Pozimi si energijo zemlje sposodimo, poleti jo vračamo

Svojo trditev Edo Bahč dokazuje z meritvami, opravljenimi na energetskem poligonu za pridobivanje energije iz obnovljivih virov v Velenju. Tam namreč vzporedno delujeta dve toplotni črpalki; ena izkorišča toplotno energijo treh zemeljskih sond, ki segajo do globine sto metrov, druga izkorišča energijo iz desetih kompaktnih kolektorjev (energetskih košar) na globini sedmih metrov. Črpalki sta povsem enake izvedbe, enake moči (10 kW), istega proizvajalca (Termotehnika Kronovšek) in enako nastavljeni ter priključeni na isti tisočlitrski hranilnik toplote in tisočlitrski hranilnik hladu. Z njima ogrevajo in hladijo dva objekta: poslopje medpodjet­niškega izobraževalnega centra MIC 2 in pasivni objekt, v katerem so urejeni pisarniški prostori, v njem pa poteka tudi eksperimentalno delo.

Tri zemeljske sonde dajo do deset odstotkov več energije kot energetske košare, pravi Edo Bahč. V začetku so bili boljši rezultati toplot­ne črpalke, ki je izkoriščala energijo kompakt­nih kolektorjev, a se je to spremenilo že po treh tednih delovanja. Vstopna temperatura vode iz zemeljskih sond je bila še vedno med tremi in štirimi stopinjami Celzija, medtem ko je temperatura iz kompaktnih kolektorjev začela padati proti ničli, kar je bist­veno zmanjšalo njihov izkoristek. Pozimi je bila temperatura vode iz zemeljskih sond vedno nad 0 stopinj Celzija, pri kompaktnih kolektorjih pa je padla tudi pod minus pet stopinj, kar je povzročilo izpad toplotne črpalke. Toplotna črpalka z virom energije iz zemeljskih sond ima po Bahčevih besedah večjo moč ogrevanja, iz nje pridobimo več energije in izkoristek je znatno boljši, saj je temperatura na globini veliko bolj stalna.

Teorija sicer pravi, da temperature medija pod nič stopinj Celzija niso problematične, saj je v sistemu protizmrzovalno sredstvo, a v praksi se je pokazalo nasprotno. Če je namreč temperatura medija pod ničlo dlje časa, začne okolica cevnega registra zmrzovati, zato se začne material, s katerim je obdana cev, raztezati, pojasni Bahč. Med cevjo in materialom se pojavi zrak, ki je odličen izolator, zato je prehod toplote iz zemljine na cev znatno slabši. Posledica tega je, da v obdobju najnižjih temperatur, ko bi toploto najbolj potrebovali, te iz zemlje dobimo najmanj. Drugi razlog, zaradi katerega sogovornik zagovarja globlje vrtine oziroma uporabo zemeljskih sond namesto horizontalnih kolektorjev ali energetskih košar, je ekološki. Če namreč poskrbimo, da temperatura primarnega medija ne pade pod ničlo, je lahko v sistemu voda, seveda ob ustreznem varovanju toplotne črpalke proti zmrzovanju. Če se ob morebitni poškodbi voda izlije, za naravo ne bo nobene škode, medtem ko lahko izlitje protizmrzovalnega sredstva pomeni tudi ekološko katastrofo.

Akumulacijski bazen pod pasivno stavbo

Edo Bahč pri projektiranju upošteva tudi izkoriščanje mase stavbe, zato zagovarja masivne stavbe, pa naj bodo zidane ali lesene. Po njegovih besedah je treba izkoristiti vse mase, saj je to najboljši način za akumuliranje energije. Zelo dober, a še zdaleč ne edini akumulator energije je temeljna plošča. Pod pasivnim objektom na energetskem poligonu v Velenju je zato zasnoval inovativen akumulacijski bazen s prostornino približno sto kubičnih metrov, v katerem se v vročih dneh, ko je energije na pretek, shranjuje presežna sončna energija in se uporabi v hlad­nejših dneh, ko je primanjkuje. Poskrbeli so za zelo dobro toplotno akumulacijo betonskih sten, pri čemer so strop bazena izolirali s 30 centimetri penjenega stekla, nad tem sta temeljna plošča in pasivni objekt. Dno bazena pa je prosto, razmeroma omočena ilovica (zemljina) je namreč zelo dober akumulator toplote, kar z drugimi besedami pomeni, da je dno dodaten akumulator toplote iz bazenske vode.

