Možnosti využití sluneční energie v systémech CZT

Podobné dokumenty
1/64 Solární soustavy a tepelná čerpadla pro CZT

1/85 Solární soustavy a tepelná čerpadla pro CZT

Nezávislost na dodavatelích tepla možnosti, příklady. Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí Fakulta strojní, ČVUT v Praze

Solární soustavy pro centrální zásobování teplem

Solar District Heating

Případová studie. Název projektu. Lokalita , Informace o majiteli/zadavateli. Kontaktní osoba

Efektivní využití OZE v budovách. Tomáš Matuška RP2 Energetické systémy budov Univerzitní centrum energeticky efektivních budov ČVUT v Praze

Akčníplán pro biomasu v cílovém regionu měst Brumov-Bylnice a Slavičín

S l eznam ana ý yzovan ch t opa ř í en a j ji e ch l ik og a výbě ýb ru Petr Vogel Kolektiv výzkumného úkolu V AV- VAV SP- SP 3g5-3g

Solární teplo pro rodinný dům - otázky / odpovědi

Projekt CEPH. Kurz pro navrhování pasivních domů Ukázky školících materiálů

Technické systémy pro pasivní domy. Tomáš Matuška Energetické systémy budov, UCEEB Ústav techniky prostředí, Fakulta strojní ČVUT v Praze

Zdroje tepla pro pasivní domy. Tomáš Matuška Energetické systémy budov, UCEEB Ústav techniky prostředí, Fakulta strojní ČVUT v Praze

SOLÁRNÍ SYSTÉM S DLOUHODOBOU AKUMULACÍ TEPLA VE SLATIŇANECH ANALÝZA PROVOZU

Případová studie. Studie variant teplofikace lokality Radvanice. Ing. Alexei Hrebiček, ,

Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí, Fakulta strojní RP2 Energetické systémy budov, UCEEB ČVUT v Praze 1/39

1/58 Solární soustavy

Národní Analýza současného stavbu - Odborné vzdělávání stavebních profesí v oblasti energetické náročnosti budov a OZE Ing. arch. Jan Fibiger, CSc.

10. Energeticky úsporné stavby

Solární soustavy pro bytové domy

Hodnocení energetické náročnosti z pohledu primární energie - souvislosti s KVET

KOMBINACE TEPELNÝCH ČERPADEL A FOTOVOLTAICKÝCH SYSTÉMŮ

Snižování překážek větší míry integrace elektřiny vyráběné fotovoltaickou metodou do distribuční sítě

VYSOKÁ ÚČINNOST VYUŽITÍ BIOMASY = efektivní cesta k naplnění závazku EU a snížení nákladů konečných spotřebitelů elektřiny

Aktuality z oblasti využívání pevné biomasy. Ing. Richard Horký, TTS Group

Nádrže HSK a DUO. Akumulační nádrže s přípravou teplé vody a dělicím plechem. Úsporné řešení pro vaše topení

Ekonomika využití solárního tepla

Návrh energetických opatření a uplatnění OZE při rekonstrukci objektu Matematicko-fyzikální fakulty UK v Praze

Slunce # Energie budoucnosti

Energeticky soběstačná obec, region

Ekonomika solární soustavy pro bytové domy. - výpočet ekonomických parametrů - okrajové podmínky výpočtu - konkrétní příklady

Příloha č. 5 k vyhlášce č. xxx/2006 Sb Vzor protokolu pro průkaz energetické náročnosti budovy. 1. Identifikační údaje

Výpočet potřeby tepla na vytápění

Integrace solárních soustav a kotlů na biomasu do soustav pro vytápění budov

Budovy a energie Obnovitelné zdroje energie

lní vývoj v biomasy Ing. Jan Koloničný, Ph.D. Luhačovice

Integrace solárních soustav a kotlů na biomasu do soustav pro vytápění budov

Obnovitelné zdroje energie ve vztahu k výstavbě budov. Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí, Fakulta strojní ČVUT v Praze

Zdroje tepla pro vytápění

Pokrytí potřeby tepla na vytápění a ohřev TV (90-95% energie užité v domě)

Možnosti využití solárních zařízení pro přípravu teplé vody v bytových domech

6.1 Popis opatření Dále jsou vysvětlena uvažovaná opatření: Zateplení podlahové konstrukce Popis

Požadavky tepelných čerpadel

Solární soustavy v budovách

ROTEX Sanicube Solaris solární energie pro TUV a vytápění

Protokol průkazu energetické náročnosti budovy

Solární soustavy pro bytové domy

Fe AKU TV

Instalace solárního systému

Standardní dokumenty

Protokol k průkazu energetické náročnosti budovy

Trendy v akumulaci tepla pro obnovitelné zdroje energie. Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí Fakulta strojní, ČVUT v Praze

