Alternativní energie

Operační program Podnikání a inovace
Ministerstvo průmyslu a podnikání vyhlásilo výzvu k předkládání projektů v rámciprogramu podpory EKO-ENERGIE a také pojmenovalo priority energetických zdrojů, čímž de facto oddělilo fotovoltaiku a větrné elektrárny od možnosti financování z evropských fondů.

Ing arch. Pavel Šmelhaus
Pasivní domy v našich podmínkách
V listopadu 2006 uspořádalo Centrum pasivního domu a společnost Enviros odbornou exkurzi po energeticky úsporných stavbách a pasivních domech v severní části Německa. Těžiště pozornosti bylo věnováno Hannoveru a jeho okolí, kde zrovna probíhaly "Dny otevřených dveří" v pasivních domech. Stavební technologie a postupy používané v Německu se od našich v podstatě neliší. Progresivnější a nákladnější technologie zde ale přicházejí do praktického života dříve než v České republice. Autory pasivních novostaveb lze poměrně snadno rozdělit do dvou skupin na příznivce lehkých dřevostaveb a zastánce masivních zděných, zateplovaných konstrukcí. Každý z architektů se specializuje na jeden z výše uvedených způsobů a postupně jej zdokonaluje, přičemž není výjimkou že autor stavby je zároveň i dodavatelem některých speciálních stavebních materiálů (zejména izolací), jež si nechává na zakázku vyrábět, případně spolupracuje s průmyslovými výrobci na jejich vývoji.

Pasivní dům Hostětín
V České republice jde realizace NERD a PD zatím dost ztuha. Dílem to ovlivňuje zaběhnutý názor, že tyto budovy jsou ve stavebních nákladech dražší a také podle slov některých architektů, není tady dostatek vhodného stavebního materiálu, především izolačních hmot. A tak jsme rádi, můžeme-li informovat o realizaci pasivního domu a to více, že stavba získala několik ocenění. Jde o Centrum modelových ekologických projektů pro venkov v Hostětíně u Uherského Hradiště, které postavila jedna z nejvýznamnějších našich stavebních firem - Skanska, Divize Technologie. Díky použití energeticky šetrných technologií, stavebních prvků a materiálů spočívá hlavní výhoda v tom, že spotřebuje na vytápění kolem 15% energie; v těchto objektech není instalován klasický topný systém, postačuje mírně přihřívat čerstvý vzduch (řízené větrání s rekuperací). S ohledem na minimalizaci spotřeby energií a tím celkových provozních nákladů bylo rovněž řešeno i energeticky šetrné osvětlení místností vhodnou orientací či vodní režim objektů využitím dešťové vody. Celý komplex je navíc citlivě architektonicky začleněn do stávající zástavby při současném respektování historického urbanismu obce. Při výstavbě došlo v maximální možné míře k využití obnovitelných materiálů - dřevo, sláma, hlína.

Martin Jindrák, Atrea
Zkušenosti z realizací a provozu EPD domů v ČR - II
Náklady a zkušenosti z provozu EPD Rychnov u Jablonce n. Nisou. Článek navazuje na první část uvedenou v minulém čísle, kde autor hodnotí dvouleté měření energetických hodnot prvního českého pasivního domu postaveného v Rychnově u jablonce nad Nisou. V současné době jsou uzavřeny dva kompletní kalendářní roky a také dvě kompletní topné sezóny. Po první topné sezóně jsme byli poněkud rozčarováni. Naměřené a vyhodnocené spotřeby neodpovídaly předpokladům. Díky již zmiňovanému měření a průběžnému vyhodnocování provozu jsme získali další zkušenosti. I když jsme zpětně našli chyby ve zpracování údajů, hlavně ve vyhodnocení spotřeby energie na ohřev TV, stále jsme měli mnoho otazníků. Rychnov u Jbc n. N. leží v chladnější oblasti ČR. Výsledné spotřeby obou topných sezón se mezi sebou lišily, vč. délky TS kvůli rozdílnosti uplynulých dvou zim. Interiérovou teplotu jsme udržovali v rozsahu 21-22 °C, při pasivních slunečních ziscích, při vaření a žehlení nárazově až 23,5 °C. V ložnici cca 20,5 - 22 °C. Velmi záleží na slunci. Dle našich výpočtů se výpočtová potřeba energie na vytápění v přepočtu na m² může pohybovat při různých pasivních slunečních ziscích od 12 - 30 kWh/m².r.

Do pasivních zisků není možné započítávat období, kdy je potřeba objekt spíše chladit. Jedná se o přechodová období (březen a duben), kdy má slunce již dostatečnou energii, ale je ještě nízko nad obzorem a stínící prvky tím pádem nejsou plně funkční. Co také kombinace nízké tepelné ztráty a oken na jižní a hlavně západní straně provedou s teplotou interiéru v létě, navíc ve spojení s extrémy tropických dní s velkou intenzitou slunečního záření? O tom si povíme v příštím čísle.

