Alternativní energie

Zdeněk Kučera
CNG v dopravě - rozvoj závisí na infrastruktuře
Provozovatelé nákladní i veřejné dopravy budou muset vzhledem ke stále rostoucím cenám klasických pohonných hmot z ropy, ale i k ekologickým limitům hledat nové formy paliva i nové technologie. Snížit závislost na dovozech ropy a snižovat negativní vlivy na životní prostředí způsobené emisemi sloučenin uhlíku, dusíku, pevných prachových částic a uhlovodíky jsou hlavními důvody politiky Evropské unie, která stanovila limity spotřeby i snižování skleníkových plynů v desetiletých etapách. Stručně vyjádřeno, v roce 2020 se sníží nebo nahradí ropné produkty alternativními palivy o 20%, v roce 2050 o 50%. V současné době technicky zcela bez problémů řešitelné je využití zemního plynu ve stlačené, možná později i v kapalné formě. Cena plynu sice také roste, protože je vázaná na cenu ropy, ale jeho využití v dopravě je velmi výhodné ekonomicky i ekologicky. Státní program na podporu využití alternativních paliv z roku 2005 (tedy i zemního plynu) tuto strategii plně podporuje především v nulové spotřební dani, dotacemi na pořízení nových vozidel především autobusů. Zbývá dobudovat dostatečnou síť plnicích stanic s označením CNG, kterých je zatím kolem dvaceti. Prvním zajištěním jsou stanice ve městech, kde na linkách autobusy na zemní plyn už jezdí. Další by mohly být postaveny díky aktivitě plynárenských společností případně rozvojovým programům financovaných z fondů Evropské unie.

Břetislav Koč
O budoucnosti biopaliv
Také Česká republika přistoupila k povinnému přimíchávání biopaliv a k postupnému zvyšování jejich obsahu v klasických pohonných hmotách. Celý systém však byl spuštěn legislativním stanovením této povinnosti na straně dodavatele paliv a "systémově" (na rozdíl od dalších zemí) bez jakékoliv podpory nebo daňové úlevy. Mohou mít producenti surovin pro výrobu tekutých biopaliv - tedy zemědělci - v celém systému i jinou možnost, než se stát pouhými dodavateli suroviny za ceny, přijatelné především pro velké zpracovatele na bionaftu a biolíh? Pěstování obilí nebo cukrovky k produkci biolihu je u nás často prezentováno jako spása pro zemědělce nebo naopak příčina pro zdražování potravin. Ani jedno,ani druhé není zcela objektivním zhodnocením situace. V případě obilovin mohou při výrobě biolihu být efektivně využity méně hodnotné partie sklizně, vždy ale zůstane prioritou typicky produkčních oblastí pěstování potravinářských surovin. Cesta od obilnin k energii má přitom i méně energeticky náročné cesty.

Josef Laurin, Technická univerzita v Liberci
Étery získávané z biomasy jako alternativní automobilová paliva
Mezi automobilová paliva, případně součásti paliv, které lze vyrobit z biomasy, patří étery - dimetyléter a etyltercbutyléter. Dimetyléter (DME) je palivo využitelné pro vznětové motory jako náhrada nafty, vyžaduje ale rozsáhlé změny palivového příslušenství motoru. Etyltercbutyléter (ETBE) může být použit jako složka automobilových benzinů. V Evropě je snižování nepříznivého vlivu benzinu na životní prostředí upraveno normou pro kvalitu benzinů ČSN EN 228, která umožňuje, aby benzin obsahoval až 2,7 % kyslíku. Jako kyslíkatá složka benzinů snižující obsah oxidu uhelnatého a uhlovodíků ve výfukových plynech motorů bývá použit metyltercbutyléter (MTBE), který lze nahradit ETBE. Provozní parametry motoru poháněného benzinem s ETBE jsou prakticky shodné s parametry motoru poháněného benzinem s MTBE.

