ÚSPORY ENERGIE V ŽIVOTNÍM CYKLU STAVEB

ÚSPORY ENERGIE V ŽIVOTNÍM CYKLU STAVAEB – PŘEDNÁŠKA č. 2

ÚSPORY ENERGIE V ŽIVOTNÍM CYKLU STAVEB kurz stavitelství VI zimní semestr 2011-2012 Prof.Ing.Miloslav Pavlík, CSc Doc.Ing.Vladimír Daňkovský, CSc Přednáška č.2

© Vladimír Daňkovský 2011

Stránka 1


V ČEM JE PROBLÉM ? ČERPÁNÍ NEOBNOVITELNÝCH ZDROJŮ ⇔ EXPONENCIÁLNÍ KŘIVKY VÝVOJE PRO VĚTŠINU SPOLEČENOSTÍ JE VELMI OBTÍŢNÉ NASTOLIT ROVNOVÁŢNÝ STAV MEZI DOSTUPNÝMI ZDROJI A SPOTŘEBOU DLE OSN: na začátku 19.stol je světová populace

cca 1,0 mld

v roce 1927

cca 2,0 mld

v roce 1960

cca 3,0 mld

v roce 1974

cca 4,0 mld

v roce 1987

cca 5,0 mld

v roce 2000

cca 6,0 mld

v roce 2012

cca 7,0 mld

v roce 2050

cca 9,2 mld


Stránka 2


POTŘEBY LZE USPOKOJIT DLOUHODOBĚ

JEN Z OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ

IMPERATIVE = ÚSPORY ZABUDOVANÉ I PROVOZNÍ ENERGIE ZÁKLADNÍ MANUÁL: tepelná izolace obálky budovy

U cca 0,1 W/K,m2

 kontrola infiltrace okny a obv.pl.

n < 1,0 (min dle OHS)

 sníţení tepelné zátěţe obálky budovy

(větrané nebo dvoj.střechy/ fasády)

 max. vyuţití denního světla  max.pasivní vyuţití tepelných zisků od slunečního záření  rekuperace tepla (v TZB – ZT, UT, VZT – řízené větrání v topném období)  akumulace tepla v kci budovy (vyrovnání denních výkyvů teplot)  úspory provozní energie (úsporné EL spotřebiče, omezení pouţití EL v provozních zařízeních)  zónování prostorů v budově  vyuţití obnovitelných zdrojů energie  min. uhlíkové stopy  maximalizace recyklace surovin ve stavebnictví © Vladimír Daňkovský 2011

Stránka 3


ZED Factory, UK, London Typická spotřeba energií v třípodlaţním bytovém domě


Stránka 4


Skladba spotřeby ENERGIE v domácnosti Spotřeba energie

Sektor spotřeby

Předpoklady:

[kWh/rok] Vytápění 63,5% Ohřev vody 19,8% Chladící technika Prací technika Mycí technika Příprava pokrmů Video technika Audio technika Kancelářská technika Osvětlení Ostatní

Celkem z toho spotřeba elektřiny

Počet cyklů

Měrná spotřeba

10 000

125

kWh/m2.rok

3 128

12,5

m3/os.rok

475 137 207 548 219 73 365 438 183

1,3 0,7 1,15 1,5 0,6 0,2 1 0,3 0,5

kWh/den kWh/cyklus

65 60 1

4

cyklů/os.rok cyklů/os.rok hod/den

hod/den

kWh/den kWh/den kWh/den kWh/den

15 771 16,7%

2 643 http://www.energetickyporadce.cz/audit-spotreby/skladba-spotreby-domacnosti.html


Stránka 5


průměrná spotřeba domácnosti


cca 25.000 kWh/rok

hl.jistič 3x20 – 3x25 A

Stránka 6


PODÍL ENERGETICKÝCH SUROVIN NA VÝROBĚ EL


Stránka 7


Výhled do r. 2040 PODÍL ENERGETICKÝCH ZDROJŮ – TENDENCE VÝVOJE


Stránka 8


POKRYTÍ ENERGETICKÉ POTŘEBY BUDOVY z obnovitelných zdrojů ENERGIE ZEMĚ

gravitace

vodní mlýny, čerpadla a turbíny gravitační vodní elektrárny

ENERGIE SLUNCE

teplota

geotermální energie

přímé

FOTOVOLTAIKA FOTOTERMIKA solární panely sluneční pec slunenční elektrárána

nepřímé

vítr, produkty vegetačního pokryvu větrné elektrárny proudění z rozdílu teplot vzduchu proudění z rozdílu teplot vody spalování biomasy

ENERGIE MĚSÍCE gravitace © Vladimír Daňkovský 2011

slapové jevy Stránka 9


OBNOVITELNÉ ZDROJE - ENERGIE ZEMĚ:

gravitace

Přehrady v ČR

1888 První hydroelektrárna

1961 Kamýk

– Podskalský mlýn v Písku,

1962 Orlík

1888 vodní kolo pohání

Přečerpávací elektrárna

dynamo, 1901 uţita

1930 První přečerpávací elektrárna na

Francisova turbína.

