Vychází nové číslo Alternativní energie

Obsah AE 4/2009

Alternativní energie XII. ročník AE4 vychází 24. srpna 2009 Rozšířená témata: fotovoltaika, energetická poradna obcím biomasa alternativní paliva v dopravě, využití tepelných čerpadel.

Zelená úsporám se změnami Zdeněk Kučera Od 17. srpna se žadatelé o finanční podporu na zateplení svých obydlí mohou řídit "změkčenými" podmínkami, které mají více zpřístupnit projekt Zelená úsporám, který je v gesci Státního fondu životního prostředí. MŽP a SFŽP upravili program, aby byl přístupný i menším projektům s nižšími investicemi, například pouze výměna oken. Nově si bude moci veřejnost zažádat o dotaci na jakékoli úsporné opatření (výměna oken, zateplení střechy, zateplení podlahy apod.) za předpokladu dosažení kvalitativních kritérií a požadované úspory roční měrné potřeby tepla o minimálně 20 %. Vypuštění podmínky kombinace několika opatření najednou umožní získat dotaci i těm, kdo si v současné době nemohou větší investici dovolit. Zároveň ministerstvo zvyšuje dotační podporu v oblasti celkového zateplení objektu, může převýšit hranici 30% celkových investičních nákladů. Zásadní novinkou je snížení vstupních nákladů v podobě poskytnutí dotace na nezbytné energetické ohodnocení domu a na vypracování projektu realizace energetických úspor a instalaci obnovitelných zdrojů. Dotace na projektové dokumentace a na energetické hodnocení budou fixní a budou se vyplácet v momentě schválení žádosti o dotaci. Program Zelená úsporám je dále rozšířen o dotace na zateplení panelových domů, což dříve zajišťoval program Panel z prostředků Ministerstva pro místní rozvoj.

Energetický efekt úsporných opatření v oblasti bydlení ve vztahu k tepelnému čerpadlu
Ing. Luděk Klazar - PZP Komplet a.s.
Energetický efekt úsporných opatření používaných v oblasti bydlení nebývá často správně chápán a mnohdy ani správně vysvětlován. Z energetického hlediska je každý vytápěný objekt charakterizován jednak svými energetickými nároky, jednak svou energetickou náročností. Energetické nároky jsou dány množstvím energie, které objekt pro svou funkci objektivně potřebuje. Energetická náročnost je faktické množství ušlechtilé (primární), respektive nakupované "hnací" energie, kterou spotřebují pro svou činnost systémy (zejména Technická Zařízení Budov) kryjící potřebné energetické nároky. Rozdíl mezi oběma pojmy je ukázán na příkladu vytápění rodinného domu.

Sluneční kolektory a vítr Jaroslav Peterka Často jsme psali o problému sluneční kolektory a sníh, ale ještě nikdy o kolektorech a působení větru. To z toho důvodu, že žádné "smetení" kolektorů větrem nebylo v naší solární historii zaznamenáno, resp. pokud se něco takového stalo, nikdo se s tím veřejně nechlubil a na vše se rychle zapomnělo. Až jedna letošní červencová noční vichřice měla takovou rychlost větru, že všechny kolektory fyzicky "smetla" ze střechy. Při rozboru příčin vyšlo najevo, že typové stojany kolektorů zůstaly neporušeny, ale nevydrželo upevnění těchto stojanů k válcovaným profilům. Zabezpečení kolektorů proti působení větru v souvislosti s nastupující změnou počasí je nutné věnovat daleko větší pozornost. Účinek větru roste s výškou nad terénem, v našem případu ale škodil už ve výšce 4 m nad terénem. Do budoucna se vyplatí nechat si umístění a upevnění kolektorů posoudit na vítr (a s tím také i sníh) statikem a případně ještě rozšířit pojistku o škody způsobené kolektorům větrem včetně uzavření úrazové pojistky obyvateli.

