Opublikowano:

Czy to początek końca ery biopaliw w UE

Musze przyznać, że z pewnym zaskoczeniem przyjąłem ostatnią wypowiedz komisarza ds. energii Guenther Oettingera na temat biopaliw, który powiedział, że były one niebezpieczne dla naszej planety poprzez niekorzystny bilans, CO2 i zaopatrzenie w żywność. Słowa komisarza to reakcja na raport Komisji Europejskiej w sprawie biopaliw niepozostawiającym na nich suchej nitki. Jak pokazały badania produkcja i spalanie biopaliw daje sumarycznie 4 krotnie wyższą emisję CO2 z którym tak bohatersko walczy UE niż spalanie tradycyjnych paliw kopalnych. Upraszczając lekarstwo jest bardzie zjadliwe niż choroba. W telegraficznym skrócie syntezę raportu można streścić w trzech tezach: 
– biopaliwa przyczyniają się do wylesiania w krajach rozwijających się
– w rachunku ciągnionym mają negatywny wpływ na środowisko
– są nieefektywne energetycznie 
Dla osób z branży energetyki odnawialnej tezy te były znane od dawna szkoda jedynie, że unia europejska potrzebowała aż tyle lat, aby przyznać się do błędu, jakim jest wsparcie dla biopaliw. Raport i słowa komisarza odbieram, jako pierwszą jaskółkę zmian w polityce energetycznej UE, choć szkoda, że tak późno dostrzeżono oczywiste tezy. Niepokojąca jest także reakcja wartej mld-y euro branży biopaliw, która z pewnością nie będzie chciała się pogodzić ze stratą dotowanego rynku.


Opublikowano:

Rynek producentów fotowoltaiki ? Chińczycy coraz mocniejsi

W porównaniu do roku 2009 w 2010 azjatyccy producenci ogniw i modułów fotowoltaicznych znacząco wzmocnili swoją pozycję. Firmy pochodzące z Chin i Tajwanu w 2010 r. dostarczyły na rynek aż 59% światowej produkcji ogniw PV (50% w 2009). W śród 10 największych firm fotowoltaicznych obecnie 5 to koncerny chińskie 2 tajwańskie a niedawne potęgi w tej branży jak Niemcy i Japonia mają zaledwie po jednym reprezentancie. To zestawienie najlepiej obrazuje olbrzymie zmiany, jakie zachodzą na rynku energetyki słonecznej. Udział Europy w produkcji ogniw fotowoltaicznych spadł w 2010r. do 13% udział Japonii spadł do 9% a USA do 5%. Z roku na rok Azja pokazuje, że nowe technologie są jej coraz bliższe niestety nie jest to dla europy dobry sygnał.

Producent i kraj

Produkcja w 2010r.

Produkcja w 2009r.

1

Suntech Chiny

1572

704

2

JA Solar Chiny

1464

520

3

First Solar USA

1411

1100

4

Yingli Solar Chiny

1062

525,3

5

Trina Solar Chiny

1057

399

6

Motech Taiwan

924

360

7

Qcell Niemcy

907

586

8

Gintech Taiwan

827

368

9

Sharp Japonia

774

595

10

Canadian Solar Chiny

588

193

Pozostali

9414

1889

Udział procentowy poszczególnych firm w rynku producentów ogniw PV


Opublikowano:

Tania energia elektryczna.

Media donoszą, że ceny energii elektrycznej znów pójdą w górę i to o 30% w ciągu 2 lat. Nie będę dziś przypominał powodów tego stanu rzeczy jednak w brew obiegowej opinii postaram się udowodnić, że energia elektryczna jest tania.

Prowadząc szkolenia mam okazję zapoznać się ze spojrzeniem społeczeństwa na kwestie energetyczne. Często na warsztatach pytam uczestników czy ich zdaniem energia elektryczna jest droga i tu średnio 95% odpowiada, że tak. Rozwijając temat pojawia się pytanie o średnią cenę kilowatogodziny energii i tu średnio 5-10% osób potrafi podać odpowiedni rząd wielkości. Dla mnie to pewna sprzeczność, jeżeli nie jesteśmy w stanie podać ceny dobra, które w naszej ocenie jest drogie? Większości osób sprawia problem także poprawne wymienienie urządzeń, które w domu zużywają najwięcej energii nie mówiąc już, że na palcach jednej ręki mógłbym policzyć osoby, które potrafiły w miarę poprawnie podać zużycie energii przez takie popularne urządzenia, z których korzystamy, na co dzień jak lodówka, telewizor, czy komputer. Oczywiście pojawiają się głosy, że rachunki są niezrozumiałe dla przeciętnego odbiorcy. Faktem jest jednak, że energii elektrycznej nie oszczędzamy, jako społeczeństwo, bo nas na nią stać a wydatków na nią nie odczuwamy znacząco w naszym portfelu -> wniosek jest tania! Dlatego nie bardzo interesuje nas ile kosztuje kWh-a czy ile energii zużywają poszczególne urządzenia. Dla przykładu surowcem energetycznym, który rzeczywiście jest drogi są paliwa i osobiście nie znam kierowcy, który nie znałby ceny paliwa czy przybliżonego spalania samochodu, którym codziennie jeździ.


Opublikowano:

Jak wybrać system ogrzewania?

Kontynuując niedawny wpis na temat kosztów wytwarzania ciepła z poszczególnych źródeł energii chciałbym dziś przedstawić metodologię wyboru systemu ogrzewania dla budynku pod

kątem ekonomiki jego wykorzystania.