Úhlavě s nádrţí v Černém jezeře (280m).

1913 – 14 Štvanice I. II. Těšnov 1921 Poděbrady 1934 Vranov

1948 Štěchovice II. 1978 Dalešice – Mohelno 1996 Dlouhé Stráně (Mravenečník)

1936 Vrané, Střekov 1938 Pastviny 1943 Štěchovice 1948 Vír 1955 Slapy 1959 Lipno © Vladimír Daňkovský 2011

Stránka 10


GEOTERMÁLNÍ ENERGIE


http://www.bbc. co.uk/schools/g csebitesize/scie

Stránka 11


celková tloušťka zemské kůry

5 aţ 50km

poloměr Země

6 378 km

teplota v plášti roste

15°C aţ 30°C/ km hloubky

velikost tepelného toku

střed 70 mW/m2 rozmezí 30 aţ 120 mW/m2

potenciál geotermální energie

50.000 krát větší neţ energie ze všech fosilních paliv celkově 1/10 dopadajícího slunečního záření

Alternativní zdroje energie:  Geotermální teplo  Rozpad radioaktivních prvků  Teplo vznikající při pohybech zemské kůry  Energie seizmických vln  Fyzikálně-chemické exotermní reakce v zemské kůře  Dopady meteoritů – změna kinetické energie na tepelnou  Energie slapových sil


Stránka 12


GEOTERMÁLNÍ SYSTÉMY  Hydrotermální s vysokou tepelnou entalpií (horká/ přehřátá pára)  Hydrotermální s nízkou tepelnou entalpií (40°C aţ 100°C)  Petrofyzikální systémy (HDR – hot dry rock)  Mělké geotermální systémy (do teploty 25°C a hloubky cca 400m)  Hloubkové geotermální vrty (cca 3km, teploty nad 100°C) – BDR,A.IT

nejstarší pohon turbín pomocí

suché páry – teplota nad 225°C (dry steam)

první geotermální elektrárna

Landerello

největší geotermální elektrárna

the Geysere, Kalifornie

princip přímého pohonu turbín párou

přehřátá pára (nad 180°C) přímo pohání turbínu

Binární princip (Binary cycle) –

horká voda zahřívá tekutinu s niţší teplotou varu

Výhoda: úplná uzavřenost systému - pouţitá voda vrací zpět do rezervoáru (min ovlivnění ŢP) Většina plánovaných nových geotermálních elektráren bude pouţívat tento © Vladimír Daňkovský 2011

Stránka 13


Schema kogeneračního zařízení

http://www.google.co.uk/imgres?q=geoterm%C3%A1ln%C3%AD+energie&hl=cs&sa=X&rlz=1T4GGLJ_csCZ342CZ344&tbm=isch&prmd=imvns&tbnid=M44eqe9JZjWlWM:&imgr efurl=http://nejedly.blog.idnes.cz/c/48192/Geotermalni-elektrarny-aneb-malokdy-mame-energii-zadarmo-I-cast.html&docid=4SbjtyQ5pWiCwM&w=605&h=534&ei=GPBTrHmIob64QT0w8mDAQ&zoom =1&biw=1024&bih= 546&iact=rc&dur=422&page=5&tbnh=146&tbnw=165&start=33&ndsp=8&ved=1t:429,r:5,s:33&tx=76&ty=69


Stránka 14


Komentář

Ing.Nejedlý:

Směs páry a vody (geothermal fluid - oranžová/červená) z produkčních vrtů (production wells) je přiváděna parovody do separační stanice (steam separators, mist eliminators), kde se rozdělí podle médií na samostatný parní a vodní okruh. Přebytečná pára je vypouštěna do atmosféry (steam exhaust) a přebytečná voda do místního vodního toku. Ze separační stanice je přiváděna na vstup parních turbín (steam turbines) vysokotlaká pára (high pressure geothermal steam - oranžová) pod tlakem 12 bar (1,2 MPa) a teplotě 190°C. V parních turbínách je energie páry přeměněna na rotační pohyb soustrojí turbína generátor, který vyrábí elektřinu. Elektřina je vedena elektrickou linkou do Reykavíku. V kondenzátorech (steam condensers) nízkotlaká pára (low pressure geothermal steam - žlutá) kondenzuje, přičemž jako chladící médium slouží surová voda (cold water - modrá), která je do kondenzátorů přiváděna čerpadly (cold water pumps, plant pumps) z pěti vrtů umístěných v lokalitě Grámelur poblíž jezera Thingvellir. Kondenzát (condensate - světle hnědá) je odváděn kondenzátními čerpadly (condensate pumps) z elektrárny do vodního toku. Předehřátá surová voda z kondenzátoru (warm water - červená) je vedena do soustavy tepelných výměníků (geothermal fluid heat exchangers), kde se dále ohřeje až na teplotu 85-90°C horkou vodou ze separátorů (geothermal fluid - fialová). Tato ohřátá voda je následně vedena do odplyňováků (deaerators), kde se vyloučí kyslík a další plyny, kterými je nasycena – protože jinak by docházelo ke korozi ocelových součástí potrubí a topného systému. Odplyněná topná voda o teplotě 82-85°C je následně čerpána hlavními čerpadly (main pumps) a vedena potrubím do Reykavíku. Pokud si někdo myslí, že geotermální elektrárna nemá absolutně žádný dopad na životní prostředí z hlediska emisí, tak musím uvést, že parovodní směs z geotermálních zdrojů mimo valné části Mendělejevovy tabulky prvků rovněž obsahuje rozpuštěné plyny, které z technologie unikají do atmosféry. Ze zprávy provozovatele elektrárny o vlivu na životní prostředí za rok 2007 jsem vybral pouze emise 15 412 tun kysličníku uhličitého (CO2) a 10 275 tun sirovodíku (H2S). Emise CO2 jsou samozřejmě neporovnatelně nižší, než kdyby bylo stejné množství energie vyrobeno spalováním uhlí nebo plynu. Především emise sirovodíku jsou zřejmě problém a provozovatel elektrárny v současné době instaluje technologii na separaci, kterou hodlá testovat od podzimu tohoto roku. http://nejedly.blog.idnes.cz/c/48192/Geotermalni-elektrarny-aneb-malokdy-mame-energii-zadarmo-I-cast.html


