Oczywiście, najbardziej komfortowa sytuacja ma miejsce wtedy, gdy planujemy postawić nowy dom. W takim przypadku można się zastanawiać nad postawieniem go w standardzie tzw. budownictwa pasywnego, które pozwala praktycznie na zminimalizowanie kosztów eksploatacji budynku. Niemniej, również i tym, którzy nie planują postawienia własnych przysłowiowych czterech ścian, rynek proponuje szereg energooszczędnych rozwiązań, dzięki którym opłaty się zmniejszą, a mieszkańcy będą mogli z dumą powiedzieć, że są proekologiczni w praktyce.
W artykule postaram się przybliżyć rodzaje odnawialnych źródeł energii najczęściej instalowanych w domach jednorodzinnych lub nawet w mieszkaniach.
Krótko o OZE
Źródeł energii odnawialnej jest bardzo wiele. Nalezą do nich: energia wiatru, promieniowania słonecznego, geotermalna, fal, prądów i pływów morskich, spadku rzek oraz energia pozyskiwana z biomasy, biogazu wysypiskowego, a także z biogazu powstałego w procesach odprowadzania lub oczyszczania ścieków albo rozkładu składowanych szczątków roślinnych i zwierzęcych. (źródło: Ustawa Prawo energetyczne z dnia 10 kwietnia 1997).
Na wstępie dodam, że OZE wykorzystywane w budownictwie indywidualnym, różnią się znacznie od tych wykorzystywanych do pozyskiwania energii odnawialnej na dużą skalę.
Np. na potrzeby indywidualne znacznie rzadziej wykorzystywana jest energia wodna, która ma obecnie największy udział wśród źródeł energii odnawialnej. Znacznie łatwiej wyobrazić sobie postawienie obok domu małej turbiny wiatrowej, niż najmniejszej nawet małej elektrowni wodnęj.
Już na wstępie warto dodać, że każda instalacja wykorzystująca odnawialne źródła energii powinna być dobierana indywidualnie. Jej funkcjonalność zawsze zależy od dobrania odpowiedniej lokalizacji, wykorzystującej warunki terenu. Jeśli jesteśmy w tej komfortowej sytuacji i stoimy przed perspektywą zbudowania domu – na pewno warto skorzystać z porad specjalisty energetycznego. Jego pomoc, koniecznie już na etapie projektowym, może wpłynąć bardzo korzystnie na nasze przyszłe rachunki za energię.
Szczelność
Zanim zainstalujemy w domu lub mieszkaniu odnawialne źródła energii powinniśmy przyjrzeć się dwóm kwestiom.
Po pierwsze szczelności. Główną przyczyną utraty ciepła w budynkach i mieszkaniach jest brak szczelności. Domy i budynki budowane w nowoczesnych technologiach są dość szczelne, ale nawet i w nowym budownictwie zdarza się, że jego projektanci nie przywiązują do tej kwestii należytej uwagi. Tymczasem montaż dobrych okien, odpowiednia izolacja przegród zewnętrznych (ścian, dachów, stropów, podłogi) może znacząco zminimalizować przyszłe wydatki na energię.
Jeśli mieszkamy w budynku, który jest nieszczelny, zanim zainstalujemy OZE, warto zastanowić się nad ociepleniem domu oraz wymianą okien i drzwi.
W dalszej kolejności warto też zainstalować specjalny system wentylacji nawiewno-wywiewnej, który może regulować obieg powietrza w domu, tak aby osiągnąć komfort termiczny.
Zainteresowanych odsyłam do artykułu: Dom pasywny – to działa!
Rodzaje OZE
Najpopularniejsze odnawialne źródła energii montowane w domu (lub na domu) to: kolektory słoneczne, pompy ciepła, gruntowe wymienniki ciepła, kominki oraz turbiny wiatrowe.
Kolektor słoneczny
Zacznijmy od energii słonecznej, jako największego źródła czystej darmowej energii. Występuje powszechnie i bez granic; słońce wysyła w ciągu 14 dni do powierzchni Ziemi tyle energii ile wynosi całoroczne zapotrzebowanie energetyczne naszej planety!
Do pozyskiwania energii ze słońca służą kolektory słoneczne, często wdzięcznie określane w obiegu powszechnym mianem ‘solarów’.
Kolektory słoneczne wykorzystują ponad połowę całkowitego promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni ziemi. Przyjmując wg. normy średnie nasłonecznienie w Polsce na poziomie 1000 kWh/m2, kolektor uzyskuje do 600 kWh/m2..
Zasadniczo w Polsce, w budownictwie indywidualnym, upowszechnione są dwa rodzaje kolektorów słonecznych: płaskie oraz próżniowe. Różnią się one konstrukcją, która sprawia, że latem lepiej pracują kolektory płaskie, a zimą – kolektory próżniowe.