Petr Kramoliš, Zdeněk Kučera
Za slunečními novinkami příště už do Mnichova
Letošní mezinárodní veletrh INTERSOLAR 2007 v německém Freiburgu potvrdil neutuchající růstový potenciál v celé struktuře technologií využívající solární energie. Podle průzkumů European Solar Thermal Industry Federation (ESTIF) narostl za rok 2006 evropský trh o 35%, na více než 2.7 milionu m² kolektorů s novou sluneční kapacitou nesmírných 1.900 MW. Vývoj evropských a celosvětově trhů nadále podporuje rostoucí poptávka, která se podílí na rozvoji nových programů v konstrukčních řešeních nové generace kolektorů, akumulace tepelné energie či klimatizace na solární bázi Tato témata také zazněla na 3. solární konferenci estec2007, která předcházela veletrhu Intersolar. Letošního ročníku se zúčastnilo 638 vystavovatelů ze 30 zemí světa. Veletrh si nad očekávání prohlédlo téměř 32 tisíc návštěvníků. Uzavřely se tisíce kontraktů a budoucích společných projektů. Příští Intersolar 2008 se uskuteční už v Mnichově. Přeložení tradičního veletrhu z Freiburgu je škoda, protože město bylo se sluneční technologií mimořádně spojeno. Ale rozvoj solárních systémů je už tak obrovský, že veletrh potřebuje mnohem větší rozlohu, kterou už Freiburg nemá. Mnichov má k dispozici výstavní plochu přes 50 tisíc m², má veškerou kongresovou a veletržní strukturu, velké ubytovací možnosti, jeho poloha více osloví zájemce ze solárních velmocí a přizve i mnoho nových odborníků a zájemců ze střední a východní Evropy. Očekává se na 800 vystavovatelů a více než 35 tisíc návštěvníků. Intersolar 2008 v Mnichově se koná 12. - 14. června 2008.

Břetislav Koč
Ostrožská Lhota připojena k síti
, je 702 kW. Projekt s celkovou hodnotou 78 mil. Kč byl spolufinancován evropským fondem pro regionální rozvoj a ministerstvem průmyslu a obchodu.

Zdeněk Kučera, Miloš Doležal
Nová FVE ze severu Čech
Jako pozdrav ministru Martinu Římanovi a jeho nezakrývanému odporu k obnovitelným zdrojům energie rostou v letošním roce jako houby po dešti velké i malé solární elektrárny. Před několika dny byla definitivně připojena do sítě další fotovoltaická elektrárna v severočeském Úštěku. Celkový instalovaný výkon je 507 kWp, 2893 polykrystalických panelů na ploše 1,4 ha. FVE byla financována z 33 % z evropských fondů prostřednictvím OPPP. Celková hodnota díla je 59 milionů Kč.

Bořivoj Šourek, Tomáš Matuška - Ústav techniky prostředí, Fakulta strojní, ČVUT v Praze
Solární laboratoř na Ústavu techniky prostředí, fakulty strojní, ČVUT v Praze
Na střeše budovy Fakulty strojní ČVUT v Praze byla v průběhu mnoha let vybudována solární laboratoř určená především pro testování solárních kolektorů pro výukové, výzkumné i komerční účely, ale i např. pro zkoumání optických vlastností zasklení (propustnost) či kontinuální shromažďování místních meteorologických dat (solární záření, teplota, vlhkost, rychlost větru) využitelných pro experimentální ověření počítačových modelů vnitřního prostředí v místnostech budovy fakulty.