Stránka 15


VYUŢITÍ GEOTERMÍLNÍ ENERGIE VE SVĚTĚ


Stránka 16


SITUACE V ČR INTENZITA TEPELNÉHO TOKU MALÁ


cca

100 mW/m2

Stránka 17


V našich podmínkách je reálný princip …. tzv. konceptu suché horniny („hot dry rock)


Stránka 18


Operační program Ţivotní prostředí pro období 2007 aţ 2015 - vyuţití obnovitelných zdrojů energie (zkratka OZE) závazek vůči EU: do r.2010 – 8% EL a 6% ostatní energie (tepla) z obnovitelných zdrojů koncept suché horniny („hot dry rock) - jedním vrtem by se k horké suché hornině v hloubce zhruba pět kilometrů přivedla studená voda a dva boční vrty umoţní ohřáté vodě cestu vzhůru. Tyto zdroje pohání turbínu generátoru a po ochlazení vody na povrchu se vrací prvním vrtem zpět do země. Vedlejším produktem produkce energie je teplo, které lze vyuţít např. k vytápění bytů. Obecně je vhodnou lokalitou v českých podmínkách místo s jiţ narušenou podzemní horninou. Odborníci se shodují, ţe takovým místem mohou být Litoměřice, příp. Lovosice, Chomutov nebo Frýdlantský výběţek. USA :

….

Australia:

just 2% of the heat below NA would easily supply all of the USs’ current energy needs. … just 1% of the geothermal potential could create enough energy for 26,000 years. Australian Geothermal Energy Association goal: 2200 MW of Geothermal Power by 2020 (20% of total electric demand), IC = US$ 10.45 billion http://www.treehugger.com/files/2008/08/one-percent-australian-geothermal-potential-26000-years-energy.php


Stránka 19


Výroba elektřiny z vody, větru, slunečního záření a biomasy zařízení Skupiny ČEZ v ČR (v GWh)

Obnovitelné zdroje energie celkem Vodní, sluneční a větrné elektrárny Spalování biomasy

2008

2009

2010

1 875

2 431

2 688

1 548

2 104

2 353

327

327

335

http://www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/obnovitelne-zdroje.html?tagcloud=ve Začátek výroby novodobých větrných elektráren se datuje na konec 80. let minulého století. V současné době větrné elektrárny pracují v desítkách lokalit v ČR, jejich nominální výkon se pohybuje od malých výkonů (300 kW) pro soukromé vyuţití aţ po 3 MW.

v červenci 2011

dosahoval

výkon větrných elektráren v ČR

cca 217 MW.

podle údajů Energetického regulačního úřadu


Stránka 20


VĚTRNÁ ENERGIE ÚČINNOST VĚTRNÝCH ELEKTRÁREN

,

kde cp je součinitel výkonnosti, v ideálním případě rovný 0,59 Albert Betz (r.1919) stanovil max. účinnost koef. cp = 0,59 V = rychlost větru (m/s)

koeficient ročního vyuţití

D = průměr vrtule (m)

skutečný výkon/ teoreticky moţný ČR cca 0,1 aţ 0,2 (0,28)

el. Sternwald (Šumava) 17 větrníků, výkon 14 MW – koeficient 0,22


Stránka 21


autor: Torm at cs.wikipedia © Vladimír Daňkovský 2011

Stránka 22


Hlučnost větrného zdroje

kde Lp je hladina hluku v dB v dané vzdálenosti R od zdroje s hlučnosti Lw alfa = 0,0005pro suchý vzduch MAX. POVOLENÁ HLADINA VNĚJŠÍHO HLUKU V OBYTNÉ ZÁSTAVBĚ V NOCI JE