Peder Vejsig Pedersen, Cenergia Energy Consultants, Herlev Dánsko, Jiří Sedlák, fakulta stavební VUT Brno, Radim Bařinka, Solartec, Rožnov pod Radhoštěm
Uplatnění fotovoltaiky v hybridních systémech větrání a vytápění budov v Dánsku
Cílem článku je ukázat možnosti efektivního využití fotovoltaiky vhodným uplatněním v systémech větrání, vytápění a klimatizace v budovách při integraci FV prvků v solárních hybridních systémech které jsou integrovány v obvodovém plášti budov. Úspěšné uplatnění fotovoltaiky v kombinaci s fototermikou pro větrání a vytápění v budovách v Dánsku je možno ukázat na projektech realizovaných v rámci programu EU-Thermie a Non-Nuclear- Energy Program Joule III. Pro větrání a vytápění bytů v realizovaných demonstračních objektech byla vyvinuta nová zařízení zejména fasádní prvky PV-Vent a vzduchotechnické jednotky Eco Vent R200 s rekuperací tepla vyšší než 90 %. Uvedené fotovoltaické prvky vhodně integrované do obvodového pláště budovy umožňují řešit nízkoenergetické systémy větrání a efektivní využití slunečního záření pro teplovzdušné vytápění v obytných budovách.

Jaroslav Peterka
Fotovoltaické vytápění a chlazení
Zvyšující se počet letních tropických dnů může být důvodem pořízení elektrického chlazení (klimatizace). Ta by byla poháněna zdarma pomocí instalace napěťového střídače fotovoltaickými panely. Její výkon by byl poplatný velikosti slunečního záření. V noci by bylo vše bez energie a tím i bez nebezpečí poruch. Kdo by měl větší přebytky proudu, mohl by je během dne akumulovat do akumulátoru a během následující noci osvětlovat schodiště, předsíň, zahradu, bezpečnostní zařízení (ochrana objektu by byla nezávislá na výpadku z veřejné sítě). Na tomto vlastním proudu, při výpadku veřejné sítě, by nakonec byla nezávislá i denní klimatizace.

Vítězslav Jančík, HiTechSolar, David Vašát, HiTechMedia Systems
Fotovoltaika si hledá místo na slunci
Zástupci společnosti HiTechSolar zúčastnili veletrhu v Číně, kde vystavovali svou produkci přední výrobci solární technologie a mezi nimi pochopitelně i čínské firmy, které mnohé návštěvníky překvapili kvalitou a technickým řešením. Jestliže ještě před dvěma léty v Číně prakticky neexistovala komerční výroba solárních panelů, pak začátkem května na SINO-German mezinárodním veletrhu v Šanghaji byly vystavovány fotovoltaické výrobky převážně čínské produkce - přibližně ze tří stovek továren.

Břetislav Koč
Solární energetika v Praze
Dalšímu rozvoji solární energetiky v Praze by mělo pomoci rozhodnutí Magistrátu hlavního města Prahy, který zavedl komunální dotace na přeměnu topných systémů a využití obnovitelných zdrojů energie.

Jiří Přikryl, Ventureal
Jak se budují větrné elektrárny v České republice?
Jak postupuje developer, který má v úmyslu postavit větrnou elektrárnu? Nejprve vytipuje vhodnou lokalitu. Dalším krokem souhlas obce, na jejímž katastru záměr plánuje. Pak musí překonat odmítavé referendum občanských sdružení. Po získání souhlasu obce je další fází příprava studie EIA. U větších projektů je požadována celoroční ornitologická studie. Velmi významná část studie je také věnována krajinnému rázu. Některé krajské úřady požadují kromě studie EIA i studii SEA a iniciaci územního plánu vyššího územního celku. Studií EIA to nekončí. Developer musí získat vybrané pozemky, pak musí vypracovat studii připojitelnosti, která mu ukáže možnosti připojení. Další specialitou českého právního prostředí je nutnost změny územního plánu dotčené obce a dokud není dokončena změna územního plánu, není vydáno územní rozhodnutí. V ideálním případě může být po positivním výsledku EIA zahájeno územní řízení. Pak může nastoupit poslední fáze přípravy projektu, kterou je stavební řízení. Pokud je celý proces dokončen a je vydáno stavební povolení je možno zahájit stavební fázi. Celková přípravná fáze pro projekt větrného parku trvá minimálně tři roky, ale spíše pět.Se stavebním povolením může developer požádat o úvěr či jiným způsobem získat finance a zároveň si objednat větrné elektrárny u vybraného výrobce. Dodací lhůty na zařízení jsou něco přes rok, má developer dostatek času na výběrová řízení pro dodavatele stavebních prací. Postavení i velkého parku je následně záležitostí několika málo měsíců a relativně rychle je možno zařídit napojení na síť. Po zkušebním provozu je možno požádat o kolaudační řízení a pokud je vše v pořádku, je celý park zkolaudován. Celý proces od prvotní přípravy až po kolaudaci trvá u nejrychlejších projektů asi čtyři roky a je pravděpodobné, že do budoucna se toto období bude podstatně prodlužovat.

