciętnie 6,8 mln zł - w tym koszt turbiny wiatrowej to ok. 5,5 mln zł na 1 MW mocy, dróg i fundamentów ok. 0,5 mln zł, koszt przyłączenia do sieci ok. 400 tys. zł. Natomiast 250 tys. na każdy MW mocy stanowiły koszty projektowe, a po 100 tys. - koszt wewnętrznej sieci elektrycznej oraz ubezpieczenie i pozostałe wydatki.

3.2. BUDOWA INSTALACJI WIATROWYCH Z raportu wynika, że koszty eksploatacji przykładowej farmy wiatrowej o zainstalowanej mocy 40 MW sięgają 7 mln zł rocznie. Połowę pochłania serwis urządzeń i zarządzanie farmą (ok. 3,4 mln zł); podatek od nieruchomości lub opłaty dzierżawne to 18 proc. (1,2 mln zł). Ok. 16 proc. (ok. 1,1 mln zł) to koszty tzw. bilansowania energii, zależne od warunków pogodowych. Ponad 10 proc. kosztuje ubezpieczenie (720 tys. zł), 5 proc. - energia na potrzeby własne (ok. 330 tys. zł). Autorzy opracowania wskazali, że zyski osiągają te farmy wiatrowe, które z 1 MW zainstalowanej mocy produkują rocznie co najmniej 2 tys. megawatogodzin energii. Przykładowo farma o mocy 40 MW powinna przynosić roczne przychody ze sprzedaży energii na poziomie wyższym niż 36 mln zł. Wnioski: Nakłady dla uzyskania 1 MW mocy z instalacji wiatrowych w badanych przypadkach wyniosły przeciętnie 6,8 mln zł - w tym koszt turbiny wiatrowej to ok. 5,5 mln 1MW – 6,8 MLN ZL 0,04MW(40 KW)- X X = 0,270 MLN ZŁ

SIŁOWNIE WIATROWE

4.MAGAZYNOWANIE ENERGII W POSTACI WODORU Wodór jako gaz jest dosyć niebezpieczny. W związku z tym jego magazynowanie stanowi duży problem. Ze względu na bardzo mały ciężar właściwy przechowywanie wodoru w postaci gazowej w warunkach normalnych prowadziłoby do niewielkiej gęstości zmagazynowanej energii. Obecnie wykorzystywanych jest kilka metod przechowywania wodoru w następujących postaciach: Sprężony w postaci gazowej Do sprężenia wodoru potrzebne są duże nakłady energii a mała gęstość wodoru sprawia, iż nawet pod dużymi ciśnieniami zgromadzona jest mała ilość energii użytecznej. To natomiast prowadzi do dużych objętości zbiorników, jak i wysokich kosztów materiałów. Wodór przechowywany jest w temperaturze ok. 298 K i w zakresie ciśnień od 150 do 800 bar. Ciśnienia są uzależnione od typu zastosowania i tak w systemach mobilnych małej mocy używa się najniższych ciśnień, przy zastosowaniach w samochodach i autobusach stosuje się zbiorniki o ciśnieniu 350 bar, a dla zastosowań stacjonarnych 800 bar. Najnowsza technologia lekkich zbiorników ciśnieniowych wyposażonych w specjalne przepony, pozwala na magazynowanie wodoru pod ciśnieniem 700 bar a ilość zmagazynowanego gazu równa jest 12% masy zbiornika.

