Komfort Intl. Całoroczne wykorzystanie i magazynowanie ciepła z energii słonecznej w praktyce

Transkrypt

1 Komfort Intl Całoroczne wykorzystanie i magazynowanie ciepła z energii słonecznej w praktyce Forum Energia-Efekt-Środowisko, NFOŚiGW Warszawa, 07 września 2012 Janusz Starościk - KOMFORT INTERNATIONAL, SPIUG Internal Komfort International reserves all rigs even in the event of industrial property rights. We reserve all rights of 1

2 Możliwości rozwoju energetyki słonecznej w Polsce Tematyka prezentacji Kolektory słoneczne to nie tylko c.w.u. Sezonowe magazynowanie ciepła ze Słońca Koncepcja domów słonecznych Idea Architektura Technika Rezultat Czy warto przełamywać stereotypy? 2

3 Kierunki badawcze w dziedzinie ciepła słonecznego Technologia magazynowania ciepła Sezonowe magazynowanie ciepła (duże i bardzo duże) Wysoka wydajność ( magazyny chemiczne i ukryte ) Ciepło przemysłowe Chłodzenie słoneczne Procesy przemysłowe Domy aktywne słonecznie, ogrzewane energią słoneczną Technologia kolektorów Nowe materiały, niższe koszty Integracja z konstrukcją budynku Kolektory PV-Ciepło, Kolektory powietrzne Źródło: Fraunhofer 3

4 Różne koncepcje magazynowania ciepła z kolektorów słonecznych Podziemne zasobniki ciepłej wody Małe duże Zasobniki żwirowo - wodne Gruntowe magazynowanie ciepła Wodnogruntowe magazynowanie ciepła 4

5 Małe zasobniki ciepła Podgrzewanie c.w.u. ze wsparciem c.o. Powierzchnia kolektorów < 20 m2 Domy jedno- i dwurodzinne 25 % pokrycia zapotrzebowania na ciepło z energii słonecznej Zastosowanie: nowe i stare budownictwo Podgrzewanie c.w.u Powierzchnia kolektorów < 10 m2 Domy jedno- i dwurodzinne 15 % pokrycia zapotrzebowania na ciepło z energii słonecznej Zastosowanie: nowe i stare budownictwo Żródło: Dr. W. Heidemann Uni Stuttgart 5

6 Przykład nowej koncepcji taniego zasobniki ciepła zakopanego w ziemi Zakres zakopywanych w ziemi zasobników od 3 do 30 m3 > 50 % pokrycia zapotrzebowania na ciepło z energii słonecznej Zastosowanie: domy 1 3 rodzinne po termomodernizacji Zadania inwestora Zasobnik Materiały termoizolacyjne Wewnętrzny wymiennik ciepła instalacja Żródło: IFSH 6

7 Duże zasobniki ciepła Żródło: Dr. W. Heidemann Uni Stuttgart Bliskie c.o. z długoczasowym zasobnikiem > 100 jednostek mieszkalnych Domy jedno- i dwurodzinne 50 % pokrycia zapotrzebowania na ciepło z energii słonecznej Zastosowanie: nowe budownictwo Bliskie c.o. z krótkoczasowym zasobnikiem jednostek mieszkalnych Domy wielorodzinne i szpitale % pokrycia zapotrzebowania na ciepło z energii słonecznej Zastosowanie: nowe budownictwo Podgrzewanie c.w.u Powierzchnia kolektorów > 100 m2 Domy wielorodzinne i szpitale % pokrycia zapotrzebowania na ciepło z energii słonecznej Zastosowanie: nowe i stare budownictwo 7

8 Różne rozwiązania zasobników ciepła lato zima Zasobnik ciepła z ciepłą wodą Żwirowo-wodny zasobnik ciepła lato zima Gruntowy magazyn ciepła Wodnogruntowy magazyn ciepła Żródło: Dr. W. Heidemann Uni Stuttgart 8

9 c.w.u. 10% - 20% KOLEKTORY SŁONECZNE: Od podgrzewania wody użytkowej do domów aktywnych słonecznie c.w.u. + c.o. 20% - 30% Dom słoneczny 50+ Budynki ogrzewane głownie energia słoneczną 50% % Żródło: Fraunhofer, ISFH, ZAE Bayern Udział energii słonecznej w zaopatrzeniu budynku w ciepłą wodę 9

10 Domy Słoneczne Żródło: Sonnenhaus-Institut 10

11 Zasada funkcjonowania Domu Słonecznego Żródło: Soli - Fer 11

12 Koncepcja budowlana Domu Słonecznego - przykład ZAŁOŻENIA Kolektory słoneczne m2 Sezonowy zasobnik do magazynowania ciepła (woda) 6 40 m3 ( l/m² zainstalowanego kolektora) Udział wykorzystania energii Słonecznej w całkowitym zapotrzebowaniu za ciepło dla c.w.u. i c.o Min. 50% - 70% (nawet 95%) 12

