Energetyka odnawialna jest najszybciej rozwijającym się sektorem w światowej energetyce. Staje się istotnym elementem przemysłu produkcji urządzeń i dostaw zielonych technologii, w szczególności w krajach Unii Europejskiej.
Centrum Integracji i Rozwoju Regionalnego wspiera lokalne działania na rzecz zwiększenia udziału energii odnawialnej w bilansie energetycznym gospodarstw domowych poprzez zastosowanie naturalnych źródeł ciepła oraz fotowoltaiki. Szkolimy, doradzamy, realizujemy inwestycje.
W gospodarstwach domowych mamy możliwość zainstalowania systemów opartych na Odnawialnych Źródłach Energii w zakresie podgrzewania ciepłej wody użytkowej c.w.u. (kolektory słoneczne), ogrzewania centralnego (pompy ciepła) oraz wytwarzania własnej energii elektrycznej (fotowoltaika).
Kolektor słoneczny
Kolektory słoneczne wykorzystywane są głownie do podgrzewania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) ale mogą również wspomagać ogrzewanie pomieszczeń. Zamieniają one promieniowanie słoneczne w ciepło. Przyjmuje się w warunkach Polski, że do 1 m2 powierzchni gruntu dociera w ciągu roku średnio 1000 kWh energii słonecznej, co odpowiada energii zawartej w 100 litrach oleju opałowego. Efektywnie można wykorzystać 25 ? 50% rocznego promieniowania słonecznego pokrywając z instalacji kolektora słonecznego do 60% zapotrzebowania na podgrzanie c.w.u w ciągu roku. Z tego względu i
nstalacje solarne w Polsce sprawdzają się głównie do celów przygotowania ciepłej wody użytkowej. Opłacalność kolektorów słonecznych możemy rozpatrywać wraz z wykorzystaniem konwencjonalnych źródeł energii cieplnej np. pieców gazowych, węglowych czy wykorzystując do podgrzewania wody użytkowej podgrzewacze elektryczne. Zestaw grzewczy składa się z kolektora słonecznego (płaskiego lub rurowego) zainstalowanego najczęściej na dachu, zestawu pompowego z zaworem bezpieczeństwa i zbiornikiem przeponowym oraz regulatorem elektronicznym. Zestaw jest wpięty do zbiornika c.w.u. konwencjonalnego systemu grzewczego.
Pompa ciepła.
Pompa ciepła jest urządzeniem grzewczym, wykorzystująca energię zmagazynowaną w glebie, zbiorniku wodnym lub powietrzu do ogrzewania pomieszczeń (w systemach centralnego ogrzewania, najczęściej metodą ogrzewania podłogowego) i przygotowania c.w.u. Pompa ciepła odbiera ciepło z otoczenia ? gruntu, wody lub powietrza ? i przekazuje je do instalacji c.o. i c.w.u, ogrzewając w niej wodę, albo do instalacji wentylacyjnej ogrzewając powietrze nawiewane do pomieszczeń. Przekazywanie ciepła z zimnego otoczenia do znacznie cieplejszych pomieszczeń jest możliwe dzięki zachodzącym w pompie ciepła procesom termodynamicznym, identycznych jak w lodówkach. Do napędu pompy potrzebna jest energia elektryczna. Ilość pobieranej przez pompę ciepła energii elektrycznej
jest kilkakrotnie mniejsza od ilości dostarczanego ciepła. Współczynnik efektywności COP dla gruntowych pomp wynosi średnio 4. Dla pompy ciepła o mocy grzewczej 16 kW niezbędny jest zatem do pracy pobór 4 kW energii elektrycznej, a 12 kW pobierane jest z kolektora gruntowego. Kolektor gruntowy stanowić może rura wodna zakopana najczęściej na głębokości 1,5m, wypełniona tzw. solanką.
Fotowoltaika
Fotowoltaika jest technologią polegającą na wytwarzaniu energii elektrycznej z promieniowania słonecznego. Proces przemiany światła słonecznego na energię elektryczną następuje w ogniwach fotowoltaicznych poprzez efekt fotowoltaiczny.
Ogniwo fotowoltaiczne.
Ogniwa fotowoltaiczne składają się z płytki z półprzewodnika posiadającego złącze p-n (positive ? negative), w którym występuje pole elektryczne. W momencie, gdy promienie słoneczne padają na ogniwo zachodzi przemiana energii słonecznej w energię elektryczną w wyniku efektu fotowoltaicznego. Najbardziej popularne są ogniwa krzemowe monokrystaliczne i polikrystaliczne. Ze względu na małą moc pojedynczego ogniwa wykorzystuje się moduły fotowoltaiczne, w których ogniwa połączone są w sposób szeregowo-równoległy, w związku z czym uzyskują większą moc.