45 dB


Stránka 23


HLADINA HLUKU

VZDÁLENOST OD ZDROJE

autor: Torm at cs.wikipedia


Stránka 24


Limity hluku v noci Ing. Aleš Jiráska, ZÚ se sídlem v Pardubicích, Ústí nad Orlicí, NRL pro měření a posuzování hluku v komunálním prostředí, [email protected] 

LAeq,T = 45 dB



LAeq,T = 30 dB

v chráněném venkovním prostoru staveb (outside bedrooms) chráněném vnitřním prostoru staveb (indoors)

v EU 

LAeq,T = 45 dB

pro řídké osídlení „neighbouring properties“,



LAeq,T = 40 dB

pro místa hustě osídlená „residential areas“ nebo speciální ochrany „institutions,

week-end houses, gardens or recreations“

infrazvuk / nízkofrekvenční hluk

není limit



doporučená hodnota v ČSN ISO 7196 LG=90 dB



hladiny prahu slyšení pro jednotlivá frekvenční pásma v ČSN ISO 226



směrné křivky (criterion curves) - hladiny akustického tlaku ve třetinooktávových frekvenčních

pásmech jiţ od 8 Hz 

hladiny prahu slyšení LPS v příloze č. 1 k nařízení vlády č. 148/2006 Sb.



systém limitů v ČR je přísnější neţ v EU (WHO)



měření infrazvuku a nf hluku v chráněném EXT i INT budov neprokázala výskyt infrazvuku ani nf

hluku © Vladimír Daňkovský 2011

Stránka 25


Hluky, typické pro větrný zdroj Zdroj hluku Turbulence na koncích

Frekvenční

Typická

rozsah

intenzita

Charakter hluku širokopásmové hučení, modulované otáčkami listu (wish-

500-1000 Hz

91,2 dBA

Hluk na náběţné hraně 750-2000 Hz

99,2 dBA

širokopásmové svištění

typický tón

84,8 dBA

tón, měnící se dle rychlosti větru

Strojovna

směs hluků

97,4 dBA

Generátor

tón

87,2 dBA

listu

Hluk odtrhávání proudnic


wish)

směs hluků, měnících se s různou periodicitou (zapínání a vypínání servopohonů, čerpadel, ventilátorů)

tón, jehoţ výška se mění s otáčkami vrtule

Stránka 26


PRINCIP PRÁCE VĚTRNÍKU


stálé otáčky generátoru

Stránka 27


Výkon instalovaný ve větrných elektrárnách zemí EU (ke konci roku 2010) Země

Výkon v MW

Česká republika

215

Belgie

911

Dánsko

3 752

Finsko

197

Francie

5 660

Itálie

5 797

Německo

27 214

Nizozemí

2 245

Polsko

1 107

Portugalsko

3 898

Rakousko

1 011

Řecko

1 208

Slovensko

3

Španělsko

20 676

Švédsko

2 163

Velká Británie

5 204 Zdroj: EWEA


Stránka 28


Investice a návratnost VE

VĚTRNÝCH ELEKTRÁREN

Výkupní cena (pro letošní rok 2,23 Kč/ kWh) ……návratnost do cca 15 let aţ 20 let

při průměrné roční vyuţitelnosti 26% (statistika EU). IN = 35 aţ 40 milionů Kč za instalovaný MW výkonu IN na 1 MW v uhelné elektrárně kolem 45 milionů Kč, v jaderné kolem 70 milionů Kč. Někdy se také tvrdí, ţe konstrukce a stavba větrné elektrárny spotřebuje tolik energie, kolik nedokáţe vyrobit ani za několik let. Není to pravda. Měření ukázala, ţe energetická návratnost elektrárny (tedy doba, za kterou větrná turbína vyrobí tolik energie, kolik bylo potřeba na její výrobu) se podle typu stroje a větrného potenciálu místa pohybuje od tří do šesti měsíců.

situace v ČR

18.3.2011

Nejstarší realizace v 19. století

větrné mlýny

na území dnešní ČR

idnes.cz – blog MIROSLAV HRUŠKA

kolem 1277 větrný mlýn v zahradě Strahovského kláštera cca 900 mlýnů (především Morava)

Důleţitým impulsem pro rozvoj větrné energetiky bylo embargo zemí OPEC na vývoz ropy 1972


Stránka 29


Rozvoj větrné energetiky v ČR aţ po roce 2002 1993 - Demonstrační realizace

typ TACKE 60kW

u města Frýdek-Místek,

1993 - MVE V75 s výkonem 75 kW, Vítkovice, a.s., na SV v Brně 1995 - Ostruţné (okres Šumperk) 6 větrníkůVestas V39-500, (průměr rotoru 39 m), na 40 m vysokých tubusech. Zdroj: http://tinyurl.com/6g3e5yn