13 Założenia techniczne Domu Słonecznego Standard Termoizolacji: Nowe budownictwo: HR maks. 0,28 W/m²K, co odpowiada wartosci granicznej wg. ENEV 2009 minus 30% Modernizowane budynki: HT maks. 0,40 W/m²K ( odpowiada standardom EnEV dla nowego budownictwa Zapotrzebowanie na energię pierwotną: maks. 15 kwh/m²rok (w praktyce: 5-15 kwh/m²rok Pokrycie energetyczne z promieniowania słonecznego: przynajmniej 50% Uzupełniające źródło energii: możliwie odnawialne np. biomasa Stromy dach ukierunkowany na południe Duży, umieszczony wewnątrz budynku zintegrowany zasobnik ciepłej wody 13

14 Lokalizacja Domu Słonecznego Źródło: Sonnenhaus Institut.de 14

15 Optymalne nachylenie dachu Lato Zima Źródło: Sonnenhaus Institut.de 15

16 Kluczowe elementy budynku i instalacji Komponenty instalacji grzewczej Domu Słonecznego Kolektory słoneczne Ogrzewanie powierzchniowe Zasobnik ciepła Dodatkowe źródło Ciepła np. kocioł na biomasę Źródło: Sonnenhaus Institut.de 16

17 Kluczowe elementy budynku i instalacji c.d. ( bez systemu kontroli przepływu powietrza) Dach z kolektorów słonecznych Sezonowy zasobnik ciepła Ogrzewanie powierzchniowe Dodatkowe źródło Ciepła np. kocioł na biomasę Pozioma izolacja termiczna Cegła o dobrej termoizolacyjności 17

18 Stopień pokrycia zapotrzebowania energetycznego przez Słońce a wielkość zbiornika Pokrycie w % Źródło: Soli-Ter Dom jednorodzinny, 120 m², Standard powtarzalny ENERGETIKHAUS 100 Pojemność w m³ 18

19 Zapotrzebowanie na zużycie energii pierwotnej przez budynki zgodnie z EnEV Stare budownictwo: kwh/m² rok Nowe budownictwo zgodnie z wymaganiami EnEV: kwh/m² rok Dom pasywny z ogrzewany elektryczną pompą ciepła: kwh/m² rok Dom Solarny z ogrzewaniem słoneczno biomasowym: 5 15 kwh/m² rok Stare budownictwo Nowe budownictwo zgodnie z wymaganiami EnEV: Dom pasywny ogrzewany elektr. pompą ciepła: Dom Solarny 5 15 Źródło: Sonnenhaus Institut.de 19

20 Praktyczne zastosowanie rozwiązania Dom Słoneczny Źródło Sonnenhaus Institut.de; Soli-Ter 20

21 Domy Słoneczne to nie teoria. Źródło: Fasa AG, Fraunhofer 21

22 Przykład: przebudowa istniejącego budynku na Dom Słoneczny Źródło: Sonnenhaus Institut.de, Architekt Dirschedtl 22

23 Jeden z wyników: całoroczny dom z 90% pokryciem ciepła z energii słonecznej. 69 m² powierzchni kolektorów Pojemność sezonowego zbiornika ciepła 28,7 m² Niskie zapotrzebowanie na ciepło 40 kwh/ m² rok Pokrycie zapotrzebowania na ciepło z energii słonecznej: 95% w teorii, 97% w rzeczywistości Koszt budynku ok. 120 m² powierzchni 225 tys. EUR pod klucz Źródło: Soli - Fer Pokrycie % Sty Lut Mar Kwi Maj Cze Lip Sie Wrz Paz Lis Gru Ogólnie koszt m² budynku pod klucz nie jest droższy więcej niż 15% od standardowego budownictwa 23

24 Budynek wielorodzinny jako Dom Słoneczny? Koncepcja słonecznego domu wielorodzinnego w Harrislee/k Flensburga 384 m² kolektorów słonecznych zasobnik wodnym o poj. 66m³ pokrycie zapotrzebowania na ciepło i ciepłą wodę użytkową mieszkańców w 75% energią pochodzącą z promieniowania słonecznego Źródło: B & O Gebäudetechnik przez Sonnenhaus Institut 24

25 OZE i Efektywność Energetyczna Budynków Co to jest budynek o niemal zerowym zużyciu energii? Dyrektywa EPBD 2010/31/UE Budynek cechujący się bardzo wysoką charakterystyką energetyczną określoną zgodnie z załącznikiem 1 do dyrektywy EPBD (Dyrektywa w sprawie charakterystyki energetycznej budynków). Niemal zerowa, lub bardzo niska ilość wymaganej energii (dostarczanej z zewnątrz), powinna pochodzić w bardzo dużym stopniu ze źródeł odnawialnych, w tym energii z OZE wytwarzanej na miejscu lub w pobliżu 25

26 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ STOWARZYSZENIE PRODUCENTÓW I IMPORTERÓW URZĄDZEŃ GRZEWCZYCH KOMFORT INTERNATIONAL WARSZAWA POLSKA 26