Stránka 1

Transkript

1 Stránka 1

2 Stránka 2

3 OBSAH: 1. Sluneční záření a jeho využitelnost. 2. Využití solární energie v bytových domech. 3. Předpoklady objektu pro instalaci solárního systému. 4. Investiční nároky, solární zisky. 5. Zelená úsporám - čerpání dotací. 6. Referenční instalace - detailní popis. 7. Ostatní referenční instalace. 8. Příkladový graf měřených hodnot. 9. Kolektor T3 - tech. parametry. 10. Certifikace kolektoru a zásobníků. 1. Sluneční záření a jeho využitelnost. V středoevropských oblastech se pohybuje sluneční záření v intenzitě do 1000 W/m 2. Sluneční energie dopadne na zemský povrch ve formě přímého a rozptýleného tzv. difúzního záření. Celkové množství obou složek záření se pohybuje průběhu roku na 1100 kwh / m 2. Průměrné roční energetické zisky solárního systému se pak pohybují v rozmezí kwh / 1m 2 absorpční plochy solárního pole. 2. Využití solární energie v bytových domech. 2.1 Funkční principy Solární záření je v bytových domech velmi efektivně zužitkovatelné při ohřevu a předehřevu ohřevu teplé užitkové vody. Solární systém je vřazen mezi přívod studené vody a stávající objektovou stanici. Studená voda, přiváděná do solárního zásobníku TUV, je předehřívána solárními kolektory. Na požadovanou teplotu je voda dotopena v objektové stanici, stávajícím způsobem. Ve stávajícím systému rozúčtování plateb za TUV jednotlivých odběrných míst v objektu, nedochází k žádným změnám. Tepelný zisk instalovaného solárního systému, snižuje celoročně energetické nároky na ohřev TUV. 2.2 Stručný technický popis solárního sytému Faktorem určujícím energetické zisky solárního systému je instalace kvalitních vysoce selektivních kolektorů Sun Wing T3, schopných absorbovat celé spektrum solárního záření. Nemrznoucí teplonosná kapalina přenáší absorbovanou tepelnou energii z kolektorového pole k akumulaci do instalovaných nádrží. Řídící elektronická jednotka snímá teploty v jednotlivých částech a automaticky řídí celý systém. Solární systém pracuje celoročně bezobslužně, s možností dálkového monitoringu. Stránka 3

4 Software, který je v ŘJ instalovaný, je vyvíjen ve spolupráci MEROPS - TWI, což umožňuje individuálně konfigurovat jednotlivé systémy a lépe tak optimalizovat jejich chod. Jsme schopni přizpůsobit software na základě specifických požadavků ze strany zákazníka a to za minimálních finančních nákladů a v krátkém čase. V případě více spravovaných systémů je zaručena kompatibilita při sběru dat. Obr.: Blokové schéma solárního systému MEROPS-TWI pro bytové domy 3. Technické požadavky instalace solárního systému. Požadavkem instalace je: - Nestíněná plocha pro instalaci solárních kolektorů. U sedlových střech je další podmínkou jižní orientace střechy. - Objektová předávací stanice. - Prostor pro vybudování strojovny, tzn. instalaci akumulačních nádrží, výměníků a řídících prvků systému s možností dopravy aku zásobníků na dané místo. - Statické parametry objektu pro instalaci systému, případně realizaci potřebných stavebních úprav nutných k realizaci instalace. Stránka 4

5 4. Investiční nároky, solární zisky. Velikost instalace solárního systému určuje spotřeba teplé vody v objektu. K ceně dodané technologie je nutno zohlednit stavební úpravy v objektu, k zajištění statických požadavků instalace. Průměrné roční energetické zisky solárního systému se pak pohybují v rozmezí kwh/1m 2 absorpční plochy solárního pole. počet bytů počet kolektorů Kč na 1 byt Kč na 1 byt s dotací ZÚ Všechny uvedené ceny jsou orientační a můžou se po zpracování projekt. dokumentace lišit! Uvedené ceny jsou dle zpracovaných cenových kalkulací. Přesnou cenovou nabídku lze vyhotovit na základě statického posouzení a zpracování projektu na umístění nosné kontrukce solárních kolektorů na střechu panelového domu. Velikost solárního pole se stanovuje na základě splnění podmínek dotačního programu Zelená úsporám, který stanoví minimální zisk 1000 kwh/rok na 1 bytovou jednotku. Na konečnou cenu má dále vliv typ panelového domu a jeho orientace vůči světovým stranám, stav technologické místnosti pro umístění akumulačních zásobníků a ostatní technologie a prostor pro svedení primárního okruhu do technologické místnosti. 5. Zelená úsporám - čerpání dotací. Podmínkou pro poskytnutí dotace z programu SFŽP Zelená úsporám je dosažení vypočteného solárního zisku alespoň 350kWh/m 2 z absorpční plochy kolektoru a celkem 1000kWh na jednu bytovou jednotku, která je na systém napojena pro instalaci na bytovém domě. Dále musí být navržené solární kolektory a akumulační nádrže zaregistrované v seznamu odborných dodavatelů (SOD). Solární systémy MEROPS-TWI všechny uvedené podmínky splňují a mohou být tudíž použity. Stránka 5