1996 - poslední větrná elektrárna české produkce. Šlo o VE Mravenečník nedaleko Medvědí hory (na výstavbě se podílel Energovars a WindWorld) s celkovým výkonem 1170 kW (5). V letech 1996 aţ 1999 docházelo k demontáţím a v roce 2001 bylo v ČR v provozu jiţ jen 8 větrných elektráren výkupní ceny elektřiny

do r.2002

cca 0,9 – 1,13 Kč za 1 kWh

po r. 2002

3,00 Kč za 1 kWh + další úpravy

dnes

4,50 Kč za 1 kWh

Celkový instalovaný výkon větrných elektráren v Česku dosáhl 1. prosince 2010

212,57 MW.[1]

http://cs.wikipedia.org/wiki/Seznam_v%C4%9Btrn%C3%BDch_elektr%C3%A1ren_v_%C4%8Cesku


Stránka 30


Největší větrná elektrárna na světě Zatím největší větrnou farmu na světě mají v Texasu (USA). Byla spuštěna 1. října 2009. Větrná farma Roscoe, v Texasu má výkon 781,5 MW a je tvořena 627 větrnými turbínami. Roscoe je schopna pokrýt spotřebu 230 000 domácností.[6]

Investorem E ON – IN = 1,0 mld USD¨ © Vladimír Daňkovský 2011

Stránka 31


10 největších větrných farem ve Spojených státech Stát

Větrná farma

Instalovaný výkon

Texas

Roscoe

781 MW

Indiana

Fowler Ridge

750 MW

Texas

Sherbino

750 MW (1. Etapa 150 MW)

Texas

Horse Hollow

736 MW

Kalifornie

Tehachapi Pass

690 MW

Texas

Capricorn Ridge

662 MW

Kalifornie

San Gorgonio Pass

619 MW

Kalifornie

Altamont Pass

606 MW

Texas

Sweetwater

585 MW

Texas

Buffalo Gap

523 MW


Stránka 32


5 největších plánovaných větrných farem v USA Stát

Větrná farma

Instalovaný výkon

Jiţní Dakota

Titan Wind Project

5 050 MW

Kalifornie

Tehachapi (Reneval Project) 4 500 MW

Texas

Pampa Wind Project

4 000 MW

Nebraska

Banner County

2 000 MW

Oregon

Shepherds Flat

909 MW

Energie z větrných elektráren dnes pokryje spotřebu energie zhruba 8 milionů dom. v USA Nejvyšší pokrytí výroby elektřiny pomocí větru - ŠPANĚLSKO energie z VE

pokrývá 54 procent potřeby cca 10.000 megawattů.[7]

Kolik by bylo potřeba instalovat větrných turbín o výkonu 1 MW, aby vyrobily jednoroční produkci Temelína, pokud v ČR pracují 1 000 hodin ročně? Výsledkem vašeho snaţení bude ohromující počet 12 000 vrtulí.


Stránka 33


MALÉ VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY pro lokální výrobu EL Rozmohly se také malé domácí větrné turbíny, kterých se ročně v USA prodá asi 100 kusů. Lidé si je nechávají instalovat na střechu nebo v blízkosti domu. Jejich cena je cca 5 000 USD a výkon minimální. Počet ţadatelů o domácí turbíny se ale rozrůstá a starosta New Yorku dokonce uvaţuje o dotování malých domácích elektráren

ENERGY BALL


VÝKON DO 1,0 Kw - napětí 12V nebo 24V - s měničem i 240V

Stránka 34


Energy Ball: nový technologický zázrak? V současné době se však objevil zajímavý trend ve výrobě malých větrných elektráren, který je určen speciálně pro osídlené plochy a městské prostředí. Výrobce nazval toto zařízení Energy Ball podle jeho specifického tvaru. Při rychlosti větru 4 m/s (což je podle Českého hydrometereologického úřadu průměrná celoroční rychlost větru v ČR ve výšce 10 m) je „Energetický balónek“ schopen ročně produkovat 100 kWh. Toto zařízení by mělo být schopno fungovat již při rychlosti větru 2 m/s. Základní parametry Energy Ball Stanovený výkon (rychlost větru 10 m/s): 100 W Maximální výkon při rychlosti větru 17 m/s: 500 W Rozběhová rychlost větru: 2 m/s Maximální rychlost větru: 40 m/s Průměr rotoru: 1,1 m Povrch rotoru: 1 m2 Výška zařízení Energy Ball V100: 1,3 m Převodník: 230 V Minimální životnost zařízení: 25 let


Předpokládaný roční výkon s ohledem na rychlost větru Průměrná roční rychlost 4 m/s: 100 kWh Průměrná roční rychlost 5 m/s: 200 kWh Průměrná roční rychlost 6 m/s: 350 kWh Průměrná roční rychlost 7 m/s: 500 kWh Hladina hluku ve vzdálenosti 5m od turbíny nepřesahuje 45 dB při rychlosti větru do 10m/s !!!