Każdy, kto zamierza budować dom zawsze staje przed tym wyborem. Jakie źródło ciepła wykorzystać jak je wybrać, aby koszty użytkowania domu były relatywnie niskie przy umiarkowanych kosztach inwestycyjnych. Gaz, pompa ciepła, węgiel a może pelet. Źródeł ciepła jest obecnie na rynku bardzo wiele i zdecydowanie nie można powiedzieć, że któreś z rozwiązań jest najlepsze. Wybór zależy od danych warunków inwestycyjnych. Na wstępie chciałbym zauważyć, że porównując poszczególne źródła ciepła w budynku nie możemy mówić o ich opłacalności i okresie zwrotu. System grzewczy to inwestycja, która ciągle będzie generować koszty. Przy wyborze źródła ciepła zawsze doradzam przyjąć odpowiednią metodologię, w której efekcie najlepszym wyborem będzie źródło ciepła generujące najniższe koszty w zakładanym okresie użytkowania.
Metodologia:
1- Wybrać okres użytkowania np. 20 lat ,
2 – Wybrać źródło ciepła i jego koszty zdyskontować w wybranym okresie użytkowania
Koszt kotłowni*(1+stopa_dyskonta)^okres_użytkowania
Często zapominamy o tym, że koszty instalacji to nie całe koszty, jakie realnie ponosimy. Jeżeli finansujemy budowę z kredytu do kosztu kotłowni należy doliczyć odsetki, jakie zapłacimy od kredytu. Jeżeli finansujemy inwestycję gotówką zainwestowane w kotłownię pieniądze nie będą dla nas już pracować. Jeżeli kosztów instalacji nie zdyskontujemy tak naprawdę sami siebie oszukujemy!

3 – Obliczyć koszty ogrzewania w pierwszym roku
Na podstawie projektu budynku przemnożyć roczne zużycie energii przez budynek razy jednostkowy koszt wytworzenia energii w danym źródle ciepła. Pamiętać o uwzględnieniu sprawności instalacji grzewczej!

4 ? Założyć wzrost cen nośnika energii, jaki wykorzystujemy do ogrzewania. Ceny energii rosły i będą rosły tylko poprawne założenie wzrostu cen pozwoli prawidłowo ocenić, jakie ogrzewanie w perspektywie kilkunastu lat będzie bardziej ekonomicznie uzasadnione. Osobiście sugeruję założyć wzrost cen nośników energii od 5-12%,

5 – Zsumować koszty ogrzewania i zdyskontowane koszty instalacji,

6 ? Wybrać system grzewczy generujący najniższe koszty..

Przykładowe wyniki obliczeń


kliknij aby powiększyć

Do poprania arkusz danymi

Obliczenia pokazują, że zasadność ekonomiczna stosowania danego źródła ciepła w dużej mierze zależy od zużycia energii przez budynek. Dodatkowo w wielu przypadkach energetycznych kilka rozwiązań charakteryzuje się zbliżonymi kosztami. W takim wypadku można dodatkowo kierować się komfortem oraz ekologią.

Uprzedzając komentarze celem tego wpisu jest przedstawienie metodologii a nie wyrokowanie, które rozwiązanie jest lepsze. Zachęcam każdego do wykonania podobnych obliczeń dla własnych warunków inwestycyjnych.


Opublikowano:

Drewno opałowe

Wykorzystanie drewna do ogrzewania wiąże się z wieloma uciążliwościami i niskim komfortem jednak paliwo to wraca do łask zwłaszcza z uwagi na niską cenę energii oraz pozytywny efekt ekologiczny w stosunku do węgla. Często w nowo budowanych domach drewno wykorzystywane jest, jako dodatkowe źródło ciepła pozyskiwane np. w kominku z płaszczem wodnym. Rozwiązanie takie jest uzasadnione cenowo gdyż energia pozyskana z drewna jest znacznie niższa niż z gazu a nawet z pompy ciepła (w pewnych warunkach). Dodatkowo kominek to także element poprawiający estetykę wnętrza budynku. Należy jednak pamiętać, że drewno opałowe charakteryzuje się zmiennymi parametrami fizykochemicznymi zależnymi od gatunku drzewa oraz jego wilgotności.

Gatunek drewna

Drewno – wartość opałowa

kWh/mp

kWh/kg

grab

2200

4,2

buk czerwony

2100

4,2

dąb

2100

4,2

jesion

2100

4,2

robinia

2100

4,1

brzoza

1900

4,3

wiąz

1900

4,1

klon

1900

4,1

olcha

1500

4,1

wierzba

1400

4,1

topola

1400

4,2

drzewa liściaste średnio

2100

4,2

daglezja

1700

4,4

sosna

1700

4,4

modrzew

1700

4,4

świerk

1600

4,4

jodła

1500

4,4

drzewa iglaste średnio

1600

4,4

drewno opałowe średnio

1800

4,3

Tabela 1 Wartości opałowe wysuszonej na powietrzu grubizny w kWh/mp przy wilgotności 15 do 18% masy suchej źródło: ans ? Peter Ebert „Palenie drewnem we wszystkich rodzajach pieców” Studio Astropsychologii 2003, Białystok, Wydanie I

W zależności od gatunku drzewa drewno opałowe charakteryzuje się różną wartością opałową w przeliczeniu na metr przestrzenny. Różnice te wynikają głównie z różnej gęstości poszczególnych gatunków drzew. Istotny wpływ na ilość pozyskanego ciepła z drzewa ma jego wilgotność. Pod względem zawilgocenia drewno dzieli się na suche do 15% wilgoci półsuche 16-30% wilgotne 31% i więcej.

Rysunek 1 Zmiana wartości opałowej drewna w zależności od zawartości wilgoci.

Zobrazowana na rysunku 1 zależność wartości opałowej od zawartości wilgoci w drzewie pokazuje, że mokre drewno posiada znacznie niższą kaloryczność od drewna suchego. Wykorzystanie drewna, jako źródła energii wymaga jego odpowiedniego wysuszenia. Przy składowaniu drewna na powietrzu ulega ono samoczynnemu wysuszeniu. Uzyskanie poziomu wilgotności rzędu 15% wymaga minimum 1,5 ? 2 lat sezonowania. Z tego względu wykorzystanie drewna, jako paliwa wiąże się z koniecznością zorganizowania odpowiednio przygotowanego składu drewna przy budynku, które będzie chronić drewno przed opadami atmosferycznymi. Spalenie drewna mokrego lub świeżego to z jednej strony strata często połowy potencjalnie zawartej w nim energii. Z drugiej spalanie mokrego drewna wiąże się ze znacznie wyższą emisją CO, WWA, TOC.


Opublikowano:

Kolektory słoneczne instalacja na ścianie

Można by powiedzieć, że domyślnym miejscem dla instalacji kolektorów słonecznych jest południowa elewacja dachu budynku. Większość kolektorów jest właśnie tam montowanych. W mojej ocenie z wielu powodów nie jest to najlepsza lokalizacja a znacznie bardzie efektywny jest montaż kolektorów słonecznych na południowej ścianie.