Panuje opinia, że bardziej opłaca się zainwestować w kolektory nowszej generacji – czyli próżniowe. Nie jest to jednak regułą i zależy od konstrukcji kolektora, ukształtowania terenu oraz rozmieszczenia kolektorów na budynku.
Dla optymalnej pracy instalacji solarnej, konieczne jest takie umieszczenie kolektorów, które będzie wykorzystywać uwarunkowanie terenu i położenie budynku. Konieczna jest niezacieniona powierzchnia dachu, bądź działki budowlanej umożliwiająca montaż kolektorów zwróconych w kierunku południowym pod odpowiednim kątem nachylenia do poziomu (od 30° do 50°). W Polsce, kolektory słoneczne są obecnie najbardziej rozpowszechnioną formą pozyskiwania energii odnawialnej. Dobrze zamontowany i umieszczony kolektor powinien pracować 20 lat.
Od września 2010 roku istnieje możliwość otrzymania dofinansowania na instalację kolektorów zarówno dla beneficjentów indywidualnych, jak i wspólnot mieszkaniowych z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, którym zarządza Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.
Zainteresowanych odsyłam do artykułu: Dotacje NFOŚiGW na częściowe spłaty kapitału kredytów na kolektory słoneczne.
Pompa ciepła i gruntowy wymiennik ciepła
Ciekawymi i zyskującymi coraz większą popularność urządzeniami do pozyskiwania naturalnej energii są: pompa ciepła i gruntowy wymiennik ciepła. Pompę montuje się zazwyczaj w ziemi i korzysta ona najczęściej z tzw. dolnego źródła ciepła. Najbardziej wydajnym dolnym źródłem ciepła są wody powierzchniowe, bądź gruntowe. Możliwość ich wykorzystania jest wielką zaletą danej lokalizacji.
Powinniśmy jednak pamiętać, iż wykorzystanie wód powierzchniowych, bądź gruntowych jako źródła ciepła podlega ustawie „Prawo wodne” z dnia 24 października 1974 roku i może wymagać uzyskania odpowiedniego pozwolenia.
Kolejnym rozwiązaniem, które należy rozważyć na etapie projektowym jest możliwość wykorzystania gruntowego wymiennika ciepła do wstępnego podgrzewu powietrza wentylacyjnego. Takie rozwiązanie gwarantuje zysk energetyczny: latem wymiennik umożliwia schładzanie nawiewanego powietrza, a zimą jego ogrzewanie. Gruntowy wymiennik ciepła wymaga jednak odpowiedniej powierzchni działki oraz warunków glebowych.
Do prawidłowego funkcjonowania obu urządzeń wymagana jest instalacja systemu wentylacji nawiewno-wywiewnej, która ogrzewa i rozprowadza ciepłe już powietrze w domu.
Zainteresowanych odsyłam do artykułu: Klimatyzacja prosto z ziemi.
Wiatrak
Energia wiatru jest silnie związana z lokalnymi warunkami klimatycznymi i terenowymi. Obszary o szczególnie dobrych warunkach wiatrowych to wybrzeże Morza Bałtyckiego, zwłaszcza część zachodnia, oraz północno wschodni kraniec Polski. Aby prawidłowo zweryfikować zasoby wiatru w celach energetycznych, należy dokonywać pomiarów wiatru na wysokości co najmniej 60m. Firmy instalujące turbiny wiatrowe (turbiny wiatrowe, elektrownie) powinny dokonać takiego pomiaru za darmo. Energia wiatru może być wykorzystywana przez gospodarstwa domowe. Żeby móc wykorzystywać energię wiatru do produkcji prądu, niezbędne są odpowiednie warunki, to znaczy stałe występowanie wiatru o określonej prędkości.
Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj przy wietrze wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym prędkość od 15 do 20 m/s uznawana jest za optymalną.
Ze względu na moc elektrownie wiatrowe dzieli się na: mikro, małe i duże. Do zasilania domów stosuje się głównie dwa pierwsze rodzaje.
Mikroelektrownie wiatrowe to małe wiatraki o mocy poniżej 100 W, których używa się najczęściej do ładowania baterii akumulatorów. Takie elektrownie można wykorzystać do zasilania przez akumulatory części oświetlenia domu: pojedynczych lamp, a nawet poszczególnych pomieszczeń czy urządzeń.
Małe elektrownie wiatrowe – o mocy od 100 W do 50 kW. Takie elektrownie mogą zapewniać energię elektryczną w pojedynczych gospodarstwach domowych, a nawet w małych firmach. W warunkach przydomowych najpopularniejsze są elektrownie 3-5 kW. Moc takich elektrowni wspomagana energią zmagazynowaną w akumulatorach, wystarczy do zasilania oświetlenia, układów pompowych, sprzętu i urządzeń domowych.