6 6. Referenční instalace solárního systému v bytovém domě. Bytový dům s 48 bytovými jednotkami v Havířově - Podlesí ul. Točitá č.p Popis objektu. 2 - Posouzení vhodnosti umístění solárního zařízení. 3 - Dodatečné úpravy. 4 - Popis solárního systému. 5 - Regulace a měření. 6 - Ekonomika provozu. 7 - Splnění podmínek programu Zelená úsporám. 8 - Shrnutí. 9 - Fotodokumentace instalace. 1. Popis objektu Panelový bytový dům na ulici Točitá 2-8 je dům řadové zástavby. Jedná se o dům složený ze dvou neprůchozích sekcí a je postaven panelovou technologií TO2-B. Jedná se o pětipodlažní dům (technický suterén, přízemí, 4 obytné podlaží) bez osobního výtahu, tzn. bez strojovny na střeše domu. Každá sekce má na střeše výlezy vždy nad schodišťovým prostorem. Střecha je jednoplášťová se samostatným svodem dešťově vody, který je sveden v technickém prostoru vedle schodišťě. Střešní plášť je po celkové rekonstrukci. Je zateplen polystyrénovými deskami EPS 100 Stabil v tl. 100mm s nataženou z fólií Firestone zatíženou betonovými dlaždicemi. Střecha má nestíněnou plochu s odklonem 0 od jihu. 2. Posouzení vhodnosti umístění solárního zařízení 2.1. Objektová předávací stanice (OPS) TUV je připravována objektovou předávací stanicí v technickém suterénu č.p. 8 centrálním dodavatelem tepla HTS a.s Statika střechy Konstrukce střechy - stropní panely byly určeny jako nevyhovující pro zatížení prvky solárního zařízení a nosné ocelové konstrukce. Z tohoto důvodu bylo navrženo řešení umístit a ukotvit solární zařízení do úložných bloků z PZD desek umístěných na středovou nosnou stěnu objektu Nasměrování kolektorů. Střecha bytového domu má minimální odklon od jihu, kolektory budou osazeny souběžne s podélnou osou objektu Plocha střechy Střecha domu má dostatečnou plochu pro umístění 42ks (7 řad po 6ks) solárních kolektorů. Množství kolektorů je určeno na základě splnění podmínek dotačního programu SFŽP - Zelená úsporám s přihlédnutím k denní spotřebě TUV. Stránka 6