Fizyczne wodorki metali WODÓR W postaci ciekłej Skroplenie wodoru wymaga znacznie wyższych nakładów energii niż jego sprężenie. Dodatkowo musi być on przechowywany w temperaturze 20 K, co prowadzi do wysokich kosztów materiałowych. Ten sposób magazynowania wodoru nie nadaje się również do zastosowań, w których wodór nie jest pobierany w sposób ciągły. Wynika to ze strat wodoru poprzez odparowanie. W obecnej chwili badane są hybrydowe zbiorniki łączące cechy zbiorników kriogenicznych i ciśnieniowych. Zbiorniki te są lżejsze niż fizyczne wodorki metali, mniejsze niż zwykłe zbiorniki ciśnieniowe, potrzebują mniejszych nakładów energii do skroplenia wodoru jak również wykazują mniejsze straty w wyniku odparowania wodoru, niż w przypadku tradycyjnych zbiorników ciekłego wodoru. Fizyczne wodorki metali Obecny stan technologii fizycznych wodorków metali nie pozwala na magazynowanie większej ilości wodoru niż 5% masy zbiornika. Oznacza to, iż zbiornik ważący 200 kg będzie zawierał jedynie 10kg wodoru, co odpowiada mniej więcej 40 litrom benzyny. Jednak gdyby w samochodzie było zainstalowane ogniwo paliwowe, które ma sprawność około dwukrotnie wyższą niż silnik spalinowy, oznaczałoby to, iż ta równowartość 40 litrów benzyny starczy na przejechanie odległości dwukrotnie większej niż w przypadku zwykłego samochodu.

Chemiczne wodorki metali WODÓR Chemiczne wodorki metali Reakcja uwalniania wodoru ze związku takiego na przykład jak borowodorek sodu, jest stosunkowo prosta. Wystarczy dostarczyć wody i praktycznie jakikolwiek katalizator, żeby odzyskać wodór. Metoda ta wydaje się być bardzo dobra, gdyż otrzymujemy dwa razy więcej wodoru niż było zmagazynowane, co jest efektem rozbicia cząsteczki wody

5. WNIOSKI

5.1. ŁĄCZNY KOSZT Koszt: Panele sztuka 2229,99 zł 178 x 2229,99 =396938,22 zł Regulator ładowania 2822,00 zł 24 x 2822,00zł =6772800 zł Akumulatory żelowe 1938,00 zł 178 x 1938,00zl =344964,00 zł Przetwornice sinusoidalne 851,00 zł 27 x 851,00 =22977,00 zł RAZEM: 832611,28 zł

5.2. ZESTAWIENIE Ogrzewanie Dzień (4h) 852kWh Miesiąc 25560kWh Rok 310980kWh Oświetlenie Dzień(2h) 20kWh Miesiąc 600kWh Rok 7300kWh Ksero (ilość – 3) Stan spoczynku(6h) Drukowanie(10kartek na dzień): Dzień 1,2 kWh Dzień 12,9 kWh Miesiąc 36 kWh Miesiąc 387 kWh Rok 430,7 kWh Rok 4708,5 kWh Automaty Dzień(6h) 3,5kWh Miesiąc 106,2kWh Rok 5168,4 kWh

5.2. ZESTAWIENIE Komputery (ilość – 18) i laptopy (ilość – 7) Dzień(5h) 31kWh Miesiąc 930kWh Rok 11333kWh Rzutniki (ilość – 7) i tablice multimedialne (ilość – 3) Dzień(1h) 2kWh Miesiąc 60kWh Rok 730kWh SUMA Na dzień – 852+20+1,2+12,9+3,5+31+2 = 922,6 kWh na dzień Na miesiąc – 27678 kWh Na rok - 10102470 kWh Budynek zużywa do 21t CO2 na jedną osobę, jeżeli chodzi o zużycie energii (dane brane z miesiąca styczeń) 25560 kWh potrzebne na ogrzewanie przez miesiąc / 9,44kWh tyle daje ogrzewanie z gazu = 2707 m^3 gazu potrzebne na ogrzanie budynku przez miesiąc dziennie potrzebne jest 81 m^3 gazu 25560 kWh- ogrzewanie na miesiąc / 5 kWh ogrzewaniu z miału węglowego = 5112 kg miału potrzebne na miesiąc co daje 165 kg na dzień

UCZESTNICY PREZENTACJI -Patrycja Matecka – Wodór -Dominik Śmigielski- Prezentacja -Damian Przybylski- Budowa instalacji wiatrowych -Mateusz Jendrasiak- Obliczenia -Kamil Krusiewicz- Wykorzystanie alternatywnych źródeł energii w szkole -Tomasz Pacholski- Zdjęcia

Dziękujemy za uwagę