Względy praktyczne

Montując kolektory słoneczne na południowej elewacji budynku mamy znacznie lepszy do nich dostęp, niż gdy są zamocowane na dachu. Ułatwia to, choć by tak prozaiczną czynność jak coroczne czyszczenie solarów. Choć wielu producentów zapewnia, że kolektory czyszczą się same praktyka pokazuje jednak, że samooczyszczenie jest dość ograniczone a użytkowanie kolektorów już przez rok sprawia, że osadza się na nich warstwa kurzu, która ogranicza dostęp światłą ? zmniejsza sprawność kolektorów. Drugim ważnym aspektem jest śnieg, instalując kolektory słoneczne na elewacji pod katem 90 stopni problem z zaleganiem śniegu znika zupełnie w przypadku instalacji na dachu zalegający śnieg zawsze ograniczał będzie uzyski energii w zimie (stopienie śniegu na kolektorze wymaga wydatku energetycznego). Trzecim argumentem przemawiającym za instalacją na ścienne to odległość między polem kolektorów słonecznych a zasobnikiem. Zazwyczaj zasobnik solarny znajduje się w kotłowni, która jest na parterze. Instalując kolektory na ścianie zmniejszamy długość przewodów rurowych, co przekłada się na mniejsze straty na przesyle ciepła.

Kolektory słoneczne na ścianie to wyższe pokrycie słoneczne.

Pokrycie słoneczne zwane także pokryciem solarnym to procentowa ilość energii, jaką dostarczą kolektory słoneczne w stosunku do naszego zapotrzebowania na energię. Stopień pokrycia słonecznego jest pochodną trzech czynników

– nasłonecznienia (zmienności nasłonecznienia) na powierzchni kolektora

– liczby kolektorów słonecznych

– wielkości zasobnika

Kolektory słoneczne ich liczba oraz nasłonecznienie są ze sobą bardzo powiązane. Przyjmuje się, że zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania C.W.U. jest stałe jednak nasłonecznienie, czyli ilość energii, jaka dociera do ziemi znacznie zmienia się z miesiąca na miesiąc. Wielu projektantów i instalatorów w celu zwiększenia pokrycia solarnego zwiększa liczbę kolektorów. W mojej ocenie jest to zupełnie błędne podejście. Zwiększając liczbę kolektorów ponad możliwość odbioru energii, którą one produkują w miesiącu o najwyższym nasłonecznieniu następuje zmniejszenie efektywności instalacji z uwagi na niewykorzystaną energię wyprodukowaną przez solary. Dodatkowo przegrzewanie się instalacji prowadzi do przyśpieszonego starzenia się płynu solarnego, żelowania glikolu i uszkodzenia pompy obiegowej.

0o

30o

45o

60o

90o

Styczeń

27,2

38,4

42,2

45,2

44,1

Luty

37,3

51,0

55,1

56,6

54,0

Marzec

66,9

88,9

84,9

84,9

74,9

Kwiecień

107,2

113,6

113,6

106,1

81,4

Maj

150,8

149,3

141,8

128,2

89,0

Czerwiec

162,2

154,1

144,3

128,1

87,6

Lipiec

155,5

150,8

141,5

125,9

87,1

Sierpień

130,6

135,9

131,9

121,5

88,8

Wrzesień

87,3

99,6

100,4

96,9

78,6

Październik

54,5

70,8

74,6

75,7

67,0

Listopad

30,8

42,6

46,9

47,8

45,6

Grudzień

25,2

35,8

39,9

42,4

41,1

Suma roczna

1008,3

1092,4

1075,0

1014,3

795,2

Porównanie nasłonecznienia na powierzchnię horyzontalną i pochyloną pod kątami 30, 45, 60, 90 stopni.

Największą sumę nasłonecznienia na powierzchnie kolektorów można uzyskać ustawiając je na południe pod kątem 30-40 stopni. Z uwagi jednak na całoroczną pracę instalacji kolektorów słonecznych powinno dążyć się do wyrównania nasłonecznienia w okresie całego roku. Takie zadanie najlepiej spełnia pionowe ustawienie kolektorów słonecznych na fasadzie budynku. Mimo iż wiąże się ono ze znacznym zmniejszeniem sumy rocznej energii docierającej do solarów w stosunku do ustawienia horyzontalnego o ok. 20-25% to jednak zmniejszenie to występuje w okresie lata charakteryzującym się zdecydowanym nadmiarem energii słonecznej. Dodatkowo w położeniu pionowym następuje znaczne zwiększenie energii docierającej do kolektorów w zimie, czyli w okresie zwiększonego zapotrzebowania na ciepło i niskich zasobów energii słonecznej. Jednym z powszechnie popełnianych błędów projektowych jest przewymiarowanie instalacji, które następuje zazwyczaj przy ustawieniu kolektorów pod niskimi kątami.

Dobór liczby kolektorów

Stosując się do zasady mówiącej o nieprzewymiarowywaniu instalacji kolektorów słonecznych należy dobrać liczbę kolektorów słonecznych w oparciu o zasoby energii słonecznej docierające do kolektora w miesiącu o najwyższym nasłonecznieniu z reguły jest to czerwiec. Przyjmując, że zapotrzebowanie na energię do ogrzewania C.W.U. jest w przybliżeniu stałe i wynosi 3400 kWh rocznie, czyli ok. 283 kWh miesięcznie. Zakładając, że instalacja nie będzie przewymiarowana a odbiór ciepła z kolektorów jest ciągły (ciągłość odbioru poprawia wykorzystanie dużego zasobnika buforującego o pojemności 500 – 700l). Przy zastosowaniu dużego bufora energii cieplnej można założyć wysoką sprawność instalacji na poziomie 40 – 50%. Dla tak przyjętych założeń w poniższej tabeli wyliczona została maksymalna dopuszczalna powierzchnia efektywna pola kolektorów w zależności od ich kąta pochylenia.