7 2.5. Vedení solárního rozvodu střecha - strojovna Vedení solárního rozvodu je svedeno střešním výlezem do prostoru schodiště, kde je dálo vedeno až do přízemí objektu. Dále pak technickým suterénem do technické místnosti. Ochrana před poškozením a ochrana bezpečnosti nájemníků a ostatních osob je zajištěna vysokoteplotní izolací Aeroflex s hliníkovým oplechováním na střeše, technickém suterénu a strojovně, na schodišti pak oplechováním s komaxitovou povrchovou úpravou Prostor pro umístění zásobníků - strojovna Jako strojovna pro umístění akumulačních nádob a technologického zařízení byla nevyužitý prostor v technickém suterénu vedle OPS. Místnost byla vybrána na základě vhodné velikosti a přístupnosti pro umístění 2ks 2000ltr. akumulačních nádob, 1ks 1000ltr. akumulační nádrže TUV a dalšího tech. zařízení (exp. nádob, čerpadel, ventilů, atd.). 3. Dodatečné úpravy 3.1. Střecha Konstrukce pro umístění kolektorů, která je umístěna na střeše, nezasahuje do konstrukce střešního pláště a není pevně spojená s konstrukcí domu. Je volně položená na střešním plášti. Nebylo tedy nutné provádět žádné stavební úpravy Strojovna Z důvodu použití velkoobjemových nádrží 2000ltr. bylo potřeba zdemontovat část zábradlí schodiště a vybourat otvor pro dopravu nádrží na potřebné místo. Do vybouraného prostoru se umístily nové vstupní dveře. Ve strojovně nebylo potřeba provádět žádné další spec. úpravy. Po montáži se strojovna zabezpečila kovovou stěnou s drátovým pletivem a dveřmi. 4. Popis solárního systému 4.1. Funkce solárního systému Solární systém je zařízení, které získává tepelnou energii pomocí vysoce selektivních solárních kolektorů, ze kterých je odváděná teplonosnou kapalinou k akumulaci. Jednotlivé okruhy systému (primární, akumulační, TUV) jsou odděleny deskovými výměníky. Systém je plně automaticky řízen procesorovou řídící jednotkou. Solární zisky jsou realizovány pomocí plochých solárních kolektorů typu T3, českého výrobce solární techniky TWI spol. s r.o. Kolektory s vakuově naprašovanou vysoce selektivní vrstvou (absorptivita α=95%, emisivita ε=5%) zajišťují maximální absorpci přímého i difúzního solárního záření tvořící 60% dopadající energie na zemský povrch. Špičkový výkon solárního kolektoru dle EN12975 je 1,563kW při radiaci 1000W/m 2. Výkon je specifikován nezávislou akreditovanou laboratoří ITW Stuttgart. Solární systém slouží k celoročnímu ohřevu a předehřevu TUV. Dohřev na požadovanou teplotu TUV je řešen pomocí objektové stanice obsluhované z rozvodu CZT Solární pole Solární pole je sestaveno z 42 kolektorů typu T3, pospojených v 7 řadách, o celkové absorpční ploše 84,84m 2. Jednotlivé řady jsou instalovány na podpěrné konstrukci z AlMgSi profilů. Hmotnost 1 kolektoru je 44kg, kolektorová plocha 2,26m 2, rozměry 1081x2090x103mm. Absorpční účinná plocha jednoho kolektoru je 2,02m 2. Umístění a kotvení solárního pole k plášti budovy řeší samostatný statický posudek. Stránka 7

8 4.3. Technická místnost solárního systému Akumulační nádoby a zásobník je umístěn v objektu instalace ve vyhrazené místnosti pro solární systém. Přívod k solárnímu poli je veden schodiˇšťovým prostorem v objektu Zajištění bezpečnosti solárního systému Stagnační teplota dle EN12975 je 194 C 1000W/m 2. Stagnační teploty dosáhne solární systém pouze v případě technické závady, nebo přerušením dodávky el. energie. Provozní režim solárního systému je nízkoteplotní, čímž jsou vyloučeny stagnační stavy při provozu. Systém je dimenzován na bezporuchovost i po dosažení stagnačních teplot. Primární okruh je zajištěn pojišťovacími ventily 6Bar. Solární systém je zemněn dle ČSN pospojením, včetně připojení solárního pole k bleskosvodu budovy Údržba solárního systému Solární systém pracuje bezobslužně, s nutností občasné kontroly provozních parametrů. Technické řešení klade důraz na dlouhodobou životnost jednotlivých dílců. Zásobník TUV je chráněn elektronickou ochranou pro maximální prodloužení životnosti nádrže. Teplonosná kapalina primárního solárního okruhu má životnost cca 5 let. 5. Regulace a měření 5.1. Popis řídící jednotky Chod celého systému obsluhuje procesorová řídící jednotka (ŘJ) AMIT s výkonným procesorem SIEMENS, přehledným grafickým displejem a ethernetovým rozhraním pro připojení k internetu. ŘJ reguluje systém, průběžně měří a ukládá veličiny ze senzorů, komunikuje s monitorovacím systémem mimo objekt, např. centrální dispečink, web, server apod Popis funkce Aby bylo dosaženo efektivního zisku tepelné energie, jsou v systému instalovány různé senzory pro měření teploty, průtoku, tlaku a spotřeby energie. Software, nainstalovaný v řídící jednotce, neustále vyhodnocuje hodnoty senzorů a reguluje ovládací prvky (oběhové čerpadla, ventily) tak, aby zajistil efektivní zisk energie, např. i v době s nižším slunečním zářením. Software, který je v ŘJ instalovaný, je vyvíjen firmou MEROPS-TWI, což umožňuje individuálně konfigurovat jednotlivé systémy a lépe tak optimalizovat jejich chod. Jsme schopni přizpůsobit software na základě specifických požadavků ze strany zákazníka a to za minimálních finančních nákladů a v krátkém čase Měření a přenos dat V dnešní době je již standardem, obsluha technologii přes různé komunikační kanály, nejčastěji internet. Proto jsme volili při výběru řídicího systému takový výrobek, který již v základu nabízí možnost vzdálené komunikace. Uživatel tuto funkci ocení nejen v případě přenosu měřených veličin do centrálního systému či on-line dohledu nad systémem, ale také i vzdálený servis. Další nespornou výhodou vzdálené komunikace je rychlé předání poruchové informace definovaným uživatelům ( , sms). Díky tomu nedochází k významným ztrátám, kdy systém nepracuje v normálním režimu. Pověření uživatelé tak dokážou v krátkém čase identifikovat poruchu a kontaktovat servisní techniky. Průběžný přenos měřených veličin přináší uživateli jednak aktuální přehled, ale také snížení nákladů oproti fyzickému sběru dat a kontrolu systému. 5.4 Dohledový systém a vzdálené ukládání dat Způsobů dohledových systémů a vzdálené archivace dat je několik. Některá družstva využívají vyhrazeného serveru, na který se ukládají data z více solárních systémů. K těmto datům mají přístup pověření pracovníci. Dohledový systém nabízí různé funkce statistického vyhodnocování podle data, času a období. Data lze zobrazit pomocí různých předdefinovaných grafů, tabulek, možnost exportu a finanční analýzy. Stránka 8