Tepelná čerpadla a solární soustava v obcích Jiří Kalina, Regulus Článek popisuje dvě instalace tepelných čerpadel a solárních systémů firmou Regulus v obcích Lukavec a Borek. Základní a mateřská škola Na Podskalí v Lukavci začala koncem léta 2008 využívat tepelná čerpadla typu země-voda a sluneční energii k vytápění komplexu školy i k přípravě teplé vody. Systém vytápění a výkon tepelných čerpadel byl propočten a doporučen energetickým auditem s ohledem na potřeby tepla komplexu ZŠ a MŠ. Vzhledem k prostoru přilehlého hřiště byla zvolena technologie tepelných čerpadel země-voda, kdy jako zdroj nízkopotenciální energie slouží suché vrty. Tepelná čerpadla jsou vhodně doplněna solárním systémem, který od jara do podzimu slouží k ohřevu vody a v topné sezoně k přitápění. Základní a mateřská škola v obci Borek začala koncem léta 2008 využívat tepelná čerpadla vzduch voda a sluneční energii k vytápění komplexu budov i k ohřevu teplé vody. Původním zdrojem vytápění byla elektřina. Systém kombinující tři způsoby vytápění - elektrické přímotopné konvektory, elektrická akumulační kamna a teplovodní systém s přímotopnými elektrickými kotli - se stal krajně nevyhovujícím a v posledních letech provozně extrémně drahým zdrojem tepla. Zachovány zůstaly pouze elektrokotle, které dále slouží jako doplňkový zdroj v období velmi nízkých venkovních teplot. Funkci běžného vytápění převzalo tepelné čerpadlo. Součástí systému je dále soustava solárních kolektorů sloužící k ohřevu vody především v letních měsících.

Inovativní plast pro zemní plošné kolektory tepelných čerpadel Tepelná čerpadla země - voda jsou léty prověřeným zdrojem tepla pro vytápění a ohřev TV. Efektivitu práce tepelného čerpadla ovlivňuje nejvíce hladina teploty a objemové množství tepla vycházející ze zdrojové části primárního okruhu. Každý 1°C, o který je nemrznoucí směs v systému teplejší, zjednodušeně přináší zvýšení COP o 0,1 (poměr spotřeby a výkonu systému). Snaha o co nejvíce efektivní systémy tepelných čerpadel systému země - voda zvyšuje kvalitu a efektivitu samotných tepelných čerpadel. Ruku v ruce se musí zvyšovat i kvalita primárního okruhu a použitých komponentů. Vývoj plastů zaznamenává stále nové a odolnější výrobky, které podléhají velmi přísným testům a podmínkám kladených na celý výrobní proces.

Investovat do slunce se vyplatí
Tadeáš Novák
Najít bezpečný způsob, jak výhodně uložit či investovat své peníze, je nyní v období přetrvávající finanční krize stále obtížnější. Díky velkým technologickým pokrokům v oblasti solární energie se však nabízí nová unikátní možnost, jak své peníze nechat vydělávat. Jde o investici do fotovoltaických panelů. Vložit peníze do fotovoltaiky je totiž několikanásobně výhodnější, než vložit je na jakýkoliv spořící účet na našem trhu. Pokud investujeme 80 tisíc Kč do fotovoltaického modulu o výkonu 1 kW, za 20 let nám vydělá přes 274 tisíc Kč. Pokud ale vydělané peníze průběžně investujeme do dalších fotovoltaických modulů, za 20 let nám nakonec vydělají částku 438 464 Kč.

Fotovoltaika pro PD Koberovy v souvislostech Kamil Staněk, ČVUT, Fakulta stavební Oba koberovské fotovoltaické (FV) systémy spadají do kategorie malých domovních systémů. Instalované FV panely jsou postaveny na technologii krystalického křemíku (c-Si), stejně jako 90 % veškerých instalací v současné době. Každý ze systémů je založen na odlišné filozofii. FV systém na domě č. 6 je příkladem v současnosti nejběžnějšího způsobu využívání fotovoltaiky. Ze soustavy FV panely ? DC/AC měniče je výkon veden na hranici pozemku, kde je v kapličce přes 4-kvadrantový elektroměr nafázován do distribuční soustavy (DS). Ačkoli je FV systém stavebně pevně spojen s domem, po energetické stránce se jeho provozu přímo neúčastní a veškerá produkce je prodávána za garantovanou výkupní cenu provozovateli DS. Energetický přínos FV systému však virtuálně vyrovnává veškerou energetickou potřebu domu, čímž z něj činí energeticky nulový dům v celoroční bilanci. Pro dům č. 7 bylo použito řešení, kde FV systém slouží zároveň jako záložní zdroj v případě výpadku DS. Součástí systému tak kromě základních komponent i soustava deseti 12 V gelových akumulátorů s celkovou kapacitou 1 200 Ah, ostrovní DC/AC měnič napětí SMA Sunny Island 4248 s min. pohotovostním AC výkonem 3,4 kW; 3) inteligentní řídící jednotka.

