Strona główna » Odnawialne źródła energii

Odnawialne źródła energii

Energia odnawialna jest pozyskiwana z naturalnych, powtarzających się procesów przyrodniczych. Odnawialne źródła energii (OZE) stanowią doskonałą alternatywę dla tradycyjnych, pierwotnych, nieodnawialnych nośników energii (paliw kopalnych). Ich zasoby uzupełniają się w naturalnych procesach, co praktycznie pozwala traktować je jako niewyczerpalne.

W warunkach krajowych energia ze źródeł odnawialnych obejmuje energię pozyskiwaną z bezpośredniego wykorzystania promieniowania słonecznego (przetwarzanego na ciepło lub energię elektryczną), wiatru, zasobów geotermalnych (z wnętrza Ziemi), wodnych, stałej biomasy, biogazu i biopaliw ciekłych.

Na podstawie art. 4 ust. 3 dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych Państwo Polskie zobowiązane jest do wdrażania programów pomocowych dla obywateli i instytucji.

 

DO ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII INSTALOWANYCH PRZEZ NASZĄ FIRMĘ NALEŻĄ:

Pompy ciepła

Są to urządzenia za pomocą, których energia cieplna z poziomu niskotemperaturowego jest przenoszona na poziom temperaturowy użyteczny dla potrzeb ogrzewania budynków i podgrzewania ciepłej wody użytkowej, dzięki dostarczeniu energii elektrycznej (pompy ciepła sprężarkowe) z zewnątrz. Energia cieplna na poziomie niskotemperaturowym jest ogólnie dostępna i występuje w przyrodzie w naturalnych warunkach – jest to dolne źródło dla pompy ciepła, która transportuje ją już jako wysokotemperaturową do górnego źródła (np. instalacja ogrzewania).

Parametrem wyróżniającym efektywność pomp ciepła jest współczynnik COP będący stosunkiem wydajności cieplnej całkowitej do energii dostarczonej w postaci energii elektrycznej do napędu sprężarki i pomp obiegowych pracujących w pompie ciepła.

schemat działania pompy ciepła

Pompy ciepła powietrze – woda

Dla pomp ciepła typu powietrze-woda dolnym źródłem może być powietrze otoczenia lub podgrzane powietrze pochodzące z procesów technologicznych. Ze względu na konfigurację pompy ciepła tego typu występują jako monoblok oraz split. W monoblokowym wykonaniu występują do ustawienia zewnętrznego i wewnętrznego. Przykładem pompy ciepła do ustawienia zewnętrznego jest seria LW…A firmy Alpha Innotec.

Jednostka zewnętrzna pompy ciepła typu split firmy Daikin

Jednostka zewnętrzna pompy ciepła typu split firmy Daikin.

Jednostka wewnętrzna pompy ciepła typu split z zasobnikiem c.w.u. firmy Daikin

Jednostka wewnętrzna pompy ciepła typu split z zasobnikiem c.w.u. firmy Daikin.

Pompy ciepła typu solanka – woda

Faza montażu maszynowni pomp ciepła solanka - woda

Faza montażu maszynowni pomp ciepła solanka – woda.

Solanka to wodny roztwór glikolu propylenowego będący nośnikiem ciepła dolnego źródła. Dolne źródło może występować jako wymiennik pionowy w postaci odwiertów głębinowych, w których znajduje się sonda jako pojedyncza U-rura lub podwójna U-rura. Dla poprawy współczynnika przewodzenia ciepła otwór z U-rurą wypełniany jest bentonitem. Rury z poszczególnych sond doprowadzone są do studni zbiorczej z kolektorami, a stąd rurami zbiorczymi do parownika pompy ciepła. Do regeneracji dolnego źródła pionowego wykorzystywane jest ciepło wnętrza ziemi.

Dla tego rodzaju pomp ciepła stosuje się również dolne źródło w postaci wymiennika poziomego w postaci rur ułożonych na głębokości od 1,5 – 2 m pod powierzchnią ziemi. W czasie regeneracji ciepło promieniowania słonecznego jest doprowadzane do gruntu w postaci bezpośredniego promieniowania lub ciepła zawartego w wodach opadowych. Sposób regeneracji wymiennika płaskiego determinuje zagospodarowanie powierzchni nad nim.

Obydwa rodzaje dolnego źródła są równoważne energetycznie. Wybór zależy od dysponowanej powierzchni terenu do jego budowy.