Technologie pro energeticky úsporné budovy hlavní motor inovací

Integrace solárních soustav do bytových domů Bořivoj Šourek

Zkušenosti s provozem biomasových zdrojů v Třebíči

PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY

Energeticky soběstačná obec Žlutice zelené teplo z biomasy

Sluneční energie v ČR potenciál solárního tepla

Speciální aplikace FV systémů. Tomáš Matuška RP2 Energetické systémy budov Univerzitní centrum energeticky efektivních budov ČVUT v Praze

Krycí list technických parametrů k žádosti o podporu: B - Výstavba rodinných domů s velmi nízkou energetickou náročností

Aktuální stav, význam a strategie dalšího rozvoje teplárenství. Ing. Jiří Bis

Protokol k průkazu energetické náročnosti budovy

Bytový dům Větrná č.p , Litvínov Blok H

Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie

DNY TEPLÁRENSTVÍ A ENERGETIKY

10 důvodů proč zateplit

Protokol k průkazu energetické náročnosti budovy

Jiří Kalina. rní soustavy. bytových domech

Protokol k průkazu energetické náročnosti budovy

Technologická řešení přechodu na ekologická vytápění

DNY TEPLÁRENSTVÍ A ENERGETIKY Funkce, výhody a nevýhody CZT. Ing. Josef Karafiát, CSc., ORTEP, s.r.o.

KATALOG OPATŘENÍ a KATALOG DOBRÉ RRAXE

Krycí list technických parametrů k žádosti o podporu z oblasti podpory B - Výstavba rodinných domů s velmi nízkou energetickou náročností

15,7 16,7. Neobnovitelná primární energie (Vliv provozu budovy na životní prostředí) Celková dodaná energie (Energie na vstupu do budovy)

1/58 Solární soustavy

Protokol k průkazu energetické náročnosti budovy

Zdroje energie pro úsporné budovy. Tomáš Matuška Energetické systémy budov, UCEEB Ústav techniky prostředí, Fakulta strojní ČVUT v Praze

Možnosti řešení solárních tepelných soustav

NÁVOD K OBSLUZE A INSTALACI

Bytový dům M. G. Dobnera č.p. 2941, Most (Blok 384)

JAK FUNGUJE SLUNEČNÍ ZAŘÍZENÍ PRO OHŘEV UŽITKOVÉ VODY A PRO PŘITÁPĚNÍ?

Protokol k průkazu energetické náročnosti budovy

lní vývoj v ČR Biomasa aktuáln pevnými palivy 2010 Ing. Jan Koloničný, ný, Ph.D. Mgr. Veronika Hase v Hotelu Skalní mlýn

Energetický posudek. Energetický posudek str. 1 z 9 Zateplení bytového domu Náměstí Osvoboditelů 1364/3 Praha 5 Radotín

KOLIK TEPLA LZE USPOŘIT V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH?

KOMBINACE FVSYSTÉMU A TEPELNÉHO ČERPADLA (PRO TÉMĚŘ NULOVOU BUDOVU)

Protokol k průkazu energetické náročnosti budovy

Obnovitelné zdroje energie

Protokol k průkazu energetické náročnosti budovy

PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY, Rodinný dům, Pustá Kamenice 32, Pustá Kamenice

Solární kolektory a solární soustavy pro obytné budovy. Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí, Fakulta strojní ČVUT v Praze

ZELENÁ ÚSPORÁM PRO RODINNÉ DOMY DOTACE POUŽITO MATERIÁLŮ Z: WWW. ZELENAUSPORAM.CZ

PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY

PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY (PENB) DLE VYHLÁŠKY 78/2013 Sb. O ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOV. BYTOVÝ DŮM Křivoklátská ul., Praha 18 - Letňany

Vít KLEIN, Ph.D. PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY ZPRACOVANÝ PODLE VYHLÁŠKY Č. 78/2013 Sb.

Stanovení účinnosti systému s kombinovanými zdroji a akumulačním zásobníkem

Shrnutí kampaně v roce 2014

Protokol k průkazu energetické náročnosti budovy

Protokol k průkazu energetické náročnosti budovy

Transkript:

Možnosti využití sluneční energie v systémech CZT AQUATHERM 2011 24. 11. 2011 Praha Supported by IEE 2008 Project SDHtake-off - Solar District Heating in Europe The sole responsibility for the content of this document lies with the authors. It does not necessarily reflect the opinion of the funding authorities. The funding authorities are not responsible for any use that may be made of the information contained therein.