Zdeněk Kučera
Chlad ze slunce
OZE v Praze - seriál o využití obnovitelných zdrojů na území Prahy - V Praze na Proseku stojí hotel DUO, nositel čtyř hvězdiček. Byl postupně přestavován z původní ubytovny pražských stavebních firem a poslední velkou investicí je systém klimatizace a chlazení. Chlazení zajišťuje absorpční chladící jednotka využívající energetický zdroj ze solárních vakuových panelů na střeše hotelu. Odpadní teplo je využíváno pro předehřev teplé užitkové vody. Roční předpokládaná spotřeba energie na vytápění ACHJ ze solárního zdroje, případně z primární sítě CZT nebo plynové kotelny je 324 MWh, což odpovídá spotřebě cca 1166 GJ. Energetická bilance byla vypracována pro požadovanou výstupní teplotu cca 90°C. Při výpočtu roční bilance bylo uvažováno s následujícími parametry: květen až září provoz primárně pro chlazení - ohřev na 80°C až 90°C říjen až duben provoz převážně pro ohřev bazénové vody a předehřev TUV - ohřev na WC až 40°C. Celkový roční zisk z kolektorového pole: 270177 kWh (972,6 GJ) z toho pro období chlazení 591,9 GJ (61% z ročního zisku. Měrný energetický zisk: 533 kWh/m². Při ozáření 1100 W/m² tomu odpovídá špičkový výkon kolektorů okolo 260 kW. Projektovaná špičková potřeba tepla pro chlazení se předpokládá 800 M. Jedná se však o špičkovou potřebu. Při uvažované nesoučasnosti lze předpokládat potřebný tepelný výkon kolem 600 kW a okamžitý solární podíl bude tedy cca 43 %.

Břetislav Koč, překlad Jan Pařízek
Stirlingův motor v obležení
Největšímu zájmu návštěvníků letošního jarního veletrhu energetických úspor a obnovitelných zdrojů energie v rakouském Welsu se pravděpodobně těšilo na první pohled záhadné zařízení s ještě záhadnějším názvem Sunmachine. Před rokem byl prototyp tohoto stroje ve Welsu vystavován ve stánku Bavorského inovačního centra. Slogan u tohoto exponátu hlásal, že každé euro, vložené do paliva, zhodnotí toto zařízení o třetinu. Zařízení je malou kogenerační jednotkou, v níž spalovací Stirlingův motor s vnějším ohřevem pracovního válce pohání elektrický generátor a je chlazen odvodem využitím tepla do vnějšího topného systému. Je určeno pro rodinné domky a podobné menší objekty. Letos už bylo toto zařízení vystavováno ve funkčním vzorku, připraveném pro sériovou výrobu. Vystavovatel stroj prezentoval pod heslem "Elektrárna v každém domě. Zájem budil výkon tohoto zařízení: 1,5 - 3 kW elektrické energie, 4,5 - 10 kW tepla, to vše na základě spalování biomasy v podobě pelet z pilin.

Jiří Hrádek
Solární systém hotel Liberec
Po několika letech oživil horizont města Liberce další velký solární systém s plochou více než 80 metrů čtverečných. Tím se v tomto městě dostal svou velikosti na první místo. Nositelem těchto kolektorů je hotel Liberec na Šaldově náměstí. Solární systém je určen pro ohřev teplé vody, je složen ze 48 kolektorů Heliostat. Předpokládané roční solární pokrytí spotřeby teplé vody celého hotelu činí cca 30 %. Systém je navržen tak, aby nedocházelo k jeho přehřívání, ale naopak byl s co největší účinností využíván pro předehřev TV.

Irena Plocková
Energetika staveb od 1. července nově
Základem nízkoenergetického standardu je vysoce kvalitní tepelná ochrana budov. Důležitým prvkem je odpovídající zabudování systémů využívajících obnovitelné zdroje energie nejen klasicky pro přípravu teplé vody a vytápění, ale i pro výrobu elektrické energie. Výše uvedené argumenty přispěly k vydání evropské směrnice 2002/91/ES o energetické náročnosti budov, jejíž implementace do legislativy jednotlivých evropských zemí je postupně prováděna. V českých podmínkách konkretizuje zák.č. 177/2006 Sb., o hospodaření energií především paragrafem 6a Energetická náročnost budov. Tento paragraf stanoví, že stavebník, vlastník budovy nebo společenství vlastníků jednotek musí zajistit splnění požadavků na energetickou náročnost budovy a splnění porovnávacích ukazatelů, které stanoví prováděcí právní předpis a harmonizované české technické normy. Prováděcím právním předpisem se rozumí nová vyhláška č. 148/2007 Sb., o energetické náročnosti budov, kterou se stanoví podrobnosti účinnosti užití energie při spotřebě tepla v budovách a vstupuje v účinnost 1. července tohoto roku.