Moduł fotowoltaiczny
Moduł fotowoltaiczny to zestaw ogniw fotowoltaicznych połączonych ze sobą pomiędzy warstwami folii termoutwardzalnej oraz zabezpieczonych szybą ze szkła hartowanego z wierzchu i folią elektroizolacyjną ze spodu. Całość konstrukcji jest hermetycznie laminowana i oprawiona sztywną ramą aluminiową, zapewniając wytrzymałość mechaniczną modułów. Konstrukcja musi zapewniać odpowiednią odporność na warunki atmosferyczne przez cały okres eksploatacji dochodzący do 20 lat. Do celów wytwarzanie energii elektrycznej większej mocy dostępne są moduły o mocy 230-300 Wp o wymiarach 1,6 m x 0.96 m.
Systemy fotowoltaiczne
systemy autonomiczne (off-grid)
Autonomiczny system fotowoltaiczny to system nie podłączony do zewnętrznej sieci elektrycznej. System produkuje energię elektryczną na potrzeby z góry założonych odbiorników. Takie rozwiązanie wiąże się z wyposażeniem systemu w akumulatory magazynujące wyprodukowaną energię elektryczną.
Autonomiczne systemy fotowoltaiczne znajdują zastosowanie w odbiornikach znajdujących się z dala od sieci elektrycznych lub ewentualne przyłączenie jest z przyczyn technicznych utrudnione lub niemożliwe.
Wadą systemów autonomicznych jest koszt akumulatorów od ilości których uzależniony jest czas zasilania odbiorników energii po zachodzie słońca lub w pochmurne dni.
Systemy przyłączone do sieci (on-grid)
Systemy przyłączone do sieci składają się z modułów fotowoltaicznych podłączonych do inwertera, które poprzez licznik kierunkowy łączy sieć elektryczną obiektu z siecią zewnętrzną. Takie rozwiązanie pozwala na stały przepływ energii elektrycznej pomiędzy systemem fotowoltaicznym, a siecią zewnętrzną oraz z sieci zewnętrznej do sieci elektrycznej obiektu. Dzięki takiemu rozwiązaniu produkowana energia może zostać wykorzystana na potrzeby własne, bądź odsprzedana do sieci publicznej. Przy rozwiązaniu wykorzystania energii na potrzeby własne, energia elektryczna zasili nasze urządzenia, a ewentualne nadwyżki odsprzedane zostaną do sieci, zaś niedobory zostaną z niej uzupełnione. Systemy przyłączone do sieci w odróżnieniu od systemów autonomicznych nie wymagają użycia akumulatorów, a co się z tym łączy koszty realizacji są niższe, a czas zwrotu inwestycji krótszy.
Zintegrowany system pompa ciepła – fotowoltaika dla domu jednorodzinnego
Proponowany przez nas energooszczędny system dla domu jednorodzinnego polega na połączeniu pompy ciepła oraz systemu fotowoltaicznego on-grid. Pompa ciepła służy do ogrzewania domu przez sezon grzewczy oraz do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, wykorzystując energię elektryczną. Jak podano przykładowo wyżej, dla pompy ciepła o mocy 16 kW energii cieplnej, potrzeba do jej zasilania 4 kW energii elektrycznej. Będzie ona w gospodarstwie domowym największym kosztem zużycia energii. Zakładamy ponadto, iż będziemy wykorzystywać tylko energię elektryczną w domu (nie korzystamy z gazu), w tym kuchenki elektryczne, piekarniki, oświetlenie, sprzęt RTV oraz pralka, lodówka, zamrażarka. Warto zatem pomyśleć o oszczędności w zakresie zużycia energii elektrycznej. Dzięki możliwościom podłączania instalacji fotowoltaicznych do sieci energetycznych (system on-grid) możemy wytwarzać energię elektryczną na własne potrzeby (pompa ciepła, kuchenka elektryczna, sprzęt RTV i AGD) oraz sprzedawać do energetyki jej nadwyżki. Dla przykładu podłączany system fotowoltaiczny o mocy 4 kWp i otrzymujemy bardzo energooszczędny domowy system zintegrowany.
Centrum Integracji i Rozwoju Regionalnego oferuje szkolenia, projektowanie, dostawy i zabudowy zintegrowanych systemów pompa ciepła wraz z kolektorem gruntowym – fotowoltaika on-grid dla gospodarstw domowych.