Obnovljivi viri energije: Za hiše les, toplotne črpalke in sonce

Obnovljivi viri energije (OVE) ali njihovih produkti – to so sončno sevanje, veter, vodni tok v rekah, fotosinteza (biomasa), geotermalna energija, ki nastaja zaradi vroče zemeljske notranjosti, in tokovi morja – se hitro obnavljajo in so relativno enakomerno porazdeljeni. Najpomembnejši obnovljivi vir energije v Sloveniji je lesna biomasa, sledi vodna energija, v zadnjih letih je razvoj hiter pri izkoriščanju sončne energije.

PREBERITE ŠE: OGREVANJE: PRIMERJAVA SISTEMOV ZA GOSPODINJSTVA

V gospodinjstvih, kjer največ energije porabimo za ogrevanje in hlajenje domov, od OVE najpogosteje izkoriščamo lesno biomaso za ogrevanje stavb in sanitarne vode, sledijo toplotne črpalke, ki za ogrevanje izkoriščajo toploto iz okolja, na tretjem mestu pa so sončne elektrarne za proizvodnjo elektrike. Država spodbuja naložbe v izrabo OVE s subvencijami Eko sklada, po predpisih pa mora pri stanovanjskih novogradnjah delež OVE predstavljati najmanj polovico skupno dovedene energije. Ta energija mora biti pridobljena na objektu ali v njegovi neposredni bližini.

Biomasa

Lesno biomaso je smiselno uporabljati tam, kjer je na razpolago, tj. na podeželju, kjer imajo družine svoje gozdove, kjer lahko kurivo pripravijo sami in imajo prostor za skladiščenje. To namreč močno zniža ceno ogrevanja z njim. Za gospodinjstva je uveljavljeno kurjenje s poleni ali peleti, lesni sekanci so primerni za sisteme daljinskega ogrevanja. V mestih je uporaba lesne biomase omejena, saj ni na voljo ustreznega prostora za shranjevanje, poleg tega je zaradi velike gostote poselitve manj primerna zaradi izpustov trdnih delcev v okolje.

Glede na vrsto lesne biomase izberemo ustrezen kotel. Poznati je treba njegov izkoristek, ki je odvisen od kakovosti zgorevanja, in tudi, koliko ročnega dela zahteva peč. Sodobne standarde glede učinkovitosti peči, pri katerih je manj izpustov, izpolnjujejo kotli z velikim izkoristkom. Pri razpisih za subvencijo Eko sklada za ogrevanje na biomaso so te zahteve natanko predpisane.

Za onesnaženje zraka pa ni vedno kriva le zastarela, pomanjkljiva in premočna kurilna naprava, poškodbe peči in dimnika ter majhne izkoristke pogosto povzroča prevlažno lesno kurivo.

Toplotne črpalke

Katere obnovljive vire energije, omenjene na začetku prispevka, izrabljajo toplotne črpalke? To sta geotermalna energija in sončno sevanje. Razložimo: toplotne črpalke (TČ) so naprave, ki izkoriščajo toploto zraka (posredno ga segreva sonce), zemlje ali podtalne vode in jo pri višji temperaturi oddajajo v ogrevalni sistem. To si najbrž najteže predstavljamo pri TČ, ki za ogrevanje izkoriščajo toploto zraka v okolici objekta, saj vendar vemo, da je zunanji zrak pozimi hladnejši od tistega v hiši, ki ga želimo ogreti.

PREBERITE ŠE: KOLUMNA MATEJE TAMŠE: NAJPREJ TOPLOTNA ČRPALKA, KASNEJE ŠE SONČNA ELEKTRARNA

Na tem mestu moramo razložiti tehnologijo TČ. Če bi jo primerjali z drugimi napravami, bi lahko rekli, da je delujejo podobno kot hladilnik ali klimatska naprava, le da je proces obrnjen. Hladilnik živila hladi tako, da jim toploto odvzema in jo oddaja v prostor, TČ pa toploto črpajo iz vode, zemlje ali zraka in jo v krožnem procesu dvignejo na višjo temperaturo ter prenesejo na vodo v ogrevalnem sistemu. To jim omogoča uparjalnik. To je toplotni prenosnik, ki omogoča, da se energija s toplotnega vira (zrak, zemlja ali voda) prenese na hladivo. V uparjalniku se hladivo segreje in preide v plinasto stanje – ta del procesa pa napravi omogoči kompresor, ki dvigne tlak hladivu in posledično dvigne temperaturo na visoko raven.