Govorimo o popolnem izkoriščanju energije sonca, pravi Bahč. Za ogrevanje sanitarne vode lahko uporabimo sončno energijo od 40 stopinj Celzija naprej, od tod navzdol do 25 stopinj Celzija jo lahko uporabimo za neposredno ogrevanje s pomočjo hranilnika toplote, pod 25 stopinj jo s toplotno črpalko dvignemo na višjo temperaturo. Sonce ima nekaj energije tudi pri zunanjih temperaturah plus pet ali celo nič stopinj Celzija, a je ne moremo koristno uporabiti, kajti nižja ko je temperatura vstopnega medija, slabši je izkoristek toplotne črpalke. Če pa gre v toplotno črpalko voda iz bazena, ki jo je sonce tudi pozimi ogrelo na 15 ali 20 stopinj Celzija, bodo izkoristki sistema znatno boljši, razloži sogovornik.

Neposredno ogrevanje in pasivno hlajenje

Lani poleti, na primer, se je voda v akumulacijskem bazenu segrela na približno 36 stopinj Celzija in je temperaturo držala do novembra. Letos Bahč računa, da se bo ogrela do 40 stopinj ali celo kakšno stopinjo več, z njeno toploto pa bodo neposredno ogrevali pasivni objekt in stavbo MIC 2 približno do novega leta. Kakšen mesec in pol jo bodo morali nato dogrevati s toplotno črpalko, februarja pa bo imelo sonce spet dovolj energije, da bodo obe stavbi neposredno ogrevali s sončno energijo, akumulirano v bazenu. V pasivnem objektu je urejeno talno ogrevanje in talno hlajenje, za ogrevanje in hlajenje pa poskrbi toplotna postaja v MIC 2. Edo Bahč sicer ni zagovornik talnega hlajenja, ker po njegovem mnenju ni dobro za počutje, poleg tega se hlad nikoli ne dviga, zato je takšen sistem primeren le za pohlajevanje. Da lahko uspešno hladijo, so v obeh stavbah vgrajeni konvektorji, ki so sicer nekoliko predimenzionirani. Nizkotemperaturni režim med 35 in 40 stopinjami zadostuje za uspešno ogrevanje objekta, hladijo pa pri temperaturnem režimu 14/17, kar pomeni pasivno hlajenje. Za vsak primer imajo v objektu MIC 2 še stari hladilni agregat z močjo 70 kW. Pozimi bi lahko s konvektorji tudi na hitro dogreli prostore, če bi bilo potrebno, kar pa se še ni zgodilo, pravi Bahč.

Kar nam zemlja da, ji je treba vrniti, je prepričan sogovornik – če smo si energijo pozimi sposodili, jo moramo poleti vrniti. Obe stavbi bi sicer lahko hladili s toplotnima črpalkama, ki sta reverzibilni, vendar za prijetno temperaturo v prostorih poskrbijo s pasivnim hlajenjem. Iz zemljine so namreč tudi v najbolj vročih dneh dobivali vodo, ohlajeno na 13 do 14 stopinj Celzija, in z njo uspešno shladili ne samo lani zgrajeni pasivni objekt, ampak tudi leta 2007 zgrajeno stavbo MIC 2. In ta energija je tako rekoč zastonj, poudari Bahč.

Centralno in lokalno prezračevanje

Sodobno zgrajeni objekti so zaradi čim manjših toplotnih izgub zasnovani karseda zrakotesno, pri pasivnih je zrakotesnost tako ali tako zapovedana. To seveda pomeni, da je treba poskrbeti za ustrezno izmenjavo zraka. V pasivnem objektu v sklopu energetskega poligona so vgradili tako centralni kot lokalni prezračevalni sistem z rekuperacijo. Zakaj oba? Zato, da lahko primerjajo delovanje prvega in drugega, pri čemer merijo kakovost zraka, vsebnost ogljikovega dioksida in počutje. Oba se zelo dobro obneseta, pove Bahč in doda, da seveda ne delujeta hkrati.