Kąt pochylenia (kierunek S)

90oC

60 oC

45 oC

30 oC

0 oC

Nasłonecznienie czerwic w kWh/m2 kolektora

88

128

144

155

160

Maksymalna powierzchnia efektywna kolektorów

6,4

4,4

3,9

3,7

3,5

Ustawienie kolektorów pod kątem 90 stopni S pozwala bezpiecznie zainstalować większą liczbę kolektorów a przez to uzyskać większe pokrycie słoneczne. Zakładając średnio powierzchnię efektywną kolektora płaskiego 2 m2. W przypadku pochylenia 90 stopni S bezpiecznie można zainstalować 3 kolektory. Przy pozostałych kątach przy zakładanym zapotrzebowaniu na C.W.U. instalacja nie mogłaby się składać z więcej niż 2 kolektorów.



Możliwość zwiększenia pola kolektorów przy ustawieniu ich pod kątem 90 stopni S pozwala zwiększyć pokrycie słoneczne bez narażania instalacji kolektorów słonecznych na przegrzew w okresie lata. Z wyliczeń wynika, że teoretyczne pokrycie mogłoby wynieść nawet 80% gdzie przy klasycznej instalacji pod kątem 30 stopni S jest to zaledwie 54%. W praktyce należy, założyć, rzeczywiste pokrycie będzie minimum o kilkanaście punktów % niższe od teoretycznego w wyniku zmienności w zapotrzebowaniu na C.W.U. i nasłonecznieniu.


Opublikowano:

Dach z fotowoltaiką

Przy obecnych realiach cenowych instalacja baterii słonecznych na dachu domu niema ekonomicznych podstaw, lecz z dużą dozą prawdopodobieństwa w przeciągu kilku lat pojawi się w Polsce system wsparcia umożliwiający szersze wykorzystanie fotowoltaiki a z końcem dekady instalacje słoneczne powinny być opłacalne bez dofinansowania. Fotowoltaiczny boom czeka nas kraj wcześniej czy później i dobrze już teraz się do niego przygotować zwłaszcza, jeżeli budujemy nowy dom. Patrząc na trendy w polskim budownictwie dach domu wykorzystywany jest, jako element estetyki osłaniający budynek przed warunkami atmosferycznymi. Mało, kto patrzy na dach pod kątem źródła energii. Jednak, aby możliwa była instalacja baterii słonecznych dach musi mieć odpowiednią konstrukcję, w której duża połać dachu eksponowana jest na południe. Najgorszy pod tym względem jest dach wielospadowy z licznymi jaskółkami.

źródło zdjęcia: static.e-dach.pl

Tego typu dach nie dość, że jest najdroższy w budowie praktycznie uniemożliwia instalację na nim baterii słonecznych nawet, jeżeli znajdziemy kilka m2 wolnej przestrzeni od południa to liczne jaskółki będą rzucać na nią cień. Pod względem energetycznego wykorzystania dachu ten typ jest najgorszym rozwiązaniem.

Znacznie lepszy pod względem możliwości wykorzystania fotowoltaiki jest dach 2 spadowy pod warunkiem, że dom zostanie ustawiony na działce tak, że jedna z połaci dachu będzie zwrócona na południe.

źródło zdjęcia: static.e-dach.pl

W przypadku tego typu dachu skutecznym ograniczeniem dla fotowoltaiki są okna dachowe oraz jaskółka. Znacznie lepszym rozwiązaniem byłby dom z dachem dwuspadowym w poniższym układzie.

Przy takiej konstrukcji na jednej połaci dachu niema żadnych elementów ograniczających montaż baterii słonecznych. Idealnym rozwiązaniem byłby dom z dachem jednospadowym z całą połacią dachu skierowaną na południe. Takie rozwiązanie prezentuje budynek poniżej.

Źródło zdjęcia Viessmann

Reasumując z punktu widzenia przyszłego wykorzystania fotowoltaiki budując nowy dom warto przemyśleć konstrukcję jego dachu. Ważne, aby cały budynek ustawić na działce w taki sposób, że cały dach lub jego część jest skierowana na południe. Przy wyborze samego dachu warto wybrać prostą konstrukcję np. dach dwu spadowy pamiętając, aby na elewacji południowej nie lokalizować kominów, jaskółek i okien dachowych. Idealnym rozwiązaniem byłby dach jednospadowy o ekspozycji południowej. Nowa dyrektywa EPBD zamierza wprowadzić w europie budownictwo prawie zero energetyczne pozyskujące zużywaną energię ze źródeł odnawialnych. Takie standardy energetyczne będą wymagać daleko idących zmian w projektowaniu domów i ich optymalizacji pod kątem wykorzystania fotowoltaiki.

REKLAMA


Opublikowano:

Baterie słoneczne ? rodzaje i budowa

Baterie słoneczne, którą często nazywane są panelami fotowoltaicznymi to urządzenia służące do produkcji energii elektrycznej bezpośrednio z energii słonecznej. Zazwyczaj bateria słoneczna zbudowana jest z pojedynczych ogniw. Z kolei baterie słoneczne łączy się razem tworząc instalację fotowoltaiczną.

baterie słoneczne

Obecnie na rynku można spotkać 5 typów baterii słonecznych różniących się materiałem, z którego zostały wykonane ogniwa.

Panele fotowoltaiczne z ogniw polikrystalicznych

Jedne z najbardziej popularnych baterii słonecznych charakteryzują się sprawnością rzędu 12-14%. Ogniwa budujące panel mają niebieski kolor z wyraźnie zarysowanymi kryształami krzemu.

bateria słoneczna polikrystalicznaBateria słoneczna z krzemu polikrystalicznego



Panele fotowoltaiczne z ogniw monokrystalicznych


Ten typ baterii słonecznych charakteryzuje się wyższą ceną w przeliczeniu na wat mocy niż baterie słoneczne polikrystaliczne. Sprawność paneli monokrystalicznych jest wyższy niż polikrystalicznych i wynosi zazwyczaj 14-16%. Zazwyczaj ogniwa monokrystaliczne mają kształt wielokątów, przez co nie wypełniają w pełni przestrzeni w panelu, co przekłada się na znacznie niższą sprawność baterii w stosunku do sprawności pojedynczego ogniwa.

bateria słoneczna monokrystalicznaBateria słoneczna z krzemu monokrystalicznego

Panele fotowoltaiczne z krzemu amorficznego

Ten typ baterii słonecznych pośród technologii krzemowych charakteryzuje się najniższą sprawnością wynoszącą zazwyczaj 6-8% przy jednoczesnej najniższej cenie za wat mocy spośród technologii krzemowych.

