Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Poznaniu: Odnawialne źródła energii. Ogólnopolski system wsparcia doradczego dla sektora publicznego, mieszkaniowego oraz przedsiębiorstw w zakresie efektywności energetycznej oraz OZE Zespół Doradców Energetycznych Rodzaje energii odnawialnej (OZE) w Polsce Dlaczego S Ł O Ń C E ? „Stawiam swoje pieniądze na energię słoneczną. Mam nadzieję, że nie będziemy z tym czekali, aż skończy się ropa i węgiel.” T.A. Edison, 1931 Energia słoneczna ma szereg zalet: > powszechna dostępność; > brak negatywnych konsekwencji dla środowiska podczas eksploatacji; > instalacje PV nie starzeją się, po 20 latach pracy praktycznie nie obserwuje się spadku mocy; > minimalny koszt eksploatacji; > w instalacjach przydomowych oznacza ona zmniejszone uzależnienie od dostawców energii. Konwersja ENERGII PROMIENIOWANIA SŁONECZNGO: > Fototermiczna (Kolektory) – energia cieplna > Fotowoltaiczna (ogniwa PV) – energia elektryczna Nasłonecznienie w Polsce na tle Europy KOLEKTORY SŁONECZNE Kolektor słoneczny jest jednym z najważniejszych elementów budowy termicznej instalacji solarnej (słonecznej). Ma za zadanie absorbować promienie słoneczne, przekształcać je w ciepło, które jest następnie oddawane przepływającemu nośnikowi ciepła. Zastosowanie: słoneczne systemy grzewcze do ciepłej wody użytkowej słoneczne systemy grzewcze do ciepłej wody użytkowej i wspomagania centralnego ogrzewania słoneczne systemy grzewcze do ogrzewania wody basenowej suszarnictwo Konwersja Fotowoltaiczna: 1. W celu wytworzenia energii elektrycznej stosuje się konwersję fotowoltaiczną. 2. Jest to bezpośrednia zamiana energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną. 3. Odbywa się ona dzięki wykorzystaniu tzw. efektu fotowoltaicznego. 4. Efekt Fotowoltaiczny to przetwarzanie siły elektromotorycznej w materiałach o niejednorodnej strukturze, na promieniowanie elektromagnetyczne (podczas ich ekspozycji). 5. Ogniwa słoneczne łączy się ze sobą w układy zwane modułami fotowoltaicznymi, a te z kolei służą do budowy systemów fotowoltaicznych PANELE FOTOWOLTAICZNE Najczęściej stosowane są panele: monokrystaliczne i polikrystaliczne. Każdy panel musi posiadać certyfikat oraz gwarancję producenta zapewniającą najwyższą jakość uzysków energii oraz trwałość: - 25 lat (80% mocy znamionowej) - 12 lat (90% mocy znamionowej) - 10 lat gwarancji na wady ukryte produktu JAK TO DZIAŁA ? Obliczenie możliwości długość 4 x 0,983 m = 3,932 m wysokość 1,67 m 1) Załóżmy że 1 PV = 250 Wp 4 x 250 Wp = 1000 Wp = 1 kWp 2) Powierzchnia: 1,67 m x 3,932 m = 6,57 m²/1 kWp (po zaokrągleniu) 3) 1 kWp mocy zainstalowanej wyprodukuje 1 MWh energii rocznie PODSUMOWANIE : 1. Do uzyskania 1 MWh/rok niezbędna jest powierzchnia ok. 6,5 – 7,5 m² 2. Z powierzchni ok. 7,0 m² wyprodukujemy średnio 1 MWH rocznie 3. Czyli na 1 m² możemy zamontować (+ -) 0,15 KWp mocy zainstalowanej Ile można „zyskać” rocznie ? Można zaoszczędzić na rachunkach za prąd nie kupując prądu od zakładów energetycznych. - zakładając, że cena prądu nie ulegnie zmianie w następnych latach ?????? ,to jego dostawa do naszych domów będzie nas kosztowała ok. 455 zł/1 MWh, - mając własną instalację będziemy mogli zaoszczędzić od 1.365,00 zł/rok do 18.200,00 zł/rok. Czy warto mieć „własny prąd”??? ZASADA DZIAŁANIA Przykłady instalacji. Mapa pokazuje, ile watów energii dociera średnio na 1m2. Gdyby na obszarach zaznaczonych czarnymi kropkami zbudować elektrownie oparte na dostępnych ogniwach, pozwoliłoby to w pełni zaspokoić potrzeby energetyczne świata. Energia wiatru Turbiny wiatrowe a hałas Turbina wiatrowa przydomowa On-Gr Przydomowa elektrownia wiatrowa SWIND 3200 to turbina wiatrowa