Stránka 35


Výkon ENERGY BALL V100

Cena 1 kWh je v ČR asi 4,65 Kč. Průměrného roční cena za EL pro RD 6 882 Kč/rok. Cena 1ks EB je cca 5 000 eur (zhruba 125 000 Kč) - návratnost cca 20 let


Stránka 36


AIR Breeze - LAND průměr rotoru:

1,17 m

váha:

5,9 kg

přepravní rozměr:

686x318x229 mm 7,7 kg

rozběhová rychlost:

2,68 m/s

napětí:

12V DC

nominální výkon:

200 W (při 12,5m/s; 45 km/h)

regulátor:

inteligentní regulátor se sledováním proudových špiček

náboj rotoru:

litý hliník

lopatky:

kompozit vstřikovaný do formy

zabezpečení:

elektronická kontrola otáček

výtěžnost:

38 kWh/měsíc (při prům. 5,4m/s) = 170,0 Kč/měs

záruka:

až 3 roky

maximální rychlost:

49,2 m/s (177,12 km/h)

cena s 20% DPH

27 588,-


návratnost cca 12 až 15 let

Stránka 37


DOSAŢITELNÝ VÝKON


Stránka 38


Doba, kdy se vyplatí vlastnit soukromý mikrozdroj vyrábějící větrnou energii, zatím nenastala. Pokud nevlastníte samotu někde v Krušných horách či nebydlíte v odlehlých lukách, kde se prohání silný vítr, nemá pro vás soukromá větrná elektrárna ţádný smysl (pokud nejste nadšencem). Nové produkty typu Energy Ball mohou získat všeobecnější vyuţití tehdy, aţ dojde k výraznému nárůstu cen elektřiny, výkonu zařízení a současně k poklesu cen těchto výrobků. Svoji roli zde sehrají i ceny ropy a dalších fosilních paliv. Zatím lze tyto nové technologie doporučit pouze pro taková místa, která není moţné napojit na rozvodné sítě. A i zde se nabízí jako výhodnější řešení solární energie. I ta ostatně v praxi řešení pro běţné spotřebitele necílí primárně na fotovoltaiku (tj. výrobu elektrické energie), ale spíše na ohřev vody v solárních kolektorech, který je účinnější

PŘÍKLADY: Větrná mikroelektrárna 1kW – Slivenec,

dodavatel ALTER-EKO

Větrná mikroelektrárna zajišťuje provoz počítače a osvětlení v buňce stavební firmy, která je umístěna na otevřené pláni, mimo síť rozvodných závodů. Vyrobeným proudem je nabíjena sestava akumulátorů, která dále přes měnič napětí o výkonu 600W zajišťuje dodávku do objektu. Při nedostatečné povětrnosti a nízkém stavu nabití akumulátorů je systém vybaven benzínovou elektrocentrálou, která přímo napájí spotřebiče a zároveň dobíjí akumulátory.


Stránka 39


OSTROVNÍ SYSTÉMY Kompletní ostrovní systém - Šumava Větrná mikroelektrárna Fotovoltaické panely 80WP, Rozvod 12V AKUMULÁTOR 200Ah Nízkotlaká dvoustupňová vodárna Fototermický ohřev TUV Větrná mikroelektrárna zajišťuje dodávku proudu pro domek bez připojení do rozvodné sítě. Výkonem větrného generátoru jsou nabíjeny akumulátory, které umožňují provoz 5 ks úsporných žárovek na 220 V, napájení čerpadla pro dodávku vody z vrtu a další drobné domácí spotřebiče a ruční nářadí. Vodárna je dvoustupňová, 12V ponorné čerpadlo čerpá vodu z vrtu do zásobníku na půdu, kde je také umístěn 12V manostat se sníženým tlakem. Pro ohřev TUV je instalována samotížná fototermická sestava s jedním kolektorem a dvouplášťovým zásobníkem. V poslední fázi byl doplněn počet akumulátorů pro delší období bez energetických zisků. Vytápění si zákazník řeší kamny.


Stránka 40


SLUNCE =

kontinuální příkon na planetě je 1,2 x 1017 wattu/ m2 coţ odpovídá asi 120 mil. GW, http://www.alter-eko.cz/energie/solarni-kolektory/solarni-priklad.php


Stránka 41


Moţnosti krytí potřeby tepla solárním systémem různé velikosti.


Stránka 42


solární systém s 5 kolektory celk. absorbční ploše 10m2 Is = 312 W/m2 T= 4,5 hod je Q= 27 kWh/den cena EL

1,5 Kč/kWh

denní úspora 35,-Kč/den cena instalace 80.000,- Kč návratnost cca 6 let. Systém umožňuje: ohřívat TUV pro 4čl rodinu 10,0 kWh předehřev UT 16,0 kWh

fototermické systémy 5x vyšší účinnost než fotovoltaické systémy.


Stránka 43


PROBLÉM = ZÁBOR (ZMĚDĚLSKÉ) PŮDY http://evvo.spaco.cz/pohled-ekologa/obnovitelne-zdroje-energie-str/

Plocha kolektorů, která by byla potřeba pro výrobu 12 milionů MWh elektřiny (Temelín) Je 12 400 ha referenční sluneční elektrárnu v Bučanovicích u Prachatic s výrobou 600 MWh za rok a plochou kolektorů 0,62 ha, snadno se dostanete na plochu.

PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY

je stanoven novou

vyhláškou č. 148/2007 o energetické náročnosti budov. Nahrazuje tím Energetický průkaz budovy dle vyhlášky č. 291/2001. Průkaz energetické náročnosti budovy komplexně hodnotí budovu z hlediska všech toků energií vstupující do budovy, tzn. energie na vytápění, chlazení, ohřev teplé vody, větrání a osvětlení.