Seveda TČ za delovanje potrebujejo električno energijo, a po opisanem principu od 60 do 80 energije ustvarijo brezplačno, iz obnovljivih virov v bližnji okolici. Kateri vir bomo izkoriščali, je seveda odvisno od lokacije na parceli, možnosti vgradnje geosonde ali zemeljskega kolektorja (pri TČ zemlja/voda) ali prisotnosti in temperature podtalnice (TČ voda/voda).

Smisel ogrevanja s TČ je, da dobimo čim več toplote iz okolice in porabimo čim manj elektrike. Malo elektrike porabijo naprave manjše moči z visokim grelnim številom (SCOP). V povprečju imajo najvišje SCOP TČ voda/voda, sledijo jim TČ zemlja/voda in TČ zrak/voda. TČ voda/voda imajo grelno število od 4,5 do 6, TČ zemlja/voda od 4 do 5 in TČ zrak/voda od 3 do 5.

Čeprav so TČ zrak/voda manj učinkovite v primerjavi z drugima viroma, so zaradi nižje investicije in preproste vgradnje pogostejša izbira.

Sprejemniki sončne energije, kolektorji, s katerimi ogrevamo sanitarno vodo in podpiramo centralno ogrevanje, so še aktualni, zanje dobimo subvencijo Eko sklada. FOTO: Studioharmony/Shutterstock Foto: Studioharmony/Shutterstock

Sončna energija

Število sončnih elektrarn za samooskrbo z elektriko je v zadnjih letih zelo naraslo, k čemur je najbolj pripomogel sistem letnega obračunavanja proizvedene in porabljene električne energije po modelu NET-metering, do katerega so upravičeni vsi, ki so vlogo za soglasje za priključitev sončne elektrarne oddali do konca prejšnjega leta. Odslej bosta obračunsko obdobje in način obračuna dobavljene elektrike odvisna od dobavitelja električne energije.

Ker pa smo o sončnih elektrarnah v prilogi pogosto pisali, si tokrat oglejmo izrabljanje sonca s sprejemniki sončne enerije (SSE) na strehi, nekdaj smo jim rekli kolektorji. Še vedno so aktualni, zanje dobimo celo subvencijo Eko sklada. Z njimi ogrevamo sanitarno vodo, pri dobro toplotno izoliranih hišah pa so lahko podpora ogrevanju.

SSE delimo na absorberje, ploščate in vakuumske sprejemnike. Ploščati sprejemniki so še vedno prevladujoča izbira, saj so cenovno ugodnejši, poleg dobrih toplotnih izkoristkov jih odlikuje tudi zelo dobra odpornost na vremenske vplive. Poleg SSE so bistveni deli termičnega solarnega sistema bojler ali zalogovnik tople vode, raztezna posoda, črpalka, solarni regulator in cevne povezave.

Absorberji so navadno izdelani iz plastike in so primerni za ogrevanje bazenske vode. Ker niso zaščiteni pred izgubami v okolico, je njihov toplotni učinek majhen. Dosegajo temperature ob zastoju do 70 stopinj Celzija, zato je varovanje sistemov pred pregrevanjem preprosto.

Ploščati sprejemniki sončne energije so sestavljeni iz kovinskega absorberja, položenega na toplotno izolacijo v okviru in prekritega s steklom z majhno vsebnostjo železa in veliko prepustnostjo za sončno sevanje. Temperatura zastoja dosega od 160 do 220 stopinj Celzija, zato je varovanje takih sistemov pred pregrevanjem zahtevnejše.

Vakuumski oziroma cevni sprejemniki sončne energije so sestavljeni iz absorberja, ki ga predstavlja v vakuumirano borsilikatno stekleno cev zaprta kovinska cev, prevlečena z selektivnim premazom. Cevi so sestavljene v registre, njihova zastojna temperatura pa je visoka in lahko dosega 360 stopinj Celzija, zato je treba te sisteme tudi kakovostno varovati pred pregrevanjem.

PREBERITE ŠE: IZKUŠNJA BRALCA: RAČUN ZA ELEKTRIKO ZAMENJAL S KREDITOM ZA IZGRADNJO SONČNE ELEKTRARNE