Martin Jindrák
Zkušenosti z realizací a provozu EPD v ČR
Již potřetí se vracíme k prvnímu pasivnímu domu v Rychnově a poměřujeme průběžná měření s podobným domem stojícím v Bratislavě.

Pavel Čech, Pavel Stejskal
Tepelné čerpadlo 3. generace - PHP
Technika prostředí v obytných budovách, administrativních objektech i rodinných domech zatím ve většině případů řeší potřeby vytápění, chlazení, větrání a filtrace odděleně. Nový systém airConomy^®, který se nedávno objevil a rozvíjí se úspěšně i v České republice, sdružuje všechny tyto funkce do jednoho celku. Systém airConomy^® je zjednodušeně řečeno kombinace podlahového vytápění a větrání s integrovaným rozvodem větracího vzduchu ve vrstvě tepelné izolace podlahy a rekuperací tepla z odtahového vzduchu do vzduchu přívodního. K systému je připojen zdroj tepla a chladu. Jestliže se zákazník rozhodne jen pro jednodušší systém bez chlazení, je zdrojem tepla třeba plynový kondenzační kotel. Potom je možno chladit jenom vzduchotechnicky, když přivádíme čerstvý venkovní vzduch zemním kolektorem. Pokud přistoupíme ke komplexnímu řešení, s výhodou používáme jako zdroj tepla a chladu tepelné čerpadlo. Tepelná čerpadla mohou být s reverzním chodem (buď topí nebo chladí). Ta nejsou tak účinná jako specializovaná TČ pracující pouze v jednom topném režimu. Tato čerpadla jsou vybavena řadou bezpečnostních, ochranných i optimalizačních prvků, které zajišťují bezporuchový chod, dlouhou životnost a vysokou provozní účinnost. Využívání chladicí energie primáru pak ale zůstává na řešení hydraulického systému soustavy. Veřejnost je již dostatečně informována o klasických principech tepelných čerpadel. Běžně používané principy systému VZDUCH-VODA nebo VODA-VODA či ZEMĚ-VODA jsou navrhovány podle umístění a charakteru objektu, v neposlední řadě i finanční schopnosti investora. Bohužel, legislativa vyžadovaná našimi úřady je stále nepřehledná a nesjednocená. Dá se říci, co úředník, to jiný názor a jiné požadavky na legislativu povolování vrtů. Zatímco v jiných státech trvá vyřízení povolení vrtů max. 3 týdny, v našich podmínkách to jsou měsíce. Do této situace se narodilo nové tepelné čerpadlo - nazvali jsme jej tepelným čerpadlem 3. generace. Svým principem používá dosud nevyužívané zdroje energií jako elektromagnetické pole kompresoru, urychlování pohybu molekul plynu, využití energie při změnách skupenství. Získávání energie se neděje z jednoho zdroje, je to soubor využití různých zdrojů energií a jejich koncentrace do primárního okruhu tepelného čerpadla. Vlastní energetická bilance jednotlivých energetických zisků však přerůstá rámec tohoto pojednání a bude publikována s odbornými posudky z VUT Brno.