o mocy maksymalnej 4 kW Wiele konstrukcji Czym jest energia geotermalna? Jest to energia wnętrza Ziemi zgromadzona w skałach i wodach podziemnych. Ciepło we wnętrzu Ziemi jest po części ciepłem pierwotnym, które powstało w trakcie formowania się planety, a częściowo jest ciepłem pochodzącym z rozpadu pierwiastków promieniotwórczych (uran, tor, potas). Temperatura rośnie wraz z głębokością o ok. 25 K/km i w jądrze może osiągać 6000°C. Ilość ciepła zmagazynowana we wnętrzu Ziemi wynosi ok. 35TW [wg. EC BREC]. Skorupa o grubości 5 – 80 km, temperatura 200-700 oC Płaszcz – do głębokości 2900 km, temperatura do 4500 oC Jądro zewnętrzne – głębokość 2900 - 5100 km, temperatura do 6000 oC Jądro wewnętrzne – poniżej 5100 km, temperatura do 6200 oC Z uwagi na sposób wykorzystania wyróżniamy: Geotermię wysokiej entalpii (wysokotemperaturową) – GWE (umożliwia bezpośrednie wykorzystanie ciepła ziemi, którego nośnikiem jest woda, para, gaz i ich mieszaniny wypełniająca puste przestrzenie skalne). Geotermię niskiej entalpii (niskotemperaturową) – GNE (wykorzystanie ciepła ziemi wymaga zastosowania pomp ciepła jako urządzeń wspomagających, ciepło ośrodka skalnego (gruntu), stanowi dla pompy ciepła tzw. „dolne źródło ciepła”). Dlaczego pompa ciepła ? • brak komina, • ciepło ekologiczne, • niedrogie ogrzewanie na lata, • coraz droższe paliwa kopalne/ coraz tańsze pompy ciepła, •„czyste ręce” •stała kontrola zużycia energii • brak bezpośredniej emisji do środowiska lokalnego • komfort użytkowania • zapewnia ciepło w budynku, ciepłą wodę ale i może chłodzić Dlaczego ekologiczna? • mniejsze zużycie energii elektrycznej niż kocioł grzewczy elektryczny, • mniejsze zużycie węgla (Polska) niż przy kotłach węglowych (redukcja emisji zanieczyszczeń), • brak spalin (spaliny w ciepłowniach są odsiarczane i odpylane, a więc pozostaje siarka i pył), 23 Wojewódzki Wojewódzki Fundusz Ochrony FunduszŚrodowiska Ochrony Środowiska i Gospodarki i Gospodarki Wodnej Wodnej w Poznaniu w Poznaniu GRUNTOWA INSTALACJA POZIOMA Grunt jest akumulatorem ciepła, które można odebrać stosując instalację rurową z krążącym w obiegu zamkniętym glikolem lub solanką. Aby uniknąć dużych dobowych wahań temperatury i wychładzania gleby zimą kolektor układa się na głębokości ok. 2 m, gdzie w naszym klimacie temperatura nie spada poniżej 5°C. Wadą jest wymóg dysponowania dużą powierzchnią. Aby uzyskać 1 kW energii należy odebrać ciepło z powierzchni 25-50 m2 gruntu. GRUNTOWA INSTALACJA PIONOWA Tutaj instalację glikolową lub solankową montuje się pionowo w gruncie na głębokość 100 m o śr. 40 mm. Wadą jest wysoki koszt wymiennika WODA GŁĘBINOWA Wody gruntowe jako źródło ciepła mogą być stosowane do dużych, jak i małych pomp ciepła. Temperatura wód gruntowych nie ulega dobowym wahaniom i nie spada poniżej 8°C. Ciepło odbierane jest bezpośrednio w parowniku bez instalacji pośrednich, po czym woda może być zrzucana do złoża z którego jest pobierana, lub do naturalnych zbiorników powierzchniowych bezpośrednio, czy przez instalację burzową. POWIETRZE (a może alternatywnie rekuperacja?) Najlepsze efekty uzyskuje sie przy wykorzystaniu powietrza o stałej temperaturze np. z wentylacji. Powietrze zewnętrze nie jest źródłem koherentnym – jego zmiany temperatury są zbyt duże. Pompa ciepła pracuje efektywnie przy temperaturze powietrza – 5°C. Jest to zdecydowanie jedno z najtańszych źródeł dolnych ale ma ono niską sprawność w polskich warunkach Zbiorniki wodne – rzeki, jeziora, morza. Wykorzystać energię takiego źródła można dwoma sposobami. Po pierwsze układając kolektor glikolowy lub solankowy na dnie niezamarzającego zbiornika i tak jak przy poprzednich instalacjach poprzez