Petr Klimek Czech RE Agency
Zemědělci a větrná energetika? V Gemeinde Bockelwitz to funguje na výbornou ...
V polovině devadesátých let nabídl starosta Bockelwitzu Michael Heckel firmě Ostwind využít místní pozemky pro stavbu větrných elektráren. Podmínkou byl zájem obce, vybudování přístupových cest a blízkost elektrické rozvodné sítě. V obci byla zřízena "společnost pronajímatelů půdy", v níž všichni vlastníci pozemků měli jeden hlas, bez ohledu na to, kolik půdy vlastnili. Následně byla tato půda pronajata firmě Ostwind jako jeden celek na dobu 25 let. Na pronajatých pozemcích zemědělci nadále hospodaří. Větrný park se skládá z 10 elektráren o celkovém výkonu 15 MW. Každá z věží přitom může vyrobit až 3,5 mil kWh ročně. Provozní náklady činí zhruba 1,1 eurocentu na vyrobenou kWh.

Břetislav Koč
Energie dvojnásobně zelená
O řepkové semeno mají zájem zpracovatelé této suroviny nejen na potravinářské účely, ale i na biopaliva. Zemědělcům zatím chybí možnost vlastní výroby, případně zpracování a ještě lépe i využití řepkového oleje. Zařízení pro faremní zpracování řepkových semen lisováním za studena (a následného využití oleje i výlisků) nabízí již několik let východočeská firma Farmet. Vylisovaný olej je možné prodat zpracovateli na MEŘO, případně ho přímo využít jako paliva v olejových hořácích teplovodních kotlů nebo i jako paliva pro upravené motory zemědělské techniky i dalších aut.

Štěpán Petruš, Velvyslanectví Nizozemského království v Praze
Teplo z mořské vody
Dálkové zásobování teplem s využitím mořské vody, prstencová potrubí pro ochlazování budov a "zelená letiště" - to jsou jen některé z inovativních energetických konceptů vyvinutých nizozemskou firmou DEERNS Raadgevende Ingenieurs, jedné z největších nezávislých technicko-konzultačních firem v Evropě. Jedná se o unikát a první takovou realizaci ve světovém měřítku. Vtip je ve využití chytrých a inovativních kombinací. tepelného výměníku, centrálního tepelného čerpadla a instalace malých čerpadel v jednotlivých domech. V létě je tepelný výměník schopen absorbovat z mořské vody dostatek tepla postačující k uspokojení potřeb obyvatel. V zimě je tento úkol přebrán centrálním šroubovým amonným tepelným čerpadlem, které má výkon 2.7 MW. Čerpadla instalovaná v domech pracují celoročně tak aby zaručila, že vnitřní klima a užitková voda jsou správné teploty.

Filip Procházka
Dvě z nejvýkonnějších tepelných čerpadel v ČR vytápějí brněnskou Prefu
Ekologická tepelná čerpadla, dříve vytápějící jen rodinné domy, se stále více uplatňují i v průmyslu. Důvodem jejich uplatnění jsou neustále stoupající ceny paliv a energií a důkazem jejich schopností je i instalace dvou čerpadel ve firmě Prefa Brno o celkovém výkonu 300 kW (tedy jako třicet čerpadel pro průměrně velký rodinný dům). Čerpadla vytápějí administrativní budovu o čtyřech podlažích a první podlaží tovární budovy. Systém vzduch - voda, který byl pro tuto instalaci vybrán, je z daných možností ekonomicky i investičně nejlepší. Celková instalace a montáž čerpadla trvala tři týdny. O tom, že se čerpadlo bezpochyby vyplatí, svědčí i porovnání nákladů na vytápění. Zatímco za první rok byly náklady na vytápění přes milion korun, o rok později budou tyto náklady necelého půl milionu. Celá investice, která činila více než milion a půl, by se tak měla vrátit do tří let.