Budoucnost má jméno Smart Grids
ČEZ
Jedním z pilířů energetiky budoucnosti, které Skupina ČEZ definovala v nedávno oznámené vizi Futur/e/motion, budou tzv. chytré sítě šijící "na míru" výrobu, distribuci a spotřebu elektřiny. Novou výzvou, která stojí před energetiky je celková změna pojetí procesu produkce a spotřeby elektrické energie. Při určitém stupni zjednodušení je energetika dneška ve stavu, kdy převažuje pasivní přístup spotřebitelů. Ti mohou pouze částečně rozhodovat o struktuře své spotřeby, navíc komunikace mezi zákazníkem a výrobcem nemá dostatečnou kvalitu. Pro nové pojetí komplexního řízení produkce, distribuce a spotřeby se vžívá název Smart grids - Chytré sítě.

Nová scéna ND se obléká do fotovoltaiky Zdeněk Kučera Ještě neuplynul celý rok, kdy jsme představovali novou fotovoltaickou elektrárnu na Provozní budově Národního divadla v Praze a už můžeme informovat o její mladší sestře, která se staví od června se stejnou technologií. Jedná se objekt Nové scény ND, který je součástí komplexu budov Národního divadla, který je zakryt plochou střechou ve dvou různých úrovních. Zde bude integrován solární fotovoltaický povlakový systém včetně stejnosměrné elektroinstalace a střídačů. Zároveň bude doplněno nové izolační souvrství v celé ploše stávající střechy. Jmenovitý výkon soustavy fotovoltaických pásů je 26,11 kW.

Mračna nad fotovoltaikou
Andrew Donoghue, přeloži a upravil Zdeněk Kučera
Pomineme-li "starosti" některých ekologů, kteří začínají poukazovat na problémy s fotovoltaikou, že zabírá zemědělskou půdu, musíme přijmout některé vědecké informace, že problémy se skutečně objevují. Některé nebudou aktuální, ale některé se objeví, jakmile bude instalovaných elektráren více. Jeden problém se týká budoucí likvidace modulů, jejichž články obsahují sloučeniny kovů kadmia a telluru (CA-Te). Ve většině zemí nejsou tyto kovy a tyto technologie zahrnuty do legislativy způsobu ekologické likvidace. Při výrobě solárních komponentů z těchto kovových sloučenin se používá také fluorid dusitý (NF3 - Nitrogen trifluoride). Je pravda, že tyto chemické složeniny neposuzoval ani Kjótský protokol. Sloučenina je 17.000 krát účinnější při oteplování atmosféry než CO2 se stejnou hmotností. Její hlavní využití je při výrobě solárních panelů, plochých televizních obrazovek počítačových monitorů.

Vodíkový autobus vyjel Břetislav Koč V letě byl představen první český vodíkový autobus s unikátní konstrukcí "trihybrid", v němž zcela chybí spalovací motor. Pod karoserií se skrývá zcela inovativní a ojedinělé řešení dopravního prostředku s vodíkovým pohonem. Vodík je ve vodíkových palivových článcích používán k produkci elektřiny, primárně skladované v bateriích, napájejících trakční motor. V "trihybridu" je však využívána i energie, v běžných autech vyplýtvaná bez užitku každým brzděním. Elektrický pohon umožňuje využití této energie rekuperací zpět do elektrického systému autobusu, doplněného superkapacitory (kondenzátory s velkou kapacitou a možností vysokého počtu cyklů nabíjení a vybíjení). Tyto kondenzátory pak zejména při rozjíždění nebo při jízdě do kopce vrací uskladněnou elektrickou energii zpět do systému pohonu.

