IEE BUILD UP Skills Slovenija Nova znanja in veščine s področja tehnologij URE in OVE za izvajalce skoraj nič energijskih hiš Obnovljivi viri v skoraj nič energijskih stavbah 2020 Prof.dr. Sašo Medved Fakulteta za strojništvo, Ljubljana Skoraj nič energijske stavbe Oskrba energijsko varčnih stavb z energijo za ogrevanje, hlajenje, prezračevanje, TSV in osvetlitev pretežno s pretvarjanjem obnovljivih virov energije na stavbi sami ali v bližini stavbe (daljinski sistemi). Sončna energija Ogrevanje Hlajenje TSV PV Biomasa Ogrevanje Hlajenje TSV CHP/ soproizvodnja Geotermalna energija Ogrevanje Toplota okolja Ogrevanje Toplota okolja/TČ Ogrevanje Vetrna energija TSV Hlajenje TSV mvetrnice Sončna energija Ravni Vakuumski Sončna energija Boljše komponente t > 0,95 nov postopek toplotne obdelave stekla – večja trdnost in odpornost na mehanske obremenitve Integriranje SSE v elemente ovoja stavb Sončna energija Integriranje SSE in PV (PV‐T) Sončna energija delež ogrevanja s solarnim sistemom (1) Ogrevanje stavb . NE stavba, 200 m 2 Ap 1 40 m 3 0,9 20 m 3 0,8 10 m 3 0,7 7 m 3 0,6 0,5 4 m 3 2 m 3 0,4 0,3 15 30 45 60 površina SSE (m2 ) 75 90 Sončna energija Solarni sistemi za ogrevanje stavb Sončna energija Pri sodobni solarnih sistemih, ki so namenjeni ogrevanju in pripravi TSV v večstanovanjskih stavbah uporabljajo dvocevni razvod toplote ter stanovanjske toplotne postaje. Prednosti: manjše toplotne izgube razvodnega omrežja pretočna priprava sanitarne tople vode lažji obračun rabe energije po porabnikih Sončna energija V praksi so preizkušene 4 vrste sezonskih hranilnikov toplote v solarnih sistemih: vodni; zemlja/navpični prenosniki toplote; gramoz z vodo (umetni vodonosnik); naravni vodonosniki. Sistem Marstal Kungälv Brændstup Strandby Nykvärn Falkenberg Neckarsulm Ulsted Ærøskøping Friederichshafen SSE m² 18,048 10,048 8,000 8,000 7,500 5,500 5,044 5,000 4,900 4,250 Toplotna moč MW 12.9 7 5.6 5.6 5.3 3.9 3.5 3.5 3.4 3 Letno proizvedena toplota GWh 8.2 4.5 3.6 3.6 3.4 2.5 2.3 2.2 2.2 1.9 HT m³ 2,100 Vrsta HT 3,500 10,000 1,000 Gramoz/voda 1,500 1,100 25,000 1,000 1,200 12,000 Vodni Vodni Zemeljski Vodni Vodni Vodni Vodni Vodni Sončna energija Šolski center v Karlsruhe (A p 4150 m 2 ), 1600 m 2 SSE, HT 4500 m 3 , 40% delež ogrevanja s soncem, manjše emisije CO 2 590 t/a ‐> 200 t/a Sončna energija – hlajenje stavb “Odprt proces” ‐ zrak s katerim prezračujemo stavbo hladimo v klimatu pred vstopom v stavbo “Zaprt proces” – produkt je hlajena voda (5°‐10°C), ki se pretaka do decentralnih enot (ventilatorskih konvektorjev, hladilnih gred, toplotno vzbujenih gradbenih konstrukcij V obe vrsti sistemov moramo za delovanje dovajati toploto. To je naloga sprejemnikov sončne energije. Temperaturni nivo dovedene toplote je med 50°in 60°C pri odprtem procesu in 80°do 95°C+ pri zaprtem procesu. Sončna energija – hlajenje stavb Absorpcijski solarni sistemi za hlajenje s hladilno močjo 5 in 15 kW Pomembno: pri načrtovanju so pomembne vse tri temperature – temperatura grelne vode, temperatura okolice v katero prenašamo odpadno toploto in temperatura hlajene vode (Rotartica) 2 2 3 1 Sončna energija Tržni deleži različnih vrst sončnih celic Sončna energija Integriranje v ovoj stavb/transparentni moduli PV moduli so lahko izdelani v obliki že uveljavljenih standardnih gradbenih elementov Biomasa Sodobne kurilne naprave / zagotovljena kakovost kuriv Emisije PM zmanjšane na 5 mg/Nm3, 95% manj kot pri klasičnih kotlih na polena. Soproizvodnja Ločena proizvodnja toplote in električne energije Biomasa 100 kWh gorivo Elektrarna h = 30% Toplotne izgube Toplotne izgube 70,5 kWh 100 kWh 30 kWh 70 kWh 10,5 kWh gorivo Kurilna naprava h = 85% gorivo Soproizvodnja hskupno = 90% Toplotne izgube Elek. energija 10 kWh Toplota 60 kWh Elek. energija 30 kWh Toplota 60 kWh Biomasa Soproizvodnja Pilotni sistem za soproizvodnja s Stirlingovim motorjem 3 kW P e , 10,5 kW P t ; uplinjanje pelet Toplota okolja / TČ Pretok raka 0,15 m3/h na 1 kW; COP: 2,8 to 4,3 Pretok podtalnice 200‐300 l/h na 1 kW; COP: 5 to 6 20 to 35 W na m dolžine, 10 ‐30 W/m 2 ; COP: 4 to 4,5 Toplota okolja / TČ Poletni teden Tok Ti Temperature (°C) Temperatura (°C) Toplota/hlad okolja Zimski teden temperatura zraka (°C) Toplota/hlad okolja 31 Tok 29 Ti 27 25 23 21 19 17 15 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 čas (h) Energija vetra Tipični faktor moči med 20 to 40%. OVE do 2020 Nove tehnologije / višja učinkovitost / višja ekonimočnost investicij Preverjanje kakovosti sistemov ob predaji lastniku (Pogodba o zagotovljeni dobavi energije) Povezovanje decentralnih sistemov v stavbi / daljinskih sistemov z nadzornimi sistemi Dodatna interdisciplinarna znanja o tehnologijah na osnovi primerov dobrih praks in izobraževalnih poligonov izbranega nabora tehnologij. IEE BUILD UP Skills Slovenija Nova znanja in veščine s področja tehnologij URE in OVE za izvajalce skoraj nič energijskih hiš Obnovljivi viri v skoraj nič energijskih stavbah 2020 Hvala za pozornost !