Nejnovější technika v barokním sklepení Strahovského kláštera
Druhý systém je napojen na studniční vodu. Složitý labyrint katakomb, který byl v období vrcholného baroka využíván jako vodovodní řad přičemž přebytky vody byly odváděny do dnešní nemocnice Pod Petřínem a následně do Vltavy, poskytuje další zdroj tepla. Energie získávaná tímto způsobem je přednostně využívána na ohřev teplé vody. Tepelná čerpadla jsou umístěna v kotelně o velikosti přibližně 16 m2 a zvládnou vytopit přibližně 1000 metrů čtverečních podlahové plochy pro kterou je instalováno 56 radiátorů. Strahovský klášter byl dříve vytápěn přímotopy.

Jaroslav Peterka
Valivé tření (valivý odpor) a OZE
Valivé tření (odpor) probíhá kolem nás neustále. Řešíme je i při využívání OZE. Společnost SKF představila nedávno v Praze na konferenci nové produkty a řešení snižující spotřebu energie. Jedná se o nová energeticky účinná ložiska SKF (Energy Efficient), jež se oproti standardním výrobkům podle normy ISO vyznačují o 30 % nižší spotřebou energie. Jejich výroba bude spuštěna již v druhém pololetí 2007, což představuje inovaci, která průmyslovým podnikům po celém světě umožní dosáhnout významných energetických úspor. Energetickou účinnost ložiska umožnila zvýšit optimalizovaná vnitřní geometrie, nová polymerová klec a plastické mazivo snižující koeficient tření.

Adam Hovorka
Suché jaro - nepřítel nových plantáží
Vývoj počasí a obrovská sucha způsobí problémy i zakladatelům nových plantáží rychle rostoucích dřevin, tzv. "Japonských topolů" označovaných jako J-104 a J-105. Tato dřevina byla schválena pro výmladkové plantáže rychle rostoucích dřevin (RRD). Jedná se o klon topolu černého a topolu Maximovicze splňující požadavky pro optimální pěstování v našich podmínkách. Jde také o zatím nejrozšířenější druh RRD u nás. Pěstitelé se podrobně poradili s odborníky, nepodcenili možnost výskytu jarního přísušku a dokonale zvolili lokalitu pro novou plantáž. Pro výběr plochy nových plantáží vhodných k pěstování klonů topolů a vrb je nutný nejen pedologický průzkum, ale i několikaleté sledování pěstování jiných plodin a v neposlední řadě i výsledky záznamů o srážkových úhrnech a další klimatická data. Začíná se již rok před plánovanou výsadbou a vše se odvíjí od volby vhodného druhu dřeviny. Pečlivá příprava ani výběr vhodné lokality bohužel neodvrátily letošní rekordní sucha a bylo nutné zavlažovat. Požadované výsledky budou známy až ke konci vegetačního období, protože kořenový systém se obvykle vyvíjí pomaleji než nadzemní část rostliny a to může způsobit fatální vyschnutí celé plantáže.

Josip Kleczek
Elektrická a jaderná energie vody
V minulých dvou číslech jsme se seznámili s energií ve vztahu k vodě, s teplem vody a její pohybovou energií. Třetí závěrečná část pojednává o tom jak elektrická síla (interakce) a provázející energie jsou způsobeny zápornými elektrony a kladnými protony. Jejich rozložení však není symetrické, takže molekula vody má elektrické vlastnosti. Na jednom konci (kyslíkovém) je záporná a na opačném (vodíkovém) kladná. Náboj je v ní nerovnoměrně rozložen - tvoří elektrický dipól. Už vlastnosti vody v molekulárním měřítku naznačují, že elektrická energie je vodě vlastní. Příroda však vkládá elektrickou energii do vody i ve velkém měřítku, jak je tomu například při bouřce. Elektrický náboj získávají vodní částice (kapky vody, kroupy, krystalky) během svého růstu v bouřkovém oblaku. Malé kapičky se nabíjejí kladně, velké záporně (říká se tomu Thomsonův jev). Elektrony z blesků nabíjejí povrch oceánů i pevnin záporně. Horní kladné části bouřkových oblaků jsou dobíjeny blesky z ionosféry (tzv. sprite). Kladně nabitá ionosféra a záporně nabitý povrch Země tak vytvářejí kondenzátor kulového tvaru. Potenciálový rozdíl mezi nimi je zhruba 360 000 voltů. Průměrný odpor celé atmosféry pod ionosférou je asi 200 ohmů. Elektrony prosakující atmosférou z povrchu oceánů a pevnin představují proud (360 000 voltů)/(200 ohmů) = 1 800 ampérů. Výkon celkového proudu atmosférou je 1 800 ampérů × 360 000 voltů, což je 648 megawattů. Tento neustálý proud je udržován nabitými kapkami a kapičkami v bouřkových mracích po celém světě. Bez nich by zmíněný proud vymizel asi za půl hodiny.