Nowe technologie – samowystarczalność energetyczna budynków
Nowe technologie – samowystarczalność energetyczna budynków
Projektowanie budynków o coraz mniejszym zużyciu energii powoduje powstawanie nowych, bardzo interesujących rozwiązań, nastawionych nie tylko na mniejsze zużycie ciepła, ale także na samowystarczalność energetyczną budynku. Obecnie samowystarczalność energetyczna budynku jest zagadnieniem, które dopiero zaczyna być jeszcze dość nieśmiało brane pod uwagę w nowych projektach. Jednak w najbliższych kilku latach czyli niedługo, gdy wymagania podane w warunkach technicznych WT 2017 i WT 2021 dotyczące, przenikania ciepła przegród będą stopniowo zaostrzane wtedy każdy projektant będzie zmuszony do zaproponowania konkretnych rozwiązań, bez których otrzymanie pozwolenia na budowę nie będzie możliwe.
Pomysłów jest bardzo wiele. Jedne są lepsze, inne tańsze, a inne jeszcze czeka długi proces udoskonalania. W niniejszym artykule zostaną omówione tylko 3 rozwiązania:
- Żaluzje o zmiennym kącie nachylenia,
- Odzysk ciepła z ciepłej wody użytkowej ( szarej wody),
- Kotły typu tri-generacja,
Ad.1. Żaluzje o zmiennym kącie nachylenia
W Polsce dopiero od niedawna weszły na rynek żaluzje o zmiennym kącie nachylenia. Natomiast w krajach zachodnich (np. Niemczech) stosowane są z dużym powodzeniem od kilku lat, np. szkołach, urzędach. W ten sposób elewacje szklane okna staję sie inteligentnymi przegrodami, dostosowując się automatycznie i na bieżąco do zmiennych warunków klimatycznych i oświetlenia, ograniczając w ten sposób straty ciepła w okresie grzewczym i jednocześnie, w okresie letnim, umożliwiając osiąganie optymalnych zysków od nasłonecznienia i znacznie zmniejszając zapotrzebowanie na chłód r.
Zewnętrzne żaluzje mogą poprawiać współczynnik całkowity przenikania ciepła U, szczególnie w okresie od grudnia do marca, gdy długość dnia trwa mniej niż 12 godzin na dobę, a temperatura po zachodzie słońca spada.
Zgodnie z normą PN-EN 13125 dodatkowy opór cieplny ∆R okna dla zasłon wewnętrznych i międzyszybowych (gdy szerokość wolnej przestrzeni między żaluzją a szybą od każdej strony wynosi minimum d = 12 mm) waha się od 0,08 do około 0,40 (m2*K)/W, w zależności od stopnia przepuszczalności powietrza. Pozwala to dla okna zewnętrznego obniżyć jego współczynnik przenikania U od 0,1 dla do nawet 0,3 W/(m2*K) – dla bardzo szczelnych żaluzji.
Zastosowanie automatyki pozwala zmieniać kąt nachylenia listew (lamel) oraz stopień zasłonięcia okna, w zależności od położenia słońca na horyzoncie lub stopnia zachmurzenia. Takie ustawienia należy wykonać indywidualnie dla każdej strony świata, uwzględniając także stałe osłony zewnętrzne lub zacienienie budynku.
Ad.2. Odzysk ciepła z ciepłej wody użytkowej (szarej)
Odzysk ciepła z ciepłej wody użytkowej jest nowością, którą z pewnością w najbliższych latach czeka szeroki rozwój. Odzysk ciepła następuje od wody szarej, która zgodnie z normą europejska EN 112056-1 oznacza wodę ściekową wytwarzaną podczas prac domowych takich jak mycie naczyń, kąpiel czy pranie. Nie jest to woda ani pitna ani skażona. Odebrane ciepło przez wymiennik ciepła przekazywane jest na podgrzanie do wody znajdującej sie w obiegu cyrkulacyjnym lub do zasobnika buforowego.
Warunkiem zastosowania urządzeń do odzysku ciepła są prysznice w instalacji c.w.u . Kąpiel w wannach nie dałaby odpowiedniego odzysku ciepła i tym samym efektu ekonomicznego, ale w najbliższych latach niewykluczone że to się zmieni.
Ze względu na niewielkie obecnie zastosowanie istniejąca oraz proponowana metodologia obliczania świadectw energetycznych nie uwzględnia jeszcze odzysku ciepła z wody szarej, ale nie jest wykluczone, że kolejna modyfikacja rozporządzenia weźmie pod uwagę tego typu odzysk ciepła.
Ad 3. Koszty inwestycyjne Ze względu na fakt, ze technologie tri generacji małej mocy dopiero wchodzą na rynek, nie ma wiarygodnej bazy danych dla dokładnego oszacowania kosztów inwestycyjnych. Dla większości systemów muszą by one kalkulowane indywidualnie.
Aktualny stan technologii Systemy kogeneracyjne (trigeneracyjne) znajdują obecnie powszechne zastosowanie w dużych obiektach w zakresie średnich (> 100kWe) oraz dużych mocy (>1000 kWe). Coraz bardziej powszechne stają się też jednak ostatnio małe systemy kogeneracyjne (<100 kWe) Wiele europejskich firm rozpoczęło produkcję chłodziarek absorpcyjnych małej mocy (od kilku do 30 kW). Systemy mikrotrigeneracji mogłyby także znaleźć powszechne zastosowanie w sektorze komunalnym.
Jednak najnowsze propozycje finansowe dla produkcji energii elektrycznej przez małych indywidualnych producentów (właścicieli domowe gospodarstwa na terenach wiejskich) zwanych prosumentami są raczej obojętne finansowo niż korzystne. Planowany czas zwrotu poniesionych nakładów wynoszący 15 lat nie doprowadzi do przełomu. Prosument oznacza osobę, która jednocześnie produkuje i sprzedaje towar np. energię elektryczną. Osoba ta musi mieć szeroką wiedzę na temat produkcji i sprzedaży oraz zakupu danego towaru. Planowany koszt sprzedaży do krajowej sieci energetycznej 1 kWh ma wynosić ok. 16 groszy, a zakup prawie 60 gr / 1kWh. Zgodnie z obecnymi przepisami nawet oddanie za darmo nadwyżki prądu byłoby złamaniem prawa!, ponieważ takie działanie wymaga koncesji.
Jak się wydaje, obecna polityka rządu bardziej preferuje budowę nowych zakładów energetycznych niż promocję nowych technologii. Prawdopodobnie bardziej chodzi o zagospodarowanie wielkich nadwyżek węgla na polskim rynku i utrzymanie obecnego zatrudnienia w przemyśle wydobywczym niż o ekologię i potanienie kosztów energii. Są też pozytywne sygnały, takie jak znaczne uproszczenie przepisów polegające tylko na wypełnieniu zgłoszenia (16 stron) do zakładu energetycznego przy chęci sprzedaży nadwyżki prądu elektrycznego bez ubiegania się o koncesję.