Katowice, 18 stycznia 2011 r.

Rekomendacje wykorzystania w Polsce odnawialnych źródeł energii (OZE)

w budownictwie

Opracowanie: mgr inż. Andrzej Chomiak (CNB)

Zadanie badawcze nr 3Zwiększenie wykorzystania energii

z OZE w budownictwie

2

Kierownik części zadania badawczegodr inż. Włodzimierz Boroń

Projekt finansowany przez NCB i R zgodnie z umową nr SP/B/3/76469/10 z dnia 05 maja 2010 r.

3Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych

4Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych

5Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych

6Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych

7

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 8

3

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 9

3

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 10

3

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 11

3

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 12

3

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 13

4 Rekomendacje wykorzystania OZE w budynkach

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 14

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 15

Krajowe bilanse energii ze źródeł odnawialnych (OZE)

Udział energii z OZE w pozyskaniu energii pierwotnej ogółem

Energia pierwotna jest to energia zawarta w pierwotnych nośnikach energii pozyskiwanych bezpośrednio z zasobów naturalnych odnawialnych i nieodnawialnych.

Energia pierwotna odnawialna jest to energia uzyskiwana z naturalnych, stalepowtarzających się procesów przyrodniczych.

Źródło: GUS_2010

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 16

Udział energii ze źródełodnawialnych w końcowym

zużyciu energii brutto 2005 r.

Docelowy udział energii ze źródeł odnawialnych

w końcowym zużyciu energii brutto

2020 r.

Całkowite cele krajowe dla Polski:

7,2 % 15 %

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 17

Przykładowe instalacje wykorzystania OZE

www.retscreen.net

Energia solarna

Krajowy przyrost powierzchni kolektorów słonecznych w latach 2005-2020 źródło: KPD /OZE w.3

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 18

Przykładowe instalacje wykorzystania OZE

(2 MW Wind Turbines at 40 MW Offshore Windfarm in Denmark)

Farma wiatrowa na lądzie Farma wiatrowa na morzu

www.retscreen.net

Energia wiatru

Krajowa moc zainstalowana w elektrowniach wiatrowych w roku 2009 :

724,66 MW (301 instalacji)

źródło: KPD /OZE w.3

www.retscreen.net

Charakterystyka mocy turbiny wiatrowej

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 19

Przykładowe instalacje wykorzystania OZE

źródło: www.retscreen.netwww.energiaodnawialna.net

Turbina Francisa

Turbina Peltona

Energia wodna

źródło: KPD /OZE w.3

Krajowy potencjał hydroenergetyczny wynosi 23 TWh/rok

(ok. 15 % krajowej produkcji energii elektrycznej w 2009 r. – 152 TWh/rok)

Hydroelektrownia pływowa(Saint Malo-La Rance/Francja 1967 r.; 24x10 MWEuropa – 100 lokalizacji o łącznej mocy ok. 12 000 MW)

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 20

Przykładowe instalacje wykorzystania OZEBiomasa

Biomasa stała: ● rolnicza (uprawy energetyczne)● leśna● organiczne odpady komunalne

Biogaz (50-70% CH4) i biopaliwa płynne (alkohole i oleje roślinne)

Efekt ekologiczny dla biomasy – skumulowana zerowa emisja CO2

Krajowe roczne zasoby biomasy (14/1/0,01) : 2 278 tys. Mg/rok30 Mg = ekwiwalent energetyczny 15-20 Mg węgla (25/22/0,8)

źródło: www.oze.agh.edu.pl

Źródło: IBMER Warszawa, 2008

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 21

Przykładowe instalacje wykorzystania OZE

źródło:www.retscreen.netźródło:

Pompa ciepła

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 22

Budownictwo mieszkaniowe wraz z obiektami użyteczności publicznej jest największym

konsumentem energii

źródło: EU-energy and transport in figures.Statistical Pocketbook 2010

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 23

Roczne jednostkowe zużycie energii końcowej [kWh/m2] na ogrzewanie dla budynków mieszkalnych

źródło: www.energooszczednydom.net

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 24

Zależności między energią użytkową, końcową i pierwotną dla potrzeb budynku

Definicja efektywności energetycznej

źródło: opracowanie własne

Struktura zużycia energii w budynku

źródło: FEWE

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 25

Szkolenie w zakresie projektów Czystej Energii

Ocena projektów Czystej Energii za pomocą narzędzi RETScreen®

© Ministerstwo Zasobów Naturalnych Kanady 2001 – 2005.