Pavel Šmelhaus
Pasivní domy v našich podmínkách II.
Poznatky z exkurze po okolí Hannoveru uskutečněné v rámci "Dnů pasivních domů"uspořádané o.s. CPD (Centrem pasivního domu). Většina navštívených staveb byly individuální rodinné domy, dále se jednalo o hromadnou výstavbu řadových domů a bytové domy. Menší část objektů tvořili sportovní a školské stavby dosahující též pasivních parametrů. Obytné místnosti jsou sice primárně orientovány na osluněné strany domu, ale při kvalitě použitých oken již toto není rozhodující, distribuce přebytků tepla z jižních místností (prostřednictvím vzduchotechniky) stačí i na efektivní vyhřívání chladnějších částí domu. Dalším znatelným rozdílem je absence zádveří (u rodinných i bytových domů) tak jak jej známe od nás - tedy většinou nevytápěné dveřmi oddělené místnosti za vstupem či vchodem do domu. Důvody pro to jsou v podstatě dva - jednak mají "německé" vstupní dveře výrazně lepší tepelně-izolační vlastnosti a vysokou vzduchotěsnost. Druhý důvod je spíše psychologický, než technický a souvisí se zvyklostmi, neboť v mnoha zemích není zvykem vítat hosty v zádveří " při přezouvání", ale až v obytné části bytu, což je u nás na většině míst bohužel nemožné.

Zdeněk Kučera
Rockwool zdvojnásobil výrobu
Firma Rockwool, která vyrábí izolační systémy na bázi kamenné vlny stejnojmenné značky rozjela novou výrobní linku v Bohumíně, která je nejvýraznější investicí v rozsáhlé modernizaci celého závodu. Linka zvýší výrobní kapacitu o 50 procent. Zkušební provoz byl zahájen v červnu, nyní už linka pracuje naplno a dodává izolace na český trh, který se s nedostatkem izolací potýkal už řadu měsíců. Jsou to především materiály vhodné pro instalaci v plochých a šikmých střechách, příčkách, podlahách a fasádách. Technické izolace zajistí například tepelnou a protipožární izolaci vedení vzduchotechniky a dalších technologických rozvodů.

Jan Bláha, Veronika Borošová
Solární kompresory
"Solární kompresory" (přesněji inovativní technologie kompresorů poháněných solární energií) pomáhají zachraňovat životy lidí postižených živelnou nebo jinou katastrofou. V dnešní době jsme každodenně zahlcováni informacemi o přírodních katastrofách, přičemž za poslední období se jedná např. o zemětřesení v Číně nebo v Indonésii. Do oblastí zasažených živelnou katastrofou se vydávají nejen týmy záchranářů, ale rovněž lidé, jejichž prioritním úkolem je zajištění dopravy léků a prostředků humanitární pomoci do míst jejich největší potřeby. Tito lidé řeší zásadní problém, jímž je uchovávání léků při nízkých teplotách, neboť z důvodů nefunkčních infrastruktur v postižených oblastech je téměř nemožné zajistit potřebné teplotní podmínky. Vývojové týmy v mnoha strojírenských společnostech byly postaveny před tento zásadní problém, na nějž musely v relativně krátké době nalézt optimální řešení. Jedné z významných strojírenských společností se zhruba před pěti lety podařilo vyvinout technologii solárního kompresoru typu BD, jenž je poháněn energií ze solárních článků. Unikátní myšlenka této technologie spočívá v akumulaci sluneční energie do ledových bloků během denního slunečního cyklu.

Jaroslav Peterka
Československá solární historie - Solárna jednotka VLM Pliešovce
Výzkumný a vývojový ústav Závodu SNP n. p. ve Žiaru nad Hronom vyvinul celohliníkový sluneční kolektor SALK 2.1 a po roce 1980 ho vyzkoušel na svém podnikovém rekreačním zařízení v Borovici v témže okrese. První reálné funkční kolektorové pole mělo velikosti 40 m2. V roce 1982 byly kolektory SALK poprvé vystaveny na veletrhu Pragotherm v Praze. V roce 1983 byl vypracován projekt a současně začala realizace prvního komerčního solárního systému s kolektory SALK 2.1. Velké množství teplé vody (TV) vyžadovala nová velká centrální dojírna velkého moderního kravínu. Průměrná úspora elektrické energie činí 43 MWh/rok nebo 5,29 tun měrného paliva nebo 53 320 Kč na ceně elektrické energie. Návratnost investice byla asi 8 let. V jasném zimním dnu se dalo ušetřit až 250 kWh elektrické energie. Velké solární systémy Borovice, VLM Pliešovce a další ve Slovenské i České republice byly mezníky ve vývoji celohliníkových kolektorů. Kolektory z VLM Pliešovce byly před 2 roky demontované a po částech instalované na rodinných domech, kde nadále úspěšně fungují.

