Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii w Katowicach Przegląd technologii OZE możliwych do zastosowania w budynkach. Mariusz Bogacki Fundacja na rzecz Efektywnego Wykorzystania Energii w Katowicach www.fewe.pl www.czestochowa.energiaisrodowisko.pl www.oze.info.pl © Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001 – 2004.

Technologie OZE znajdujące zastosowanie w budynkach Ogniwa fotowoltaiczne Biomasa Solarne podgrzewanie powietrza Solarne podgrzewanie wody Pasywne ogrzewanie solarne Gruntowe pompy ciepła © Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001 – 2004.

Jednostkowe nakłady inwestycyjne © Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001 – 2004

Ogniwa fotowoltaiczne

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

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

Solarne podgrzewanie wody

Co zapewniają systemy SPW? Centrum konferencyjne, Bethel, Lesoto Ciepła woda użytkowa Wspomaganie systemów ogrzewania Ciepło procesowe Podgrzewanie wody basenowej …ale również… Zwiększona rezerwa ciepłej wody Wydłużenie sezonu pływackiego (podgrzewanie basenu) Zdjęcie: Vadim Belotserkovsky Budownictwo mieszkaniowe, Kungsbacka, Sweden Zdjęcie: Alpo Winberg/ Solar Energy Association of Sweden

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

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

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

Kolektory słoneczne próżniowe Kolektor próżniowy Wyższe koszty Brak strat konwekcyjnych Wysoka temperatura Zimniejsze strefy klimatyczne Mała odporność na uszkodzenia Instalacja może być bardziej skomplikowana Opady śniegu stanowią mniejszy problemem Czynnik grzewczy w postaci pary lub cieczy Absorber Przewód cieplny Rysunek: NRCan Produkcja i rozwój kolektorów próżniowych w Chinach Zdjęcie: Nautilus

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

Solarne podgrzewanie powietrza

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

Pasywne ogrzewanie solarne

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

Zasada działania POS Tradycyjnie Lato Zima POS Zacie- nienie Zawansowane technologicznie okna Zacie- nienie Akumulacja ciepła

Uwarunkowania projektów pasywnego ogrzewania solarnego Najbardziej opłacalne w nowobudowanych budynkach Brak ograniczeń w lokalizacji okien od strony południowej i unikanie umieszczania okien od strony zachodniej Moc systemów grzewczych i ogrzewania powietrznego może być zmniejszona Opłacalne przy modernizacji, w której planujemy wymianę okien Najbardziej opłacalne gdy zapotrzebowanie na ogrzewanie przewyższa zapotrzebowanie na chłodzenie W umiarkowanym i zimnym klimacie niskie budownictwo mieszkaniowe jest najlepsze Budynki komercyjne i przemysłowe posiadają duże własne zyski ciepła Rozpatrywanie wymiany okien z uwzględnieniem reszty skorupy budynku

Gruntowe pompy ciepła

Co zapewniają systemy GPC? Impact 2000 Home, Massachusetts, USA Ogrzewanie Chłodzenie Ciepła woda …ale również… Efektywność Mniejsze potrzeby konserwacji Oszczędność miejsca Niskie koszty eksploatacyjne Zdjęcie: Solar Design Associates (NREL PIX) Pompa ciepła w mieszkalnictwie Stabilna wydajność Komfort i ochrona powietrza Ograniczenie szczytowej mocy elektrycznej dla celów klimatyzacji

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

Uwarunkowania projektu Gruntowych Pomp Ciepła Rozmieszczenie wymiennika ciepła, Budynek komercyjny Najbardziej opłacalne gdy: Zapotrzebowanie na ogrzewanie i chłodzenie Duże sezonowe zmiany temperatury Nowe instalacje lub wymiana systemu HVAC Ogrzewanie: niskie ceny energii elektrycznej a wysokie ceny gazu i oleju opałowego Chłodzenie: wysoka cena energii elektrycznej oraz opłaty za moc szczytową Dostępność sprzętu do wykopów oraz sprzętu wiertniczego Niepewność co do kosztów wykonania wymiennika Oczekiwania inwestora w zakresie efektywności kosztowej Montaż GPC Zdjęcie: Craig Miller Productions and DOE (NREL PIX)

Spalanie biomasy

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

Atrybuty środowiskowe biomasy Zrównoważona zbiórka biomasy: Zerowa emisja gazów cieplarnianych Niska zawartość siarki zmniejsza ilość kwaśnych deszczy Lokalna emisja substancji zanieczyszczających powietrze Cząstki stałe (sadza) Zanieczyszczenia gazowe Związki kancerogenne Może być przedmiotem regulacji co do dopuszczalnych wartości emisji substancji szkodliwych do atmosfery Wióry drewna Zdjęcia: Bioenerginovator Wytłoki trzciny cukrowej Zdjęcie: Warren Gretz/NREL Pix

Uwarunkowania projektu spalania biomasy Dostępność, jakość i cena biomasy w stosunku do paliw kopalnych Wykorzystanie biomasy przez energetykę zawodową Uprawy roślin energetycznych Możliwa powierzchnia pod dostawy, składowanie i duże kotły Wymagana niezawodna i wyspecjalizowana obsługa Zaopatrzenie w paliwo oraz obsługa odpopielania Przepisy środowiskowe dotyczące jakości powietrza i zagospodarowania popiołu Ubezpieczenie i zagadnienia bezpieczeństwa

Dziękuję za uwagę © Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001 – 2004.