Stránka 44


BIOMASA – HMOTA, KTEROU TVOŘÍ ROSTLINY NA ZÁKLADĚ FOTOSYNTÉZY STROMY - topol, vrba, jasan, olše, blahovičník, ehkalyptus, akácie palivové dřevo, štěpka, pelety, dř.brikety POLNÍ PLODINY – šťovík, ozdobnice, proso dvouřadé, křídlatka, chrastice rákosová, lesknice, kostřava, psineček, ovsík Výroba bioplynu, pelety, brikety KULTURNÍ PLODINY – obilniny, olejniny, okopaniny biolíh, surový olej, bionafta, bioplyn VYUŢITÍ ODPADŮ čistírenské kaly, bioodpady ze zemědělství, domácností Výroby bioplynu,


Stránka 45


Biomasa


=

hmota všech pozemských organismů.

Stránka 46


PALIVOVÉ DŘEVO Druh dřeva Výhřevnost [MJ/kg]

Výhřevnost [MJ/kg] Třída tvrdosti dřeva

(vlhkost 20 %)

(vlhkost 25 %)

Vrba

16,9

12,8

velmi měkké

Olše

16,7

12,9

měkké

Akát

16,3

12,7

tvrdé

jasan

15,7

12,7

tvrdé

bříza

15,0

13,5

měkké

Topol

12,9

12,3

velmi měkké

ekoWATT, tzb-info © Vladimír Daňkovský 2011

Stránka 47


KULTURNÍ PLODINY Řepka olejná - pelety - bionafta - oleje - fermeţ - kosmetika v ČR řepka na 265.000 ha – výsev 1x za 4 roky + chem.hnojivo a postřik

"Řepkové pelety mají větší výhřevnost neţ dřevo, zhruba 16 MJ/kg, a po dřevě patří k nejlevnějším způsobům vytápění." - bez emisí skleníkových plynů Výroba EL z biomasy v r. 2007 - přes 2 miliony MWh. Z biomasy se vyrobilo 968 023 MWh elektřiny, coţ odpovídá asi 28,37 % z celkové výroby z obnovitelných zdrojů. Biomasa v roce 2007 ve výrobě tepla přes 45,5 milionů GJ Pouiţívan rostliny : laskavec, konopí seté, sléz přeslenitý, pupalka dvouletá, komonice bílá, muţák prorostlý, čičorka pestrá nebo z hlediska energetického vyuţití nejperspektivnější šťovík krmný – Uteuša


Stránka 48


Energetický potenciál různých druhů biomasy Druh biomasy

% vody

Výhřevnost MJ/kg

Polena

10

16,4

Polena

20

14,28

Polena

30

12,18

Dřevní odpad

10

16,4

Dřevní odpad

20

14,28

Dřevní štěpka

30

12,18

Dřevní štěpka

40

10,1

Sláma obilovin

10

15,5

Sláma kukuřice

10

14,4

Lněné stonky

10

16,9

Sláma řepky

10

16

Zdroj: www.biom.cz © Vladimír Daňkovský 2011

Stránka 49


Závislost obsahu vody na výhřevnosti biomasy Zdroj: www.energ.cz

Účinnost biomasy je při výrobě elektřiny odhadována na 25–35 %. Zbytková energie (tedy 65–75 %), která je produkována ve formě tepla, zůstává nevyuţita. Nutná KOGENERACE - současná výroba tepla a elektřiny ČEZ v České republice provozuje několik tepelných elektráren, v nichţ je spalována biomasa (spolu s hnědým uhlím). Podle údajů ERÚ z roku 2007 se jednalo o tepelnou elektrárnu v Poříčí, Hodoníně a ve Dvoře Králové. Alternativou vyuţívání biomasy je její spoluspalování s uhlím. Takto postupuje např. společnost ČEZ. Tento způsob vyuţití biomasy je podle studií nejjednodušší a nejlevnější. Společným spalováním dochází k potlačení nevýhodných vlastností uhlí i biomasy.


Stránka 50


ČEZ ve svých elektrárnách uţívá především dřevní hmoty. V roce 2008 bylo v elektrárnách ČEZu spáleno více neţ 347 tisíc tun biomasy. Mezi nejvýznamnější elektrárny, v nichţ je spalována biomasa, patří Tisová, Poříčí, Dvůr Králové a Hodonín. Výrobu elektřiny v jednotlivých elektrárnách ČEZu ukazuje následující tabulka.

