Sončne elektrarne: Samooskrba pasivne hiše

Gre za novogradnjo pasivne stavbe s stanovanjsko površino 150 kvadratnih metrov. Po projektu je predvidena moč za ogrevanje 4,0 kW, izračunana skupna letna poraba energije je 8000 kWh. Pasivna hiša je montaž­na, odlično toplotno izolirana. Na zunanjih stenah je 32 centimetrov toplotne izolacije, v mansardi 38, v tlaku, kjer je talno ogrevanje, pa 20 centimetrov. Izbrani sistem ogrevanja ni nizkotemperaturni, zato ni pogoj talno ogrevanje, vendar je za ta primer pasivne gradnje to bolj primerno. 

Dovolj elektrike za ogrevanje  in druge porabnike

Po temeljiti analizi mogočih sistemov ogrevanja in priprave tople vode, predvsem tehtanju med sistemom s toplotno črpalko (TČ) zrak/voda in drugimi, ki so za pasivno hišo najbolj primerni, je padla odločitev za zelo izvirno rešitev ogrevanja in priprave tople vode z električno energijo iz sončne elektrarne po principu samooskrbe. Pri pasivni hiši s tako majhno predvideno močjo za ogrevanje, 4 kW, je to mogoče. Stavba namreč izpolnjuje tudi vse zahteve za optimalno vgradnjo sončne elektrarne. Orientirana je tako, da ima streho, obrnjeno na jug, zadostna je njena površina 70 kvadratnih metrov, naklon strehe 32 stopinj je optimalen, ne senčijo je drugi objekti, poleg tega ima dovolj močan trifazni priključek električne energije in velikost glavnih varovalk moči 7 kW. Izbran je bil električni kotel za centralno ogrevanje stavbe najmanjše mogoče moči 6 kW (manjših ni na trgu). Ta je izredno poceni, saj stane le približno 600 evrov.

Glede na potrebe za ogrevanje in druge porabnike električne energije v hiši je projekt predvidel potrebno moč sončne elektrarne 6,5 kWp (kWp je vršna moč). Paneli sončnih celic prekrivajo 60 kvadratnih metrov strehe. Po sedemesečnih meritvah proizvodnje električne energije iz sončnih celic in merit­vah porabljene električne energije vseh porabnikov, z ogrevanjem vred, od 1. junija do 31. decembra 2017, je bilanca elektrodistribucije pokazala, da je bilo proizvedene elektrike iz sončne elektrarne več od porabljene. To pomeni, da je bil strošek elektrike na računu enak nič, presežek proizvedene elektrike pa je ostal brezplačno elektrodistribuciji, kakor določa pravilnik o samooskrbi. Iz tega sledi, da je bila samooskrba z električno energijo 100-odstotno izpolnjena, ker je vse potrebe zadovoljila sončna elektrarna.

Finančna analiza

Skupni stroški izvedbe opisanega sistema ogrevanja so nanesli 9500 evrov. Eko sklad je investitorju odobril 1170 evrov nepovrat­nih sredstev (180 evrov/kWp). Vrednost proizvedene električne energije iz opisane sončne elektrarne je ocenjena na 1050 evrov na leto. To pomeni, da se bo naložba povrnila v devetih letih, z upoštevanjem subvencije še prej. Cena sončnih celic za 1 kWp moči je znašala približno 1500 evrov/kWp, z upoštevanjem nepovratnih sredstev pa okoli 1300 evrov/kWp.