wymiennik przekazać ją do pompy ciepła. W zbiornikach zamarzających kolektor układa się poniżej granicy zamarzania, lub bezpośrednio pompuje wodę przez wymiennik z pominięciem instalacji pośredniej. Ścieki Są bardzo dobrym dolnym źródłem ciepła o wysokiej temperaturze. Odbiór ciepła realizuje się tutaj pośrednio przez umieszczenie w kolektorze ściekowym rur w których płynie ciecz odbierająca ciepło. Rury można umieścić także w zbiorniku fekaliów, szambie itp. 1. Zgodnie z prognozami, strumień produkowanych ścieków, a tym samym osadów ściekowych, będzie rósł; wynika to z jednej strony ze zmiany stylu życia społeczeństwa, ale również z coraz większego odsetku ludności podłączonych do sieci kanalizacyjnej. 2. Ograniczenia prawne determinują wybór sposobu unieszkodliwiania osadów ściekowych; składowanie w miejscach innych niż składowiska odpadów niebezpiecznych, a nawet przyrodnicze wykorzystanie w ciągu kilku lat będzie musiało być zastąpione innymi metodami. 3. Metody termiczne stanowią propozycję, która za kilka lat musi (i będzie dominować). W związku z tym postuluje się rozwój termicznych metod utylizacji unieszkodliwiania osadów ściekowych. Uwagi wstępne • Problem zagospodarowania ciągle wzrastających ilości osadów ściekowych staje się jednym z istotnych problemów środowiskowych naszego kraju. • Osady ściekowe, podobnie jak ścieki, będą wytwarzane zawsze i trzeba znaleźć najlepsze rozwiązanie ich właściwego zagospodarowania. • Wybór metody zagospodarowania osadów ściekowych jest ściśle związany z uwarunkowaniami prawnymi spowodowanymi wejściem Polski do UE. 31 Wojewódzki Wojewódzki Fundusz Ochrony FunduszŚrodowiska Ochrony Środowiska i Gospodarki i Gospodarki Wodnej Wodnej w Poznaniu w Poznaniu 32 Wojewódzki Wojewódzki Fundusz Ochrony FunduszŚrodowiska Ochrony Środowiska i Gospodarki i Gospodarki Wodnej Wodnej w Poznaniu w Poznaniu 33 Wojewódzki Wojewódzki Fundusz Ochrony FunduszŚrodowiska Ochrony Środowiska i Gospodarki i Gospodarki Wodnej Wodnej w Poznaniu w Poznaniu Elektrownie wodne – śródlądowe Rozróżnia się dwa podstawowe typy elektrowni wodnych wykorzystujących wody śródlądowe: elektrownie przepływowe - budowane na rzekach nizinnych o małym spadku, które nie mają możliwości magazynowania wody i tym samym regulacji wytwarzanej mocy elektrycznej elektrownie zbiornikowe (regulacyjne) - są zaopatrzone w zbiorniki wodne, które pozwalają gromadzić i magazynować energię wody i przetwarzać ją na energię elektryczną w dogodnym czasie (szczytowo-pompowe) BIOMASA ŹRÓDŁEM ENERGII 1. LASY 2. BIOMASA ODPADOWA: - Odpady drzewne (kora, drobnica gałęziowa, ścinki, obrzyny, trociny, zrębki) - Słoma (zbóż, strączkowych, rzepaku, kukurydzy itp.) - Odpady przemysłu rolno-spożywczego (przetwórstwo produktów roślinnych i zwierzęcych) - Odpady z produkcji zwierzęcej (odchody zwierzęce, odpady poubojowe) - Odpady bytowe (odpady komunalne, osad ściekowy) 3. CELOWE PLANTACJE: - Jednoroczne (rzepak, zboża, burak, ziemniak) - Wieloletnie (wierzba, trawy, topinambur, ślazowiec) SŁOMA JAKO SUROWIEC ENERGETYCZNY SŁOMA to „dojrzałe lub wysuszone źdźbła roślin zbożowych; określenia tego używa się również w stosunku do wysuszonych roślin strączkowych, lnu, rzepaku” – jak to wykorzystać energetycznie ? Kompaktowanie biomasy (granulacja) DEFINICJE Biopaliwa - w Europie biopaliwa definiowane są jako ciekłe i gazowe paliwa do silników spalinowych, otrzymywane z biomasy. Biopłyny - ciekłe paliwa dla celów energetycznych innych niż w transporcie, w tym do wytwarzania energii elektrycznej lub ciepła, wytworzone z biomasy lub ziaren zbóż pełnowartościowych, wykorzystywane w instalacjach spełniających wymagania w zakresie standardów emisyjnych, o