bateria słoneczna amorficznaBateria słoneczna z krzemu amorficznego

Panele fotowoltaiczne z tellurku kadmu CdTe

Ten typ baterii słonecznej należy do technologii cienkowarstwowej, w której warstwa półprzewodnika jest nakładana w postaci warstwy grubości kilkuset mikrometrów. Sprawność paneli fotowoltaicznych opartych o tellurek kadmu to ok. 11% są one jednak znacznie, bo aż o kilkadziesiąt % tańsze w przeliczeniu na wat mocy niż baterie słoneczne zbudowane z ogniw krzemowych.

bateria słoneczna z tellurku kadmu cdteBateria słoneczna z tellurku kadmu

Panele fotowoltaiczne z mieszaniny Indu, Galu, Miedzi, Selemu (CIGS)

Ten typ baterii słonecznej podobnie jak CdTe należy do technologii cienkowarstwowej Sprawność paneli fotowoltaicznych opartych o CIGS wynosi ok. 10-15% w zależności od technologii i producenta. Baterie słoneczne zbudowane z CIGS trudno spotkać na polskim rynku, choć technologia ta rozwija się bardzo dynamicznie i wielu producentów prowadza tego typ panele fotowoltaiczne do swojej oferty.

bateria słoneczna CIGSBateria słoneczna z mieszaniny CIGS

Większość potencjalnych inwestorów zadaje sobie pytanie czy z każdego typu baterii słonecznej uzyska podobną ilość energii. Po pierwsze należy zaznaczyć, że w kwestii uzysku energii z baterii słonecznych sprawność niema znaczenia. Dla inwestora najważniejszym parametrem jest moc instalacji, jaką chce posiadać, jeżeli wybierze panele fotowoltaiczne o wyższej sprawności instalacja będzie zajmować mniejszą powierzchnię. W przypadku niższej sprawności potrzeba będzie większej powierzchni. Główny wpływ na różnice w uzysku energii z różnych baterii słonecznych będzie miała temperatura i właściwości półprzewodnika, z jakiego zostały wykonane ogniwa w danej baterii.

Powierzchnia dachu potrzebna na baterie słoneczne w zależności od ich typu

powierzchnia dachu potrzeba do instalacji baterii słonecznych w zależności od ich typu*Wartości uśrednione

Należy mieć na uwadze, że moc baterii słonecznej podana przez producenta odnosi się do specyficznych warunków atmosferycznych. Na każdym panelu znajdziemy informację ?Standard Test Conditions (STC) 1000W/m2, AM 1.5, 25°C? Dla inwestora najważniejsze są dwa parametry 1000W/m2, czyli natężenie promieniowania słonecznego. W Polskich warunkach wartość rzędu 1000W nie występuje często, z dlatego należy pamiętać, że nawet w słoneczne dni baterie słoneczne nie będą pracować z mocą nominalną. Drugi ważny parametr to 25°C określający, temperaturę, w której testowane są panele fotowoltaiczne zazwyczaj, gdy jest słonecznie temperatura panelu fotowoltaicznego jest wyższa, co przekłada się na niższą sprawność baterii słonecznej (moc niższą od nominalnej podawanej przez producenta).

Spadek mocy w zależności od temperatury

spadek mocy baterii słonecznych wraz z temperaturą

Przed zakupem baterii słonecznych warto zapoznać się z ich spadkiem mocy wynikającym ze wzrostu temperatury. Zazwyczaj producenci oznaczają ten wskaźnik, jako Temperature Coefficient of PMPP podając wartość w procentach spadku mocy nominalnej na 1 stopień wzrostu temperatury ponad 25 stopni Celsjusza. Jak pokazuje powyższa tabela różnice w spadku mocy pomiędzy panelami fotowoltaicznymi wykonanymi w różnych technologiach mogą być znaczne.

* Temperatury odnoszą się do baterii słonecznej nie do temperatur otoczenia.

Jak pokazuje powyższa tabela w upalne dni spadki mocy baterii słonecznych może być znaczny dochodząc do przeszło 20% w przypadku paneli zbudowanych z ogniw monokrystalicznych. Na tym tle bardzo dobrze prezentują się baterie słoneczne zbudowane z tellurku kadmu CdTe, które charakteryzują się ok. połowę mniejszym spadkiem mocy w stosunku do paneli krzemowych. Obliczenia wskazują, że w Polskich warunkach klimatycznych przy tej samej mocy nominalnej instalacja zbudowana z tellurkowych baterii fotowoltaicznych jest w stanie wyprodukować o ok. 9% więcej energii elektrycznej, co instalacja zbudowana z baterii krzemowych. W okresie letnim przewaga paneli fotowoltaicznych zbudowanych z tellurku kadmu nad panelami z ogniw krzemowych jest jeszcze większa dochodząc do 12% większego uzysku energii przy tej samej mocy nominalnej.

cdn…..

REKLAMA


Opublikowano:

Nasłonecznienie, usłonecznienie i natężenie promieniowania słonecznego

Nasłonecznienie często mylone jest z usłonecznieniem oraz natężeniem promieniowania słonecznego. Poruszając się w tematyce energetyki słonecznej warto przypomnieć sobie różnice między podstawowymi wielkościami opisującymi zasoby energii słonecznej. 
Natężenie promieniowania słonecznego to chwilowa wartość gęstości mocy promieniowania słonecznego padającego w ciągu jednej sekundy na powierzchnię jednego m?, prostopadłą do kierunku promieniowania. Wartość ta podawana jest zazwyczaj w [W/m?] lub [kW/m?]. Do granicy atmosfery ziemi dociera ze słońca w sposób ciągły strumień energii o mocy 1366 [W/m?] i jest to tak zwana stała słoneczna (choć nie jest do końca wielkością stałą). Natężenie promieniowania słonecznego docierające do powierzchni ziemi ulega ciągłym zmianom zazwyczaj w przedziale 100 ? 800 [W/m?] w ciągu dnia. Najwyższe wartości notowane są w słoneczne bezchmurne dni i mogą osiągać 1000 [W/m?]. 
Nasłonecznienie to suma natężenia promieniowania słonecznego w danym czasie i na danej powierzchni np. suma natężenia promieniowania słonecznego w czasie godziny, dnia, roku na powierzchni 1m?. Nasłonecznienie jest wielkością opisującą zasoby energii słonecznej w danym miejscu i czasie. Nasłonecznienie najczęściej wyrażane jest w Wh/m?, kWh/m?, MJ/m?, GJ/m? na dzień, miesiąc lub rok. 
Nasłonecznienie w Polsce

Nasłonecznienie w Europie


Źródło map solargis 
Zależności między natężeniem promieniowania słonecznego i nasłonecznieniem. 
Najprościej można powiedzieć, że nasłonecznienie to natężenie promieniowania słonecznego w czasie. Mnożąc średnie natężenie promieniowania słonecznego raz czas, w jakim ono występuje otrzymamy nasłonecznienie. 