CZT v ČR Podíl jednotlivých paliv na celkové dodané tepelné energie Biomasa a jiné OZE 3% Topné oleje 2% Jiná paliva 8% Zemní plyn 20% Uhlí 67% systémy CZT jsou závislé na uhlí a zemním plynu Zdroj: eru.cz 2

Těžba uhlí v ČR 50,0 Porovnání možností težby uhlí 45,0 40,0 mil. tun 35,0 30,0 Celkem v UEL Celkem 25,0 20,0 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 rok pokles těžby v roce 2013 v podstatě odpovídá množství uhlí, které chybí teplárnám v dlouhodobých kontraktech Zdroj: Invicta BOHEMICA, s.r.o 3

Zemní plyn dovoz/těžba Dovoz/těžba zemního plynu v ČR 2010 2009 rok 2008 těžba dovoz 2007 0 2000 4000 6000 množství ZP [mil. m 3 ] 8000 10000 99 % zemního plynu je do ČR dováženo Zdroj: eru.cz 4

Potenciál dřevní štěpky svozové vzdálenosti svozové vzdálenosti realizovaných zdrojů Zdroj: Invicta BOHEMICA, s.r.o 5

Sluneční energie tuzemský a v podstatě nevyčerpatelný zdroj zdroj s vysokou provozní spolehlivostí (malé nároky na údržbu) zdroj s dlouhou životností zdroj s velmi nízkými provozními náklady vyšší využití plochy při porovnání s cíleným pěstováním fytomasy 6

Integrace do CZT výtopenský provoz pouze teplo odběrová / produkční část - úspora paliva i emisí SOLAR teplárenský provoz elektřina & teplo odběrová část - snížení účinnosti KVET produkční část - úspora paliva i emisí SOLAR SOLAR pro účinné nasazení solární teplo vždy ve funkci spořiče paliva 7

Základní princip 8

Koncepce soustav Centrální solární soustava pracuje jako doplněk vlastního centrálního zdroje tepla 9

Koncepce soustav Decentrální solární soustava je provozována primárně pro účely krytí potřeby tepla v místě instalace, např. v budově 10

Koncepce soustav Bez akumulace Solární tepelné zisky se akumulují v objemu rozvodů celé sítě. Solární pokrytí potřeby tepla se pohybuje zhruba do 5 %. S krátkodobou (denní) akumulací Nárazníkový akumulátor slouží pro akumulaci nejvýše několikadenních zisků. Návrhové solární pokrytí se pohybuje od 10 do 20 % S dlouhodobou (sezónní) akumulací Velkoobjemové sezónní zásobníky slouží pro akumulaci letních nadbytečných zisků a jejich přenesení do zimního období. Návrhové solární pokrytí se pohybuje do 50 %. 11

Typy sezónních zásobníků TTES (Akumulační nádrž) PTES (Výkopový zásobník) BTES (Zásobník ze zemními sondami) ATES (Zvodněné podloží) 12

Typy sezónních zásobníků TTES PTES akumulační látka voda voda voda-štěrk tepelná kapacita v kwh/m 3 60 až 80 60 až 80 30 až 50 vhodné geologické podmínky - geologicky stabilní lokalita - geologicky stabilní lokalita - bez podzemních vod - bez podzemních vod - potřebná hloubka 5 až 15 m - potřebná hloubka 5 až 15 m BTES ATES akumulační látka zemina voda voda-písek tepelná kapacita v kwh/m 3 15 až 30 30 až 40 vhodné geologické podmínky - vhodné geologické podmínky pro - přírodní spodní voda realizaci vrtů - ohraničeno nepropustnými vrstvami - vyšší tepelná kapacita zeminy - minimální pohyb (průtok) spodní - vyšší tepelná vodivost zeminy vody - potřebná hloubka 30 až 100 m - 20 až 50 m zvodněného podloží 13

Koncepce akumulace tepla - vodní zásobníky - železobetonová konstrukce - vnitřní nerezové plechy jsou použity při betonování, následně jsou pak svařeny k zajištění těsnosti - 20 až 70 cm tepelné izolace (pěnové sklo vyšší stabilita) 14

Mnichov, 2007, 5 700 m 3 Mangold, 2010 15

Mnichov, 2007, 5 700 m 3 22 750 000 Kč 16

Koncepce akumulace tepla - šterkovodní/vodní zásobníky - samonosná konstrukce stěn, vnitřní vrstva z hydroizolační fólie - víko zásobníku může být samonosné, podepřené konstrukcí umístěnou v zásobníku nebo plovoucí na hladině - tloušťky teplené izolace vychází z velikosti zásobníku obdobné jako u TTES - pěnové sklo, PUR, minerální vlna, extrudovaný polystyren - je možné přímé nabíjení/vybíjení zásobníku otopnou vodou - nebo nepřímé nabíjení/vybíjení registrem polyetylenových trubek 17

Eggenstein, 2008, 4 500 m 3 Mangold, 2010 18

Eggenstein, 2008, 4 500 m 3 19 125 000 Kč 19

Koncepce akumulace tepla - zemský polomasiv hustota akumulace: 15 30 kwh/m 3 20

Zemní zásobník Crailsheim, 2008, 37 500 m 3 21

Zemní zásobník Crailsheim, 2008, 37 500 m 3 BTES Vodní zásobník 37 500 m 3 (objem zeminy) 480 m 3 (objem vody) 13 000 000 Kč 5 750 000 Kč 22