Jaroslav Peterka
Odběr elektřiny před 80 lety a dnes#
Zvyšování ceny elektrické energie bude trvat tak dlouho, než se naše ceny srovnají s německými cenami, což by mělo trvat do roku 2008 - 2009. Díky originální smlouvě na odběr elektřiny z roku 1927 si můžeme ukázat jak rostla spotřeba a cena elektřiny za uplynulých 80 let.

Igor Belovič
Aktivní získávání energie z fasády
Fotovoltaická fasáda je řešením, které posouvá architekturu opět o krok dopředu. Společnost Schüco, lídr na trhu v oblasti hliníkových fasádních systémů přichází s konceptem E2-fasády. Tím dostává obvodový plášť budov nový rozměr. Fasáda jako konstrukční prvek, který prostor nejen vytváří, chrání a snaží se v něm získanou energii zachovat, ale též jako prvek schopný energii aktivně produkovat. Objekty se tak stávají výrobci energie, elektrické či tepelné, což znamená jejich částečnou nezávislost na vnější dodávce energie. 30.6. byla slavnostně otevřena nová bazénová hala v areálu Aquacity Poprad. Objekt, který bol navrhnutý architektonickou kanceláří Archstudio v Brně, je vybavený nejnovějšími technologiemi a spojuje se s ním několik prvenství. Na první pohled je největší dominantou fotovoltaická fasáda, která je na Slovensku a ve střední Evropě první svého druhu. Fotovoltaické izolační dvojskla jsou přímo integrované do transparentní hliníkové fasádní konstrukce FW50+.

Ölheizung aktuell, SRN, 2/2007, přeložil: Ing. Jan Pařízek
Zvyšování cen pelet mělo za následek rekonstrukci
Přestože Alternativní energie spalování biomasy trvale podporuje, ne vždy se dobrá věc daří tak, jak bychom si přáli. Pro příklad nemusíme chodit daleko, jen do sousedního Německa. Co se může stát, když se zájem o něco změní tak rychle, že výrobci nestačí reagovat? Pelety zde měly dodací termín tři měsíce, počítáno na začátku zimy, proto po potížích s jejich zásobováním vsadily některé rodiny na topení olejem. Vezměme si z tohoto příkladu ponaučení a sledujme cenové relace tuzemských výrobců. Možná že právě proto budou i v letošní zimě dodávat maximum pelet do Německa a našinec nebude mít šanci.

Jaroslav Peterka
Bankiho vodní turbína
Vodní turbína Banki byla teoreticky vynalezena australským inženýrem A.G.M. Mitchelem v roce 1903, pro praktické použití ji dopracoval maďarský profesor D. Banki v r. 1918, její další vývoj je spojen zejména s firmami Ossberg, Cink a ČKD Turbo Technics s.r.o. Typově se jedná o příčně dvojnásobně protékanou turbínu s parciálním ostřikem, která na prvním dostředivém průtoku pracuje přetlakově nebo mezně, druhý odstředivý průtok je pouze rovnotlaký. Účinnost je 78 až 84 %. Turbína má velmi široké využití. Vyhoví zejména na malých tocích, všude tam, kde by jiný stroj (s plným ostřikem) vycházel malý a choulostivý. Turbína je však vhodná pouze tehdy, když je její průměr nejméně 5x...10x menší, než spád "H". Nevýhodou je část ztraceného spádu. Nehodí se tam, kde hrozí vzestup spodní vody. Je ideálním motorem na lokalitách, kde bylo v minulosti instalováno kolo na horní vodu a někdy i tam, kde byla instalována Francisova turbína.