Przykład: 
W czasie godzinnych pomiarów 30 minut średnie natężenie promieniowania słonecznego wynosiło 400 W/m? w czasie kolejnych 30 minut wynosiło 600 W/m?.
Ile wynosi nasłonecznienie w ciągu tej godziny.
400 [W/m?] *1/2 [h] = 200 [Wh/m?]
600 [W/m?] *1/2 [h] = 300 [Wh/m?]
Nasłonecznienie = 200 [Wh/m?]+ 300 [Wh/m?]= 500 [Wh/m?] 
Usłonecznienie jest definiowane, jako liczba godzin słonecznych, czas podany w godzinach, podczas którego na powierzchnię Ziemi padają bezpośrednio promienie słoneczne. Jest to parametr opisujący głównie warunki pogodowe a nie zasoby energii słonecznej. Wykorzystuje się go jednak w energetyce słonecznej do szacowania warunków pracy instalacji np. do wyliczania godzin pracy pompy cyrkulacyjnej w instalacji kolektorów słonecznych. Warunki klimatyczne, które między innymi opisuje usłonecznienie determinują zarówno możliwości wykorzystania energii słonecznej, jak również limitują opłacalny okres eksploatacji instalacji słonecznych. W Polsce średnia wieloletnia wartość usłonecznienia, jest największa dla Kołobrzegu i wynosi 1624 h/rok, odpowiednio dla Warszawy jest to 1579 h/rok, zaś dla Zakopanego 1467 h/rok. 
Pamiętajmy! 
Dobierając kolektory słoneczne czy baterie słoneczne będziemy potrzebować danych o nasłonecznieniu
Wyniki badań urządzeń wykorzystujących energię słoneczną testowane w ustalonym natężeniu promieniowania słonecznego zazwyczaj 1000W/m2

Gdzie znaleźć szczegółowe dane o nasłonecznieniu i natężeniu promieniowania słonecznego?
Szczegółowe dane o nasłonecznieniu można pobrać np. ze strony ministerstwa gospodarki pod adresem http://www.mi.gov.pl/2-48203f1e24e2f-1787735-p_1.htm Na stronie znajduje się lista 61 miast z danymi o nasłonecznieniu temperaturze i natężeniu promieniowania słonecznego. W celu uzyskania danych o nasłonecznieniu pobieramy plik z kolumny statystyki ISO STAT TXT. Dane o nasłonecznieniu na powierzchnię horyzontalną z podziałem na miesiące znajdują się w kolumnie oznaczonej jako ITH dane w Wh/m2. Informacje o natężeniu promieniowania słonecznego można uzyskać pobierając plik z kolumny Typowy rok meteorologiczny. Znajdują się tam dane o nasłonecznieniu liczonym w interwałach godzinnych które w przybliżeniu odpowiadają średniemu natężeniu promieniowania słonecznego godzina po godzinie.


Opublikowano:

Energetyka wiatrowa na świecie ? chińczycy coraz mocniejsi.

Do połowy 2011r. moc zainstalowana w energetyce wiatrowej na świecie osiągnęła 215 GW a rynek nowo zainstalowanych mocy zwiększył się rok do roku o 15% osiągając 18.4 GW do lipca 2011. Szacuje się, że w całym 2011r. zostanie zainstalowanych 43.9 GW. Spoglądając na pierwszą dziesiątkę krajów o największej zainstalowanej w oczy rzuca się znaczące umocnienie Chin na pozycji lidera w wykorzystaniu energii wiatru. Energetyka wiatrowa przesunęła swoje centrum na wschód a Chiny stają się niekwestionowanym liderem zarówno pod względem nowo instalowanych jak i skumulowanej mocy. Do połowy 2011 w państwie środka zostało zainstalowanych 8 GW turbin wiatrowych, co stanowi 43% rynku światowych nowych instalacji. Skumulowana moc zainstalowana w energetyce wiatrowej w Chinach przekroczyła 52 GW czyli przeszło o 10 GW więcej niż w USA, które od 2010r spadły na drugie miejsce zarówno pod względem nowy instalacji, jaki i skumulowanej zainstalowanej mocy. Na szczególną uwagę zasługują także Indie, które uplasowały się na piątej pozycji pod względem skumulowanej zainstalowanej mocy jednak pod względem nowych instalacji awansowały w przeciągu kilku ostatnich lat na trzecią pozycję wyprzedzając takie europejskie potęgi energetyki wiatrowej jak Niemcy i Hiszpania. Europejska energetyka wiatrowa na tle świata wyraźnie straciła impet. Mimo iż w pierwszej dziesiątce światowej energetyki wiatrowej jest 6 krajów europejskich to jednak wyraźnie widać, że impet nowych instalacji turbin wiatrowych zaczyna spadać. Europejski rynek energetyki wiatrowej okres dynamicznego wzrostu ma już za sobą i w wielu krajach europejskich można spodziewać się w najbliższych latach stabilizacji lub nawet spadku nowo instalowanych mocy.