Centralni prezračevalni sistem ima več prednosti, pravi sogovornik, med drugim lahko prezračevanje ustrezno nastavimo za vse prostore, na voljo imamo nočni in dnevni režim. Kljub temu sam zagovarja lokalni prezračevalni sistem, kakršen je na primer Mikrovent, ki je plod slovenskega znanja in so ga kot prototip vgradili v stavbno pohištvo v pasivnem objektu. Prednost lokalnega sistema je, da ga lahko prilagodimo za vsak prostor posebej in vsak prostor posebej prezračimo. Za sanitarije, na primer, priporoča ventilator s samozaporno loputo, ki preprečuje nenadzorovane prezračevalne izgube, omogoča pa izmenjavo zraka, kadar je to potrebno.

Glede na dnevne potrebe po intenzivnem prezračevanju to po Bahčevih besedah pomeni zanemarljive dnevne izgube. Centralni prezračevalni sistem pa prezračuje z enako intezivnostjo tudi takrat, ko ne potrebujemo svežega zraka. Kot projektant sicer ne nasprotuje pasivnim hišam, vendar pravi, da pasivna hiša ne pomeni samo dobre izolacije in kakovostnih oken, ampak živ­ljenjski slog. Vsaka dobro izolirana hiša je lahko pasivna, če ljudje v njej tudi bivajo pasivno. Po mnenju Eda Bahča ni pošteno, da ljudje pridobijo subvencije za pasivno hišo, nato pa v njej živijo »nizko­energijsko«. Po določenem času bivanja bi morali opraviti meritve porabe energije – če je poraba primarnih energentov večja, kot je bila podana za pogoj pridobljene subvencije, bi moral graditelj vrniti subvencijo, je prepričan sogovornik. Bolj pošteno bi bilo poostriti zahteve za splošno zmanjšanje porabe energentov v vseh stavbah, denar, namenjen subvencijam, pa pošteno razdeliti vsem graditeljem, ki želijo varčevati z energijo, ne samo tistim, ki se odločijo za pasivno gradnjo, še doda sogovornik.

-----

Osebna izkaznica energetskega poligona

Geotermalne naprave: tri zemeljske vrtine, ki segajo sto metrov globoko, in deset vertikalnih zemeljskih kolektorjev, ki segajo sedem metrov globoko.

Termosolarne naprave: vakuumski solarni sprejemniki toplote za pripravo tople sanitarne vode (2 x 4 m2 in 2 x 12 m2) in ploščati solarni sprejemniki toplote (2 x 2,6, m2)

Fotovoltaične naprave: stabilna PV-elektrarna z močjo 6 kW, sledilna OV-elektrarna z močjo 3,5 kW in integrirana PV-elektrarna z močjo 10 kW.

Vetrna elektrarna: otočna izvedba vetrne elektrarne z močjo 2,5 kW.

Kogeneracija (sistem soproizvodnje energije): proizvede lahko 5,5 kW električne moči in do 12,5 kW toplotne moči ter omogoča električno napajanje toplotne črpalke.

Osrednja tema Razvojno-didatičnega energetskega poligona, ki ga je v okviru Šolskega centra Velenje zasnoval Medpodjetniški izobraževalni center (MIC) Velenje in so ga odprli junija lani, so obnovljivi viri energije. Gre za enega tehnološko najnaprednejših energetskih poligonov za vsa področja obnovljivih virov energije, opremljen pa je z najsodobnejšo didaktično opremo, s pomočjo katere se bodo usposabljali za poklice s področja energetike in trajnostnega razvoja, pravi Uroš Lukič, pomočnik vodje Medpodjetniškega izobraževalnega centra. Z njim želijo prikazati inovativni pristop k izobraževanju, in sicer s povezovanjem laboratorijskega dela in dela na terenu oziroma v okolju, v katerem predstavljajo realne segmente tehnologij za izkoriščanje obnovljivih virov energije. Poligon sestavljajo zunanja energetska naprava, sistem soproizvodnje energije, pasivna hiša, laboratorij in sistem energetskega monitoringa s sodobno zasnovanimi nadzornimi in komunikacijskimi tehnologijami.