Zdroj: www.cez.cz

Elektrárna


Výroba 2008

Výroba 2007

Meziroční

(MWh)

(MWh)

nárůst (%)

Tisová

44 407

41 249

7,7

Poříčí

120 250

79 247

51,7

Dvůr Králové

13 021

12 732

2,3

Hodonín

149 231

115 966

28,7

Celkem v ČR

326 910

249 239

31,2

Stránka 51


Bionafta - Zásadní nevýhodou ovšem je, ţe při samotném pěstování rostlin k výrobě biopaliv vzniká více skleníkových plynů neţ při spalování bionafty. Dochází k tomu především díky pouţívání dusíkatých hnojiv. 85 % skleníkových plynů vzniká při spalování nafty – bionafta 6x méně !! V ČR stav roku 2010 cca 8% spotřeby elektřiny z obnovitelných zdrojů V českých podmínkách není moţné vkládat velké naděje do sluneční či větrné energie. Naopak biomasa má pokrýt asi 75 % podílu obnovitelných zdrojů na veškeré výrobě energie. JAKÁ JE EFEKTIVITA VÝROBY EL Z BIOMASY Kolik elektráren na jeden Temelín? speciální energetické plodiny s výnosem 20 t/ha a výhřevností 15 MJ/kg by bylo třeba pěstovat na přibliţně 432 000 ha (tj 41 % plochy celého JČ kraje) energie z jednoho hektaru těchto plodin = rozštěpení 3 g uranu.


Stránka 52


situace na trhu ekopaliv Poptávka klesá (cca 60%) kromě pelet – cenově výhodné 5 300–5 700 Kč s DPH útlum programu Zelená úsporám. Skupiny ČEZ. Předpokládá se, ţe postupně dojde k ještě širšímu uplatnění spoluspalování biomasy při výrobě v elektrárnách Hodonín, Poříčí, Dvůr Králové a Tisová. Kromě toho Skupina ČEZ plánuje výstavbu zdrojů určených ke spalování čisté biomasy. Nejstarší termochemickou konverzí biomasy = spalování nulová bilanci CO2 - nízký obsah oxidů síry (0 aţ 0,1 % síry má dřevo nebo sláma (hnědému uhlí více neţ 2 %). Mnoţství vznikajícího NOx lze kontrolovat např. úpravou teploty spalování. Biomasa je velmi sloţité palivo, protoţe podíl těkavé hořlaviny je velmi vysoký (u dřeva je 70 %, u slámy 80 %) a vzniklé plyny mají různé spalovací teploty.


Stránka 53


Jedním z prvních pokusů o vyuţití biomasy byly v letech 1995 a 1996 úvahy postavit v lokalitě trvale odstavené uhelné elektrárny Tušimice I energetický blok do 110 MW výkonu vybavený fluidním kotlem na spalování biomasy zemědělského a lesního původu.

Výroba EL z biomasy v elektrárnách ČEZ, a. s., v ČR Výroba 2009 (MWh)

Výroba 2010 (MWh)

1. pol 2011 (MWh)

Tisová

45 956

12 705

5 148

Poříčí

92 418

87 437

43 362

Teplárna Dvůr Králové

11 944

9 572

14 075

Hodonín

177 348

197 921

112 019

Celkem v ČR

327 666

307 664

174 645

Skupina ČEZ v roce 2009 vyrobila v JH, Hodoníně a dalších elektrárnách z biomasy v roce 2010 celkem 327 GWh elektřiny = roční spotřebu zhruba 90 tisíc domácností..


Stránka 54


Bioplynové stanice Pro bioplynové stanice jsou vstupní suroviny vepřová a hovězí kejda, kukuřičná siláž a travní senáž. Ve fermentačních nádobách se uloţí organické materiály bez přístupu vzduchu. Ty při fermentaci produkují bioplyn (s vysokým obsahem metanu). Tento je následně vyuţit jako palivo k výrobě elektřiny. Kromě ní je výstupem také teplo v podobě horké vody. Samotné palivo (např. kukuřičná siláţ , řepné řízky a kořínky) je uloţeno ve skladech a dostatečně překryto těsnícím materiálem. Samotné fermentory (nádoby, v nichţ dochází k produkci bioplynu) jsou pod střechou a tím utěsněny. Ekonomika bioplynových stanic ERÚ cenovým rozhodnutím stanovuje pro elektřinu vyráběnou spalováním bioplynu v bioplynových stanicích tzv. garantovanou výkupní cenu a zelený bonus (pro kategorie bioplynových stanic AF1 a AF2). Výkupní cena pro rok 2011 činí 3,55 – 4,12 Kč / kWh (reţim tzv. zelených bonusů stanovuje 2,58 - 3,15 Kč / kWh).


Stránka 55


Vybrané parametry bioplynové stanice Číčov

Instalovaný výkon

526 kWp

V provozu

7 750 hodin ročně (tj. téměř 90 % běžného roku)

Suroviny

hovězí a vepřová kejda, kukuřičná siláž, travní senáž

Elektrická účinnost

40,4%

Dodaná elektřina

3,372 GWh ročně (tj. pokrytí spotřeby cca 1 000 domácností)

Fementory

o celkovém objemu 2800 m3

Plynojem

500 m3

Nádrže na kal

2 000 m3


Stránka 56


http://evvo.spaco.cz/pohled-ekologa/obnovitelne-zdroje-energie


Stránka 57

ÚSPORY ENERGIE V ŽIVOTNÍM CYKLU STAVEB

Recommend Documents