Energetyka wiatrowa na świecie źródło WWEA


Opublikowano:

Fotowoltaika i ceny energii

Produkcja energii elektrycznej przy pomocy baterii słonecznych ciągle jest bardzo kosztowna w porównaniu do energii z paliw kopalnych jednak w przeciągu najbliższej dekady sytuacja może ulec znaczącej zmianie. Fotowoltaika na tle innych odnawialnych źródeł energii charakteryzuje się dużym potencjałem redukcji kosztów instalacji. Ostatnie 20 lat rozwoju branży baterii słonecznych pokazało, że podwojenie wolumenu zainstalowanej mocy powoduje 20% spadek ceny paneli fotowoltaicznych. W przeciągu ostatnich 5 lat w Europie koszty instalacji elektrowni fotowoltaicznej spadły o 50% a w najbliższych 10 latach prognozowany jest dalszy dynamiczny spadek cen systemów słonecznych w przedziale od 36-51% (źródło EPIA). Z punktu widzenia użytkownika najważniejszy jest koszt energii produkowanej z danego źródła. Na tym tle fotowoltaika także posiada duży potencjał spadku cen. W strukturze kosztów produkcji energii elektrycznej ze słońca zdecydowanie dominujące są koszty inwestycyjne z tego też względu spadek cen instalacji bezpośrednio przekłada się na niższe koszty produkcji energii. Szacuje się, że do roku 2020 koszty energii elektrycznej produkowanej z energii słonecznej spadną w Europie o 50% z obecnego poziomu 0,16-0,35 euro/kWh do 0,08 ? 0,18 euro/kWh. 
Koszt energii z instalacji fotowoltaicznej w poszczególnych latach i źródło EPIA

 Parytet sieciowy coraz bliżej 

Celem branży fotowoltaicznej jest osiągnięcie parytetu sieciowego, czyli poziomu cenowego produkcji energii równego lub niższego niż cena energii w sieci. Z roku na rok przybliżamy się do tego poziomu i według analiz EPIA już w roku 2013 parytet sieciowy zostanie osiągnięty we Włoszech przez instalacje fotowoltaiczne w segmencie instalacji komercyjnych. Dwa lata później, czyli w roku 2015 cena energii z fotowoltaicznych instalacji domowych osiągnie we Włoszech rynkowy poziom cen. W poszczególnych krajach parytet sieciowy będzie następował w różnych latach i będzie głównie uzależniony od nasłonecznienia w danym kraju oraz ceny energii. Włochy pod tym względem są w bardzo dobrej sytuacji. Posiadają bardzo wysokie nasłonecznienie zwłaszcza na południu a deficyt energii sprawia, że jest ona w tym kraju bardzo droga. 
Rok osiągnięcia przez instalację fotowoltaiczną parytetu sieciowego

Źródło opracowanie własne na podstawie danych EPIA 
W powyższym zestawieniu na słowo komentarza zasługują Niemcy z uwagi na zbliżone do Polski nasłonecznienie. Można założyć, że skoro w roku 2017 w Niemczech energia z baterii słonecznych stanie się atrakcyjna cenowo bez dofinansowania w domowych instalacjach to także nieznacznie później w Polsce wykorzystanie fotowoltaiki będzie w pewnych warunkach inwestycyjnych uzasadnione ekonomicznie przed rokiem 2020.

Koszt energii z instalacji fotowoltaicznej w poszczególnych latach z podziałem na wielkość instalacji źródło EPIA

Obecnie fotowoltaika cieszy się w Polsce dużym zainteresowaniem mimo braku finansowej opłacalności takiej inwestycji. Ważne jest, aby Państwo stworzyło podstawy do rozwoju w Polsce rozproszonej energetyki. Niezbędne jest wprowadzenie możliwości bezkosztowej odsprzedaży wyprodukowanej energii z małych instalacji do sieci bez konieczności prowadzenia w tym celu koncesjonowanej działalności gospodarczej. Konieczne jest wprowadzenie prosumenckiego rynku energii, w którym każdy uczestnik rynku będzie mógł być zarówno konsumentem ja i lokalnym dostawcom energii.

REKLAMA


Opublikowano:

Pompa ciepła – ekonomika

Prowadząc warsztaty z energetyki odnawialnej często dostaje pytanie. Czy Pompa ciepła się opłaci? Na wstępie należy zaznaczyć, że pytanie to jest źle sformułowane. Pomp ciepła podobnie jak i innych urządzeń grzewczych nie można rozpatrywać w kontekście opłacalności gdyż każde urządzenie grzewcze zawsze generuje koszty. Tendencja w marketingu do upraszczania wszystkiego sprawia, że często pojawiają się opracowania mówiące o ?okresie zwrotu? pompy ciepła czy niskich kosztach pracy pomijając nakłady inwestycyjne. W mojej ocenie, jeżeli rozważamy zakup pompy ciepła lub innego urządzenia grzewczego powinniśmy zawsze rozpatrywać je w kontekście generowanych przez nie kosztów (inwestycyjnych i eksploatacyjnych) w założonym okresie użytkowania.
Porównanie ekonomiki wykorzystania pompy ciepła oraz ogrzewania gazowego.
Założenia do analizy
– Rozpatrywany okres analizy kosztów użytkowania 20 lat,
– Analiza nie uwzględnia kosztów serwisu (założono, że koszty serwisu kotłowni gazowej i pompy ciepła będą zbliżone),
– Koszty instalacji zdyskontowano 5% stopą dyskonta, aby odnieść zmianę wartości pieniądza w czasie (dlaczego należy zdyskontować koszty instalacji pisałem tu),
– Założono średni roczny wzrost cen gazu i energii elektrycznej na poziomie 8%
– Koszty ogrzewania są rozpatrywane dla budynków o rocznym zapotrzebowaniu na ciepło od 4500 kWh do 16500 kWh,
– Założono, że koszt przyłącza gazowego nie będzie wyższy niż 4500 zł,
– W przypadku pompy ciepła założono 70% pracę w tańszej taryfie nocnej i magazynowanie energii,
– Z uwagi na konieczność akumulacji energii cieplnej założono sprawność akumulacji na poziomie 85%,
– Założono, że zarówno systemy ogrzewania oparte o pompę ciepła jak i gazowy będą wysoce efektywne przy stratach przesyłu na poziomie 5% i stratach regulacji 3%,
Dla tak przyjętych założeń koszty systemu grzewczego w okresie 20 lat wyglądają następująco