Pompy ciepła powietrze-woda do podgrzewania ciepłej wody użytkowej

Służą do podgrzewania jedynie ciepłej wody użytkowej. Doskonale sprawdzają się we współpracy z kotłami na paliwo stałe. Poza sezonem grzewczym przejmują funkcję podgrzewacza c.w.u., więc nie ma konieczności uruchamiania kotła. Produkowane w wersjach dla temperatur powietrza wlotowego od +5 lub -10 o C.

Zainstalowana moc elektryczna 0,6 kW, wyjściowa moc cieplna 1,7 kW. Współczynnik COP =4,3 dla Tp =+20o C i Tcwu =45o C. Schładzają i osuszają powietrze w pomieszczeniu zainstalowania. Latem powietrze na wyjściu może służyć do schładzania pomieszczeń w domu. Sumaryczna długość kanałów powietrznych (wlot i wylot) to 70 m.

Pompy ciepła powietrze-woda do podgrzewania ciepłej wody użytkowej

Kolektory słoneczne

Rolą kolektorów słonecznych jest zaabsorbowanie energii cieplnej promieniowania słonecznego i przekazanie jej na potrzeby użytkowe budynku – ogrzewanie, podgrzanie ciepłej wody użytkowej. Należą do odnawialnych źródeł energii. W warunkach klimatycznych Polski energia promieniowania słonecznego może być wykorzystywana do wspomagania zasilania instalacji ogrzewania, lecz nie może służyć jako jedyne źródło energii i z ekonomicznego punktu widzenia takie instalacje są mało efektywne. Zazwyczaj kolektory słoneczne w Polsce wykorzystywane są do wspomagania instalacji przygotowania ciepłej wody użytkowej. Rozróżnia się dwie grupy kolektorów słonecznych:

  • Kolektory płaskie
  • Kolektory próżniowe

W/w grupy różnią się izolacją termiczną absorbera od otoczenia.

W kolektorach płaskich z reguły jest ona wykonana z wełny mineralnej umieszczonej w szczelnej obudowie. Od strony padania promieni izolację stanowi szyba ze szkła „solarnego”.

kolektory słoneczne buderus

Kolektory słoneczne

W bardziej wyrafinowanych konstrukcjach przestrzeń między szybą i absorberem wypełniona jest gazem szlachetnym np. argonem. Między szybą i izolacją umieszczone są rury miedziane o średnicy kilku milimetrów trwale przytwierdzone do blachy miedzianej pokrytej absorberem. Promieniowanie słoneczne padając na szybę częściowo zostaje odbite, a pozostała część przepuszczona przez szybę, z której część zostaje zaabsorbowana i przekazana cieczy solarnej oraz niewielka część przez absorber wyemitowana. O sprawności kolektora płaskiego decyduje wykonanie obudowy umożliwiające utrzymanie w stanie suchym izolacji z wełny mineralnej, przepuszczalność i izolacyjność termiczna szyby solarnej, rodzaj absorbera, różnica temperatur między absorberem i otoczeniem.

W bardziej zaawansowanych konstrukcjach przestrzeń między szybą i absorberem wypełniona jest gazem szlachetnym np. argonem. Między szybą a izolacją umieszczone są rury miedziane o średnicy kilku milimetrów trwale przytwierdzone do blachy miedzianej pokrytej absorberem. Promieniowanie słoneczne padając na szybę częściowo ulega odbiciu, natomiast pozostała część przepuszczona jest przez szybę, z której część zostaje zaabsorbowana i przekazana cieczy solarnej oraz niewielka część przez absorber wyemitowana. O sprawności kolektora słonecznego płaskiego decyduje wykonanie obudowy umożliwiające utrzymanie w stanie suchym izolacji z wełny mineralnej, przepuszczalność i izolacyjność termiczna szyby solarnej, rodzaj absorbera, różnica temperatur między absorberem a otoczeniem.

W kolektorach słonecznych próżniowych izolację termiczną między absorberem a otoczeniem stanowi wysoko rozrzedzone powietrze zwane próżnią. Dostępne są dwa rodzaje tub: ze ścianką podwójną oraz ze ścianką pojedynczą. W tubach ze ścianką podwójną umieszczony jest absorber z rurką, który nie znajduje się w próżni, lecz otoczony jest warstwą próżni zawartą w podwójnej tubie. W tubie ze ścianką pojedynczą absorber z rurką zanurzony jest w próżni, rurka przechodzi do otoczenia poprzez połączenie szklanej tuby z rurka miedzianą. Połączenie wykonane jest na drodze chemicznej, a producent daje 20-letnią gwarancję na szczelność.