Alternativní budoucnost automobilové dopravy Antonín Lupíšek V norském Stavangeru konala konference Electric Vehicle Symposium (EVS) zaměřená na automobily s alternativním, především elektrickým pohonem. Na akci byla jasně viditelná přítomnost velkých světových automobilek (Toyota, Ford, Opel, Fiat, Mazda, Mitsubishi), které úspěšně doplňovaly i zcela nově vzniklé firmy zaměřené výhradně na elektromobily (Think, Tesla Motors, Brusa, Buddy, Bright Automotive). Mezikrokem mezi dnešními a budoucími automobily jsou hybridní vozy (hybrid vehicles, HV). O kus dál jsou hybridní automobily, které mají větší akumulátor, a tedy větší dojezd na elektrický pohon. Lze je dobíjet přímo ze zásuvky (anglicky plug), a odtud vzešlo jejich pojmenování - plug-in hybridy (PHV). Další možností je "čistokrevný" elektromobil (electric vehicle, EV), tedy automobil, který má energii uskladněnu pouze v akumulátorech. Další kategorií vozidel na alternativní pohon jsou vodíková auta, která se mohou být poháněna buď elektřinou vyrobenou z vodíku v palivových článcích (jedná se tedy o elektromobil), nebo spalovacím vodíkovým motorem. Vodíkové automobily s palivovými články se zdají být do budoucna velice perspektivní cestou, v současné době je však jejich provoz limitován dojezdovou vzdáleností do 250 km a životností současných palivových článků (3-5 let).

Resuscitace biopaliv - biometanem
Tomáš Voříšek
V nedávné době proběhla velká diskuze nad spornými environmentálními přínosy kapalných biopaliv vyráběných z tradičních plodin jako je řepka či obilí a nazývaných biopaliva první generace. V médiích se objevila řada výpočtů odborně prokazujících, že na jejich výrobu je zapotřebí přinejmenším stejné ne-li větší množství energie, než jaké lze z nich v konečném produktu (při využití řepky olejné tj. zpravidla metylester řepkového oleje, v případě využití obilí pak bioetanol) posléze získat. Nyní se objevují nové zprávy o tom, že mnohem lepších výsledků (z pohledu energetické náročnosti na výrobu) přinesou biopaliva tzv. druhé generace, které mají v principu využívat odpadní produkty, ať už ze dřevozpracujícího průmyslu nebo ze zemědělství (a tedy získávané levněji), zatím však ve skutečnosti existují pouze poloprovozní zařízení, která cenou výsledného produktu ještě nějaký ten čas nebudou těm tradičním biopalivům 1. generace schopny konkurovat. Jejich budoucí slávu jim už u ale navíc kazí biopaliva třetí generace, pro jejichž výrobu začínají být v laboratorních podmínkách a experimentálně chytře využívány fotosyntetizující organismy různých druhů řas, které pro svůj růst, proměněný následně do plně zaměnitelných náhrad nafty či benzinu, potřebují de facto pouze vhodné prostředí, světlo a nutricienty, zejména uhlík (jenž je fotosyntézou získáván ze vzduchu "konzumací" oxidu uhličitého). A to na mnohem menším prostoru, než dnes zabírají dnešní způsoby jejich produkce. V intenzifikované podobě pak dokonce mohou řasy do motorového biopaliva transformovat i oxid uhličitý produkovaný elektrárnami (budou-li spaliny zbaveny ostatních škodlivin jako je SO2, NOx či prach), což by jednou mohlo umožnit vznik plně CO2 neutrální "velké energetiky". Takto získávaným biopalivům jednou bude patřit budoucnost.