ile takie standardy zostały określone na podstawie przepisów o ochronie środowiska; BIOGAZ Definicje biogaz - gaz uzyskany z biomasy, w szczególności z instalacji przeróbki odpadów zwierzęcych lub roślinnych, oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów; biogaz rolniczy - gaz otrzymywany w procesie fermentacji metanowej surowców rolniczych, produktów ubocznych rolnictwa, płynnych lub stałych odchodów zwierzęcych, produktów ubocznych, odpadów lub pozostałości z przetwórstwa produktów pochodzenia rolniczego lub biomasy leśnej, lub biomasy roślinnej zebranej z terenów innych niż zaewidencjonowane jako rolne lub leśne, z wyłączeniem biogazu pozyskanego z surowców pochodzących z oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów; Wykorzystanie biogazu wysypiskowego Substraty dla biogazowni rolniczej Kogeneracja, trigeneracja, poligeneracja Kogeneracja (CHP) – jest to proces technologiczny jednoczesnego wytwarzania energii elektrycznej i użytkowej energii cieplnej (Combined Heat and Power) z tego samego źródła energii pierwotnej. Skojarzona produkcja nośników energii. Trójgeneracja (trigeneracja) – jest to proces technologiczny jednoczesnego wytwarzania energii elektrycznej, użytkowej energii cieplnej oraz chłodu użytkowego z tego samego źródła energii pierwotnej. Poligeneracja - opisuje takie systemy konwersji energii z jednego lub większej ilości źródeł (odnawialnych i nieodnawialnych), w wyniku, której powstają co najmniej trzy produkty. Trigeneracja jest również poligeneracją. Kogeneracja Paliwa odnawialne KOGENERACJA Węgiel TRIGENERACJA ENERGIA ELEKTRYCZNA ENERGIA MECHANICZNA Paliwa gazowe POLIGENERACJA Paliwa ropopochodne CIEPŁO CHŁÓD Zalety kogeneracji korzystne wskaźniki ekonomiczne (NPV, IRR) optymalny dobór układu do potrzeb odbiorcy niskie wskaźniki emisji i wysokie sprawności energetyczne niskie straty bezobsługowa eksploatacja małe rozmiary elektrociepłowni wykorzystanie lokalnych paliw Podsumowanie Regiony w Polsce dysponują olbrzymim, w niewielkim tylko stopniu wykorzystanym potencjałem technicznym i ekonomicznym różnych odnawialnych zasobów energii. Nawet uwzględniając w sposób najbardziej restrykcyjny ograniczenia środowiskowe i przestrzenne, istniejący potencjał pozwala na pokrycie minimum 20 proc. potrzeb energetycznych kraju do 2020 r., minimum 75 proc. do 2050 r. i docelowo zapewnić w 100 proc. podaż energii z odnawialnych zasobów energii dostępnych w kraju. Wykazano też, że choć problemy infrastrukturalne w różnych województwach i dla różnych źródeł mogą stanowić barierę (zwłaszcza jeśli chodzi o energię elektryczną z OZE), to jednak są możliwości rozwoju takich źródeł OZE, które w danym regionie nie zależą tak silnie od stanu infrastruktury (produkcja ciepła z OZE, produkcja energii elektrycznej w mikroźródłach). TERMOMODERNIZACJA OBIEKTÓW BUDOWLANYCH Zakres robót termomodernizacjyjnych. Grupa I. Prace termoizolacyjne Ocieplenie ścian zewnętrznych; Ocieplenie dachu / stropodachu; Ocieplenie podłogi na gruncie / stropu nad nieogrzewaną piwnicą; Wymiana okien, drzwi zewnętrznych, bramy garażowej. Grupa II. Instalacje wewnętrzne Instalacja wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej odzyskiem ciepła; Instalacja wewnętrzna ogrzewania i ciepłej wody użytkowej. z Zakres robót termomodernizacjyjnych. c.d. Grupa III. Wymiana źródeł ciepła, zastosowanie odnawialnych źródeł energii cieplnej Instalacja kotła kondensacyjnego; Instalacja węzła cieplnego; Instalacja kotła na biomasę; Instalacja pompy ciepła; Instalacja kolektorów słonecznych. Dziękujemy za uwagę Ireneusz Ratajczak tel. 61 845 6210, e-mail: [email protected] www.wfosgw.poznan.pl www.doradztwo-energetyczne.gov.pl