Innym kryterium podziału kolektorów próżniowych jest transmisja energii cieplnej z kolektora do cieczy solarnej. Rozróżnia się sposób suchy „tuby heat pipe” oraz bezpośredni przepływ. W przepływie bezpośrednim ten sam płyn solarny odbiera energię od absorbera i przekazuje ją poprzez wężownicę w zasobniku solarnym do c.w.u. W tubach „heat pipe” inny czynnik odbiera ciepło z absorbera i w kondensatorze (miedziany zbiorniczek) poprzez jego ściankę przekazuje ciepło do opływającego płynu solarnego.

Ze względu na wysoką izolacyjność próżni kolektory słoneczne próżniowe są efektywne również w okresie zimowym w przeciwieństwie do kolektorów płaskich. Przewymiarowana instalacja powoduje częste wchodzenie w stan stagnacji – z powodu braku odbioru ciepła temperatura płynu solarnego przekracza 170-180 o C. Jest to stan, w którym z płynu solarnego wytrącają się kryształki blokujące przepływ przez kolektor słoneczny. Częste wchodzenie w stan stagnacji skraca żywotność układu solarnego.

Zapobieganie stanom stagnacji.

  • niedowymiarowanie instalacji solarnej
  • wykonanie układu hydraulicznego pozwalającego na odbiór nadmiaru ciepła
  • zastosowanie kolektorów próżniowych z bezpiecznikiem termicznym

Pomijając energię zużywaną przez pompę obiegową kolektory słoneczne są darmowym, ekologicznym źródłem energii. Kolektory słoneczne w skali roku pokrywają średnio w granicach 55-65 % rocznego zapotrzebowania energii na potrzeby c.w.u. w budownictwie mieszkaniowym.

Ogniwa fotowoltaiczne

Służą do konwersji energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Proces zachodzi w płytkach krzemowych na złączu typu n-p-n. Na skutek energii promieniowania słonecznego po obu stronach bariery potencjałów gromadzą się ładunki dodatnie i ujemne tworząc SEM (siłę elektromotoryczną). Połączenie płytek w panelu pozwala nam uzyskać element montażowy o mocy około 250 Wp. Jest to źródło prądu stałego. Doprowadzając energię prądu stałego przewodami do inwertera na wyjściu otrzymamy energię prądu zmiennego o częstotliwości 50 Hz i napięciu 230 V, a więc użyteczną dla naszych odbiorników energii elektrycznej.

Fragment farmy fotowoltaicznej SOLAR WORD

Fragment farmy fotowoltaicznej SOLAR WORD o mocy 8MW we Freibergu (Niemcy)

Kotły na biomasę

Ostatnio bardzo popularne są nowe technologie uzyskiwania energii odnawialnej, a szczególnie biopaliwa. Biopaliwa są paliwami uzyskiwanymi drogą przetworzenia produktów pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego. Ze względu na stan skupienia dzielimy biopaliwa na stałe, ciekłe i gazowe. Do biopaliw stałych zaliczamy miedzy innymi słomę w postaci bel, kostek albo brykietów, granulat trocinowy lub słomiany – tzw. pelet (z ang. pellet – granulka), drewno, siano, a także różne inne przetworzone odpady roślinne. Biopaliwa ciekłe otrzymywane są w drodze fermentacji alkoholowej węglowodanów, fermentacji butylowej biomasy, bądź z estryfikowanych w biodiesel olejów roślinnych. Biopaliwa gazowe powstają w wyniku fermentacji beztlenowej odpadów rolniczej produkcji zwierzęcej na przykład obornika. Tak powstaje biogaz.

Biopaliwa to wszystkie paliwa otrzymywane z biomasy (szczątków organicznych lub produktów przemiany materii roślin lub zwierząt, np. krowiego nawozu). Biopaliwa są odnawialnymi źródłami energii, w odróżnieniu od paliw kopalnych takich jak ropa naftowa, gaz ziemny, węgiel czy paliwa jądrowe.

Nasza firma zajmuje się montażem i serwisem kotłów na pelet, ekogroszek, brykiet drzewny, drewno odpadowe.

Kocioł na pelet z podajnikiem

Kocioł na pelet z podajnikiem