Tajemství černé země "Terra Preta"
Petr Holub
Dávní obyvatelé Amazonie dokázali už před 2000 lety přeměnit jalovou pralesní půdu v úrodnou černozem. Staré antropogenní půdy bohaté na uhlík jsou známy především z Amazonie, ale i z Oceánie a Asie. Rozbory prokázaly, že tzv. "Terra preta"je ve srovnání s "klasickými" pralesními půdami bohatší na fosfor, vápník, síru a dusík, obsahuje nesrovnatelně více organické hmoty, vyniká schopností zadržet vláhu i živiny a když se s ní slušně zachází, udrží si úrodnost neuvěřitelně dlouho. "Klíčem k pochopení těchto jedinečných vlastností je dřevěné uhlí vznikající při pálení vykácené pralesní vegetace. Touto technologií by se pomohlo nově zakládaným polím v jejich budoucí výnosnosti. Zemědělci budounavážet na políčka organické odpady a spolu s dřevo-biouhlím je zaorávat do země. Při pěstování energetických plodin za účelem výroby energie, by vzniknul krásný koloběh, který by prospěl hlavně ekologii.

Bioplynky ano/ne *) nehodící se škrtněte Zdeněk Kučera Příslib stabilní výroby tepelné i elektrické energie bez ohledu na sluneční svit či existenci větru a zajistitelný slušný potenciál vhodných organických materiálů z odpadů nebo účelovým pěstováním řadí, nebo by mohl zařadit bioplynové stanice na čelné místo v technologiích na bázi obnovitelných zdrojů energie. De facto řada zemědělských podniků a farem, ale i měst a obcí by si mohla zajistit vlastní výrobu energie nebo ji výhodně prodávat, nebo alespoň prodávat organický materiál pro digestát. Pokud mají v současné době zemědělci problémy s výkupem obilí, mléka či masa, u energií nebo biologických paliv tato situace dlouho nenastane. Tvrzením je například situace, kdy se do bioplynek sváží organický materiál z několikasetkilometrových vzdáleností. Logicky vzato použitá nafta by vyrobila asi stejně nebo více energie, ale netýkalo by se to likvidace odpadu a energie by nebyla vyrobena "ekologicky". Plusem je, že se výrazně sníží skládkování.

Porovnanie využitia geotermánej energie Nemecko - Slovensko
Peter Horbaj, Gerhard Braunmiller
Geotermálne alebo zemské teplo, je teplo uložené vo vrchnej dostupnej časti zemskej kôry. Tá obsahuje energiu uloženú v zemi, ktorá môže byť vyťažená a využitá a zaraďuje sa do kategórie obnoviteľných zdrojov energie. Môže byť využitá priamo pre vykurovanie a chladenie na trhu s teplom a taktiež pre produkciu elektrického prúdu alebo v tlakových tepelných zariadeniach. Ako geotermálna energia sa označujú oba druhy inžinierskych prác so zemským teplom a jeho využitím a tiež vedecké výskumy tepelného stavu telesa Zeme. Výroba tepla s využitím geotermálnej energie môže byť realizovaná pomocou dvoch veľmi výrazných metód. Prvá pozostáva z priameho využitia teplôt hladín podzemných vôd, ktoré zahrňujú teploty medzi 30 až 150 ?C. Druhá pozostáva z využitia geotermálnych tepelných čerpadiel, ktoré spadajú pod takzvané veľmi nízko teplotné aplikácie. Tento článok popisuje stav Nemecka a Slovenskej republiky vo využití geotermálnej energie.

Liberecká Tipsport Arena si umí "hrát" s energií
Jaroslav Peterka
Liberecká Tipsport Arena, moderní sportovní komplex, je známá převážně jako mateřský hokejový stadion prvoligových Bílých tygrů. V únoru se stala základnou administrativy a kultury FIS Mistrovství světa v klasickém lyžování Liberec 2009. Nás ale zajímá její tolik opěvované energetické zázemí. V uplynulých letech prošel stadion významnou přestavbou, kdy byla instalována kogenerační jednotka. Areál je vybaven dvěma plynovými kogeneračními jednotkami GE Jenbacher, které zajišťují energetické potřeby areálu (vytápění, TV, elektrickou energii i chlazení), přičemž přebytečná energie je směrována do rozvodné elektrické sítě a městského systému dálkového vytápění. Jednotky současně zvyšují místní energetickou bezpečnost, neboť v případě výpadku proudu mohou městu nabídnout záložní zdroj energie.