Za izvedbo takšne investicije je potrebno soglasje pristojne elektrodistribucije. Opaziti je bilo, da elektrodistribucija ni ravno navdušena nad takšno rešitvijo, ki pomeni zanjo bistveno povečanje porabe. Če bi se podobne rešitve preveč širile, bi to povzročilo težave z obremenitvijo omrežja, napajanjem, morebiti tudi z zmogljivostjo in močjo transformacije in podobno. Po drugi strani pa sistem ogrevanja z električno energijo v klasičnem smislu z bistveno večjo močjo (na primer z električnimi stenskimi fiksnimi ali mobilnimi radiatorji) brez sončne elektrarne velja za najbolj neekonomičen sistem ogrevanja, ki se odsvetuje oz. po predpisih ni dovoljen. Tudi množična uporaba toplotnih črpalk, pri katerih gre posredno prav tako za električno ogrevanje, četudi zmanjšano s faktorjem grelnega števila, zelo povečuje porabo in obremenjuje elektrodistribucijsko omrežje. Vendar ti pomisleki ne bodo ustavili čedalje večjega zanimanja za ugoden nakup sončnih elektrarn. V bodoče pričakujemo še ugodnejše pogoje, ker želi država doseči čim večji delež OVE v strukturi energijskih virov.

Izbiranje sistema 

Pasivna hiša z izredno majhno močjo napajanja z energijo ima posebne zahteve. Z upoštevanjem moči pridejo v poštev sistemi ogrevanja na zemeljski plin, s toplotno črpalko ali samooskrbo – s proizvedeno elektriko iz sončne elektrarne.

Pri zemeljskem plinu je zadeva izvedljiva s sistemom z najmanjšo mogočo močjo, doseg­ljivo na trgu, okoli 10 kW, vendar obvezno s kondenzacijsko izvedbo plinskega grelnika. Tu obstaja dobra možnost tako imenovane modulacije, ki dopušča, da serviser nastavi do petkrat manjšo obratovalno moč po potrebi, na primer na 4 kW. Na tak način lahko izvedemo sorazmerno ekonomičen sistem ogrevanja, v tem primeru: cena ogrevanja 6,5 centa/kWh, naložba na ključ 4000 evrov, vračilna doba naložbe sedem let in pol, lahko tudi manj. Pogoj je priključek zemeljskega plina na lokaciji. V obravnavanem primeru ta rešitev ni bila izvedljiva, ker v bližini ni napeljave zemeljskega plina.

Pri ogrevanju pasivne hiše s toplotno črpalko zrak/voda, ki ima po projektu zelo majhno moč, je težava v tem, da večinoma ni mogoče kupiti izvedbe s tako majhno močjo. Pogoji so inverterska naprava, talno ogrevanje, tes­nost po predpisih, centralno prezračevanje z rekuperacijo in izpolnjeni drugi pogoji, ki jih zahteva razpis za pridobitev zelo ugodnih nepovratnih finančnih sredstev Eko sklada. Toplotna črpalka omogoča ogrevanje in pripravo tople vode, po potrebi pa tudi hlajenje ob izpolnjenih pogojih. Je perspektiven OVE, eden najbolj ekonomičnih sistemov. Cena ogrevanja je 5 centov/kWh, navedena naložba pa bi se povrnila sorazmerno hitro, prej kot v desetih letih.

Napajanje vseh porabnikov pasivne hiše z električno energijo iz lastne sončne elektrarne, z ogrevanjem in pripravo tople vode vred, se je pokazalo zanimivo šele pred dobrim letom, ko je bila izdana uredba o samooskrbi. Ker je bila moč sončne elektrarne po sistemu samooskrbe omejena na največ 11 kW, s to »sončno elektriko« ni mogoče ogrevanje več­jih in manj varčnih stavb. Vsekakor pride v poštev za pasivne hiše, delno pa tudi za najbolj varčne nizkoenergijske. Prednost tega sistema je med drugim v tem, da lahko pokrijemo vso porabo elektrike v hiši. Proizvodnja elektrike iz sončne elektrarne se namreč odšteje od porabljene. Tako plačamo le razliko ali nič, če sta postavki energije izenačeni ali v našem primeru, ko je pro­izvodnja večja od porabe. Bilanca se naredi na koncu vsakega leta z obračunom s pristojno elektrodistribucijo. Izbrani sistem je glede na navedeno ekonomičen, za pasivno stavbo primeren tudi z ekološkega vidika in kot OVE skladen z energetskim konceptom Slovenije.