Czy turbina się opłaca?
Jeżeli dysponujemy przybliżonymi danymi o średniorocznej prędkości wiatru w danym regionie, możemy łatwo obliczyć jaką ilość energii w ciągu roku wyprodukuje nasza elektrownia.
Przykład:
Turbina o mocy znamionowej 2,8 kW przy założeniu że z nominalną mocą będzie pracowała przez 20% dni, w ciągu całego roku wyprodukuje następujące ilości energii: 2,8 KW x 24 godziny x 365 dni w roku x 20 % = 4 900 kilowatogodzin rocznie.
1 kWh kosztuje ok. 0,38 zł, wówczas przychód wyniesie 4 905 x 0,38 zł = 1 864,00 PLN.
Cena turbiny 10 900,00 zł. / 1864 ,00 zł – okres zwrotu inwestycji: 5,8 roku. Przy założeniu że średnia cena energii będzie w tym okresie wyższa czas amortyzacji ulegnie skróceniu.
Kłopoty z wiatrakiem
Pomimo licznych korzyści jakie daje instalacja turbin wiatrowych, łączy się ona również z wieloma problemami natury ekologicznej. Okazuje się bowiem, że elektrownie wiatrowe mogą wywierać negatywny wpływ na otoczenie – na ludzi, na krajobraz, na ptaki. Istotnym problemem jest wytwarzany przez wiatraki stały, monotonny hałas o niskim natężeniu, niekorzystnie oddziaływujący na psychikę człowieka. By zneutralizować jego wpływ, wokół masztów elektrowni wiatrowych wyznacza się strefę ochronną o szerokości 500 metrów.
W przypadku małych, pojedynczych wiatraków odległość ta jest znacznie mniejsza. Wystarcza odległość równa wysokości masztu, na którym zainstalowany jest wirnik.
Kominek i piece
Instalacja kominka o niewielkiej mocy jest dobrą alternatywą dla instalacji innych urządzeń szczególnie w chłodniejszych strefach klimatycznych. Przy szczelnie zaizolowanym domu, moc kominka może być stosunkowo niska – od6 kW. Podstawowym zadaniem, jakie ma spełniać kominek jest podgrzewanie ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) oraz powietrza nawiewanego do pomieszczeń.
Obecnie na rynku dostępne są kominki opalane np. peletami, które posiadają automatyczną regulację oraz niezależne doprowadzenie powietrza do paleniska. Wykorzystanie jako paliwa biomasy wpływa na redukcję emisji CO2 do atmosfery, co sprawia, że jest to rozwiązanie bardzo proekologiczne.
Oczywiście w przypadku, w którym dom nie jest dobrze zaizolowany, moc kominka musi być proporcjonalnie większa. Kominki są również dobrą alternatywą, gdy chcemy obniżyć koszty energii w dużym mieszkaniu, lub po prostu je dogrzać. Bardzo często zdarza się, że duże mieszkania (np. powierzchnie strychowe) są niedogrzane. Instalacja kominka i systemu wentylacji, który będzie rozprowadzał ciepło po mieszkaniu jest w takim przypadku na pewno bardziej proekologiczna i co równie ważne, mniej kosztochłonna niż np. instalacja ogrzewania elektrycznego.
W przypadku, gdy w domu posiadamy centralne ogrzewanie – warto zastanowić się nad wymianą pieca na taki, który będzie opalany materiałami ekologicznymi: peletami, ekogroszkiem, biomasą, gazem drzewnym. Istnieje bardzo wiele ekomateriałów, którymi można ogrzać dom –wymagają one różnych pieców, mają różne ceny, ale jedną wspólną cechę – nie zanieczyszczają środowiska. Opalanie tymi materiałami gwarantuje obniżenie zarówno emisji CO2 do atmosfery, jak i obniżenie kosztów w stosunku do ponoszonych w przypadku, gdy ogrzewamy paliwami kopalnymi, gazem, lub olejem opałowym.
Poza wymienionymi zaletami: niewyczerpywalnością, nieszkodliwością dla środowiska i niskimi cenami, odnawialne źródła energii posiadają jeszcze dodatkowe walory. W odróżnieniu od źródeł konwencjonalnych są dostępne na całym świecie (chociaż nie wszędzie w tym samym stopniu). Najistotniejszym walorem OZE pozostaje jednak ich przyjazność dla środowiska. Fakt, że nie powodują wzrostu koncentracji gazów cieplarnianych w atmosferze i tym samym zwiększenia niepokojących zmian klimatycznych, których ewentualnych skutków nie jesteśmy w stanie w pełni przewidzieć.