9 6. Ekonomika provozu Solární systém je nízkoteplotní, zajištující vyšší energetické výnosy na 1m 2 kolektorové plochy při předpokládané solární frakci Sfi = 45%, bez kalkulace tepelných ztrát vlivem cirkulace. Energetické zisky ze solárního systému závisí na nabídce solárního záření. Předpokládaný energetický zisk solárního systému je v rozmezí kWh/rok ( GJ). 7. Splnění podmínek Zelená úsporám Energetické hodnocení - výpočet dle programu Matuška 2009 Zelená úsporám: Roční energetický zisk na bytovou jednotku (kwh) = Roční energetický zisk (kwh) / počet bytových jednotek (ks) 1118,2 kwh/byt = kwh/rok / 48 bytů Minimální roční energetický zisk dle programu ZELENÁ ÚSPORÁM Dosažený roční energetický zisk Posouzení systému dle Zelená úsporám 1000 kwh / byt 1118,2 kwh / byt Vyhovuje podmínkám 350 kwh / m² abs. plochy 632,6 kwh/rok*m² kol. plochy Vyhovuje podmínkám Systém splňuje požadavek programu Zelená úsporám minimálního energetického zisku 1000 kwh / byt i minimálního energetického zisku 350kWh/rok z 1m² absorpční plochy. Solární systém je nízkoteplotní, zajišťující vyšší energetické zisky z 1m² kolektorové plochy. Energetické zisky ze solárního systému závisí na nabídce solárního záření. Předpokládaný energetický zisk solárního systému je kwh / rok. Předpokládané solární pokrytí ohřevu TV (solární frakce SFi) bude odpovídat 46%.Z provozu solárních systémů obdobného typu je však předpokládán energetický zisk vyšší. 8. Shrnutí 7.1. Objekt Panelový dům 4 patra + přízemí, 4 vchody, 48 bytů, spotřeba TUV 4,23m 3 /1den. 7.2 Solární systém 42 kolektorů, 2 akumulační nádrže 2000ltr., 1 akumulační nádrž 1000ltr. na TUV, 3x deskový výměník, řídící jednotka AMIT s přenosem dat na internet, průtokoměr, vodoměr, elektroměr, měření tlaku, 4x čerpadlová stanice. Stránka 9

10 9. Fotodokumentace systému. Stránka 10

11 Stránka 11

12 Stránka 12

13 Stránka 13

14 Stránka 14

15 8. Příkladový graf měřených hodnot. Stránka 15