Zestawienie kosztów użytkowania dla kotłowni gazowej

Zestawienie kosztów użytkowania dla kotłowni z pompą ciepła powietrze – woda

Zestawienie kosztów użytkowania dla kotłowni z pompą ciepła solanka – woda (sondy pionowe)
Podsumowanie analizy  
W zestawieniu kolorem zielonym zaznaczono najbardziej ekonomicznie uzasadnione rozwiązanie w przyjętych warunkach analizy (każdy powinien je dostosować do własnych warunków inwestycyjnych)
W przypadku popularnego domu o powierzchni 150 m w każdym wariancie energetycznym pompa ciepła woda ? woda (solanka ? woda) o dolnym źródle w postaci sond pionowych generowała wyższe koszty niż ogrzewanie gazowe. Sytuacja ta wynikła z bardzo wysokich nakładów inwestycyjnych związanych zarówno z zakupem samej pompy jak i wykonaniem dolnego źródła. Znacznie lepszą ekonomiką wykorzystania charakteryzuje się pompa ciepła powietrze ? woda. W tym przypadku dla budynku zużywającego więcej niż 9000 kWh energii cieplnej rocznie (150m2 60 kWh/m2) kotłownia z pompą ciepła powietrze-woda generowała niższe sumaryczne koszty niż kotłownia gazowa. Ogrzewanie gazowe okazało się bezkonkurencyjne cenowo w przypadku budynków bardzo energooszczędnych. W tym przypadku niskie zużycie energii premiowało rozwiązania o niskich nakładach inwestycyjnych.


Opublikowano:

Czy biomasa pozwala rzeczywiście ograniczyć emisję CO2 ?

Produkcja biopaliw ich przetwarzanie oraz spalanie wywołuje szereg negatywnych skutków dla środowiska, dlatego w mojej ocenie spośród odnawialnych źródeł energii biomasa charakteryzuje się największym negatywnym oddziaływaniem na środowisko. 
Wykorzystanie nieużytków zwiększa emisję CO2! 
W Polsce często mówi się, że mamy duży potencjał wykorzystania biomasy z uwagi na duże obszary nieużytków rolnych. Osobiście jestem przeciwny takiemu działaniu z uwagi na znaczący negatywny wpływ na środowisko. Nieużytki są zazwyczaj siedliskiem bogatej flory i fauny, która zostanie zniszczona przywracając uprawę rolną na tym terenie. Dodatkowo zagospodarowanie tych terenów pod uprawę biopaliw będzie wiązać się z użyciem środków ochrony roślin oraz nawozów. Niestety współczesna uprawa rolna nie jest przyjazna dla środowiska. Zagospodarowanie nieużytków pod uprawę biopaliw nie można także uzasadnić ograniczeniem emisji CO2 gdyż przy takim działaniu dochodzi w praktyce do zwiększenia emisji. Rosnące na nieużytkach rośliny trawy i drzewa absorbują i wiążą w swoich tkankach węgiel z atmosfery. Część tego węgla jest uwalniania z powrotem do atmosfery przez organizmy żyjące na tym obszarze jednak większość jest gromadzona w ziemi i roślinności. W ten sposób rosnące rośliny mają zdolność bilansowania emisji ze spalania paliw kopanych. W innym przypadku, gdy nieużytki zostaną wykorzystanie do oprawy biopaliw spalanych np. w elektrowniach w celu zastąpieniu paliw kopalnych bilans emisji CO2 w efekcie tej zamiany może się zwiększyć w przeliczeniu na jednostkę wyprodukowanej energii. Po pierwsze biomasa jest zazwyczaj spalana z niższą efektywnością niż paliwa kopalne. Po drugie zagospodarowane pod uprawę nieużytki odznaczały się ujemnym bilansem emisji i absorpcji węgla. Z tego względu działaniem bardziej efektywnie ograniczającym emisję CO2 jest zalesianie nieużytków niż wykorzystywanie ich w zastępstwie paliw kopalnych. 
Niedawno opublikowany raport Greenhouse Gas Accounting in Relation to Bioenergy nie pozostawia wątpliwości, że w europie przeszacowany został pozytywny wpływ biomasy na ograniczenie emisji CO2. W mojej ocenie koniecznie należy zweryfikować założenia odnoście wsparcia dla biomasy a w szczególności ograniczyć a następnie wyeliminować wsparcie dla bioupraw przy jednoczesnym zwiększeniu zachęt do wykorzystania i zagospodarowania bioodpadów.


Opublikowano:

Turbiny wiatrowe i szpecenie krajobrazu?

Turbiny wiatrowe często oskarżane są o negatywne oddziaływanie na środowisko w tym o szpecenie krajobrazu. W pierwszej chwili do mnie też trafił argument, że krajobraz z turbinami wiatrowymi jest zeszpecony jednak po głębszym zastanowieniu i obserwacji najbliższej okolicy zacząłem zastanawiać się czy przy obecnym zurbanizowaniu i przekształceniu krajobrazu turbiny wiatrowe są w ogóle w stanie go zeszpecić? 
Park wiatrowy Tymień
Turbiny wiatrowe zdecydowanie są wyrazistym elementem krajobrazu i w przypadku dużych parków wiatrowych powodują wyrazistą zmianę krajobrazu. Jednak jeżeli spojrzymy na otaczającą nas okolicę znajdziemy w niej wiele równie wyrazistych elementów, które znacznie bardziej niż turbiny wiatrowe ?szpecą? wygląd okolicy a mimo to akceptujemy ich obecność w krajobrazie z uwagi na korzyści i wygodę, jaką nam dają. 
Szpecenie krajobrazu top 4 
1- Linie wysokiego napięcia
Znajdują się wszędzie a przy ich budowie zakłady energetyczne nie wykazują nawet minimum starań o efekt wizualny.
2- Nadajniki GSM i inne
Bardzo popularne i coraz liczniejsze z uwagi na rozwój telefonii komórkowej. Także w tym przypadku konstruktorzy nie przykładają żadnej wagi do estetyki stosując maszty kratownicowe. 
3- Kominy (dymiące)
Nieodzownym elementem fabryk, ciepłowni i elektrowni pozyskujących energię z paliw kopalnych. Kominy są zdecydowanie mało estetyczne zwłaszcza, gdy wydobywa się z nich dym.
4- Bloki
Pozostałość z budownictwa PRL-u znajdują się w każdym polskim mieście i miasteczku bloki w kształcie prostopadłościanu w mojej ocenie najbardziej szpetny element naszego krajobrazu. 
Piękno jest pojęciem względnym i każdy ma prawo do własnej oceny jednak zanim zaczniemy narzekać na szpetne turbiny wiatrowe powstające w naszej okolicy zastanówmy się czy oby na pewno są one najgorszym elementem naszego krajobrazu.