Koncepce akumulace tepla - zvodněná podloží (aquifery) - vyžadují velmi příhodné hydrogeologické a geochemické podmínky - při nabíjení je studená voda čerpána z chladné studny, ohřívána solární soustavou a teplá voda je poté vsakována do teplé studny - maximální teploty v aquiferu jsou omezeny na 50 C, 23

ATES Rostock, 2000, 20 000 m 3 4 275 000 Kč 24

ATES Rostock, 2000, 20 000 m 3 http://www.saisonalspeicher.de 25

Náklady 26

Studie Modelové sídliště s CZT (výtopna) 6 řad x 9 rodinných domů = 54 domů á 150 m 2 běžný standard: 80 kwh/(m 2.rok) 12 MWh/(rok.dům) (648 MWh/rok) NE standard: 50 kwh/(m 2.rok) 7.5 MWh/(rok.dům) (405 MWh/rok) pasivní standard: 20 kwh/(m 2.rok) 3 MWh/(rok.dům) (162 MWh/rok) příprava TV: 50 l/(os.den) 2.4 MWh/(rok.dům) (129 MWh/rok) celková plocha jižních střech = 2 900 m 2 27/65

Cíle studie pro zadané solární pokrytí 25 % 50 % 75 % 100 % stanovit návrhové parametry plocha solárních kolektorů A k objem sezónního akumulátoru V s stanovit energetické přínosy 28/65

Parametry Solární kolektory ploché, orientace jih, sklon 45 plocha podle požadovaného solárního pokrytí Sezónní akumulátor nadzemní zásobník tepla tepelná izolace 30 cm / 0,04 W/(m.K) maximální teplota 85 C objem podle plochy kolektorů, požadovaného solárního pokrytí, maximalizace využití tepelné kapacity zásobníku Rozvody lepší izolační standard dimenze podle navržené plochy kolektorů 29/65

Výsledky nároky na plochu SK a objem AKU plocha kolektorů 50 % 100 % objem zásobníku Zdroj: Jiří Hubka Solární soustava pro CZT ČVUT 2011 30 30

Výsledky - měrné zisky (ekonomické kritérium) 400 500 kwh/m 2.rok měrné tepelné zisky 100-200 kwh/m 2.rok solární pokrytí Zdroj: Jiří Hubka Solární soustava pro CZT ČVUT 2011 31 31

Výsledky - podíl tepelných ztrát 50 80 % podíl tepelných ztrát 10-25 % solární pokrytí Zdroj: Jiří Hubka Solární soustava pro CZT ČVUT 2011 32 32

Solární soustavy v CZT se 100 % solární pokrytím? f A k V q ss,u [-] [m 2 ] [m 3 ] [kwh/m 2 ] 25% 310 700 450 50% 650 2 600 423 75% 1 050 5 000 386 100% 3 500 38 000 209 varianta nízkoenergetické domy Značný rozdíl mezi 50% a 100% solárním pokrytím - Kolektorová plocha roste více než 5 krát! - Objem zásobníku pak 14 krát! Rostou tepelné ztráty soustavy Klesají významně měrné zisky soustavy Taková změna návrhových a provozních parametrů vede k extrémnímu zvýšení investičních nákladů... a následně ceny vyráběného tepla!!! Zdroj: Jiří Hubka Solární soustava pro CZT ČVUT 2011 33 33

Solární soustavy v CZT se 100 % solární pokrytím? 25% pokrytí = 100 MWh = 360 GJ (NED standard) 310 m 2 x 400 EUR/m 2 = 3.1 mil CZK } 8.4 mil CZK 700 m 3 x 300 EUR/m 3 = 5.3 mil CZK cena tepla 1 500 Kč/GJ 100% pokrytí = 405 MWh = 1460 GJ (NED standard) 3 500 m 2 x 210 EUR/m 2 = 18.4 mil CZK} 65.9 mil CZK 38 000 m 3 x 50 EUR/m 3 = 47.5 mil CZK cena tepla 3 012 Kč/GJ Pozn.: životnost pro stanovení ceny tepla uvažována 15 let Zdroj: Jiří Hubka Solární soustava pro CZT ČVUT 2011 34 34

Kontaktní informace Ústav techniky prostředí Fakulta strojní ČVUT v Praze Technická 4, 166 07 Praha 6 CityPlan spol. s r.o. Jindřišská 17, 110 00 Praha 1 Doc. Ing. Tomáš Matuška PhD. Tomas.Matuska@fs.cvut.cz tel.: 224 352 481 Ing. David Borovský david.borovsky@cityplan.cz tel.: 277 005 512 35 35