Pięć kroków standardowej analizy

Modelenergetyczny

Gotowy do podjęcia decyzji

Analizakosztów

AnalizaGHG

Podsumowaniefinansowe

Analiza ryzykai wrażliwości

aby uzyskaćdostęp do danychkliknij na niebieskie odnośniki lubmrugającą ikonę

Opc

jona

lnie

Opc

jona

lnie

podarkusz(-e) analityczny(-ne)

RETSCREEN jest zastrzeżonym znakiem towarowym Natural Resources Canada, © 1997-2009

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 26

A. Charakterystyka techniczna budynku użyteczności publicznej

Przeznaczenie budynku: BiurowyLiczba kondygnacji: 5Powierzchnia użytkowa budynku: 2804,48 m2

Powierzchnia użytkowa o regulowanej temperaturze(Af): 2804,48 m2

Normalne temperatury eksploatacyjne: zima tz = 20°C, lato tl = 22°CPodział powierzchni użytkowej: 2804,48 m2

Kubatura budynku: 7621,400 m3

Wskaźnik zwartości budynku A/Ve: 0,328 1/mRodzaj konstrukcji budynku: FadomLiczba użytkowników: 220 osóbOsłona budynku: Konstrukcja wielkopłytowa typ NRD/Fadom IW 66/PZ typowa dla budynków mieszkalnych adaptowana do potrzeb biurowych- rodzaje przegród budowlanych: ściany zewnętrzne z elementów wielkopłytowych, warstwowych ocieplonych wełną mineralną U = 0,754 [W/m2K] ściany wewnętrzne wylewane U = 2,724 [W/m2K]

- rodzaje i powierzchnie okien, stropów: okna z tworzywa sztucznego ramowe pojedyncze, szklenie jednokomorowe U = 3,000 [W/m2K] stropy wylewane żelbetowe U = 2,203 - 3,185 [W/m2K]

Instalacja ogrzewania: niskotemperaturowe ogrzewanie wodne zasilane z wymiennikowego węzła cieplnego przyłączonego do sieci ciepłowniczej zdalaczynnejInstalacja wentylacji: wentylacja grawitacyjna; wywiew kanałami murowanymi, nawiew przez infiltracjęInstalacja chłodzenia: brak chłodzenia pomieszczeńInstalacja przygotowania ciepłej wody użytkowej: tak - podgrzewacz elektryczny z zasobnikiem Instalacja oświetlenia wbudowanego: tak - regulacja ręczna 230 V

wg WT2008:

ściany zewnętrzneU = 0,30 [W/m2K]

oknaU = 1,8 [W/m2K]

Zestawienie obliczeń cieplnych dla stref cieplnych

Numer strefy

Nazwa strefy A V t

Roczne zapotrzebowanie

na ciepło użytkowe

- m2 m3 oC kWh/rok

1 Strefa O1 2 330,13 6 427,0 20 370 433,32

2 Strefa O2 474,35 1 194,4 5 12 972,36

Całkowite zapotrzebowanie

ciepła dla stref cieplnych

QH,ndkWh/rok

383 406

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 27

stan istniejący (projekt bazowy) instalacja c.o. - węzeł wymiennikowy przyłączony do ciepłowni węglowej instalacja c.w.u. – zasobnikowy podgrzewacz elektrycznyOZE - W1 (projekt alternatywny)instalacja c.o. - źródło hybrydowe : węzeł wymiennikowy + pompa ciepła geotermalnainstalacja c.w.u. – system biwalentny: zasobnikowy podgrzewacz elektryczny + kolektor słonecznyOZE - W2 (projekt alternatywny) instalacja c.o. - źródło hybrydowe : kocioł na biomasę + pompa ciepła geotermalnainstalacja c.w.u. – system biwalentny: zasobnikowy podgrzewacz elektryczny + kolektor słonecznyOZE - W3 (projekt alternatywny) instalacja c.o. – system monowalentny : kocioł na biomasęinstalacja c.w.u. – system biwalentny: zasobnikowy podgrzewacz elektryczny + kolektor słoneczny

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 28

OZE - W1 OZE - W2 OZE - W3

Efekt ekologiczny

Zwrot nakładów inwestycyjnych

Etap nr 3: Ocena istniejących metod rekomendacji wykorzystania OZE w budownictwie,a zwłaszcza programów komputerowych 29

Dokumentacja z Etapu nr 3: ● opis - volumen 416 str. ● bibliografia – 161 pozycji ● załączniki – charakterystyki energetyczne budynków z wykorzystaniem OZE

6

30

Dziękujemy Państwu za uwagę

a.chomiak@emag.plwb@emag.pl