Energetická soběstačnost

1. www.tzb-info.cz Ing. Bronislav Bechník, Ph.D. odborný garant oboru Obnovitelná energie a úspory energie bronislav.bechnik@topinfo.cz Energetická soběstačnost

2. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov ΕΝ ΟΙΔΑ ΟΤΙ ΟΥΔΕΝ ΟΙΔΑ Σωκράτης

3. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Obsah Ceny energií Soběstačnost částečná a úplná Potenciál OZE Obnovitelné zdroje pro soběstačnost Kombinace obnovitelných zdrojů Řízení spotřeby Akumulace elektřiny

4. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Ceny elektřiny Budoucnost lze obtížně odhadovat Ropa však bude pravděpodobně brzy nedostatková IEA odhaduje pokles produkce 6,7 % ročně Důsledek – růst cen

5. Ceny elektřiny • Cena ropy • roste, zvláště v době konjunktury • snížit ji může jen krize • s cenou ropy jsou svázány ceny ostatních energií

6. Ceny elektřiny … v důsledku rostou ceny kovů… Zdroj (data): USGS

7. Ceny elektřiny … i stavebních materiálů Zdroj: Portland Cement Association

8. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Ceny elektřiny Ceny elektřiny vytrvale rostou. Rostly by i bez podpory OZE, při současných cenách silové elektřiny (47 €/MWh) se investice do nových konvenčních zdrojů nevyplatí. Aby se nové bloky v Temelíně vyplatily, musela by cena silové elektřiny zůstat nad 60 €/MWh.

9. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Ceny elektřiny Výkupní ceny v Německu klesají plynuleji pokles je dán zákonem, není garantována návratnost cena je stálá bez ohledu na inflaci

10. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Ceny elektřiny • kalkulačky • parkovací automaty • motorová paliva:3,41 Kč/kWh – výkupní cena elektřiny z FV<4Kč/kWh – výrobní náklady (AC)<2Kč/kWh – DC z FV panelů>36 Kč/l – cena motorových paliv<40 % - účinnost spalovacího motoru>9 Kč/kWh – energie z motoru~80 % - účinnost alternátoru>11 Kč/kWh – elektřina z alternátoru (z elektrocentrály ještě dražší)

11. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Energetická soběstačnost • Úplná • Ostrovní provoz, nepřipojeno do elektrizační soustavy • Částečná • Hybridní systém • s dodávkou nebo bez dodávky do sítě • Účetní • Roční výroba > roční spotřeba • Důsledná • Včetně další energie v rámci životního cyklu (těžba, výroba, používání, likvidace/recyklace)

12. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Energetická soběstačnost • Z hlediska velikosti • Individuální (domácnost, firma) • Lokální, komunitní (do úrovně obce) • Regionální • Z hlediska služeb • Elektřina • Teplo • Doprava • Z hlediska komplexnosti • Jen spotřeba • Včetně výroby zařízení

13. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Biomasa + bioplyn + =

14. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Biomasa + bioplyn Zdroj: http://www.cenia.cz/__C12572160037AA0F.nsf/$pid/CPRJ78DGTDJA/$FILE/msk.jpg

15. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Bioplyn • Využití nespalitelných bioodpadů (kejda, hnůj…) • Ve velkém • I v malém

16. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Solární energie Rovnoměrně po celém území ČR Fotovoltaika = elektřina Fototermika = teplo

17. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Energie větru • Větrné mapy pro různé výšky nad terénem • V malých výškách - problémy (stromy, budovy)

18. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Energie vody • Výhodné lokality pro velké zdroje jsou již obsazeny • Stovky lokalit pro malé zdroje • Není obecně dostupné

19. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Geotermální energie • Jediný pokročilý projekt – Litoměřice • Malé zdroje – jen teplo (i bez tepelného čerpadla)

20. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Potenciál OZE • Biomasa • kolem 10 t/ha biomasy i více, pšenice 5 t/ha, řepka 3 t/ha • biopaliva 50 až 100 GJ/ha, teplo z biomasy až 200 GJ/ha • Fotovoltaika • 1 kWh/Wp = 100 až 200 kWh/m2 (až 2000 MWh/ha) • Fototermika • 1 až 2 GJ/m2 (300 až 500 kWh/m2) • Vítr • 2 kWh/W i více ve výšce nad 60 m nad terénem • do 1 kWh/W ve výšce kolem 10 m nad terénem

21. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Potenciál OZE

22. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Potenciál OZE

23. Globální pohled Zdroj: http://www.inference.phy.cam.ac.uk/sustainable/book/data/powerd/PPPersonVsPDen2.png

24. Globální pohled Zdroj: http://www.inference.phy.cam.ac.uk/sustainable/book/data/powerd/PPPersonVsPDen2.png

25. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Fotovoltaika Investiční náklady: • Panely – 20 až 30 tis. Kč/kWp • Celá FVE – 40 až 50 tis. Kč/kWp • Otázky: • Hybridní/ostrovní systém? • Akumulátory • 4000 Kč/kWh a více • Životnost až 15 let nebo 4000 cyklů • Stejnosměrný systém? • Řízení spotřeby (ohřev TV, vytápění…)

26. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Fotovoltaika Ekologická fasáda

27. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Fotovoltaika

28. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Fotovoltaika

29. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Fotovoltaika

30. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Fotovoltaika

31. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Fotovoltaika

32. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Fotovoltaika/Fototermika

33. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Fototermika Investiční náklady: • Kolektory – od 4 tis. Kč/m2 • Celý systém – 80 až 100 tis. Kč • Otázky: • Hybridní/ostrovní systém? • Akumulátory • 4000 Kč/kWh a více • Životnost až 15 let nebo 4000 cyklů • Stejnosměrný systém? • Řízení spotřeby (ohřev TV, vytápění…)

34. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Malé bioplynové stanice Hermetický septik • Plovoucí plynojem nebo vyrovnávací nádrž • Optimální teplota 36 °C • 300 až 500 g CH4 na kg sušiny • Doba zdržení 60 až 90 dní • Pro vaření cca 1-2 m3 na osobu

35. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Malé bioplynové stanice Investiční náklady • Septik 6 až 10 m3 – 30 až 60 tis. Kč • Plynojem 2 až 3 m3 – 8 až 10 tis. Kč • Kvalitní elektrocentrála 4 kW – 30 tis. Kč • Otázky: • Životnost motoru? • Skladování plynu? • Tlaková lahev 20 l (4 m3 plynu) – 10 tis. Kč (včetně příslušenství) • Čištění plynu? (princip jednoduchý) • Přebytky – ohřev TV

36. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Malé větrné elektrárny Typy rotorů • Odporové, rozběh při malé rychlosti • Lopatkové kolo • Savoniův rotor • Aerodynamické, vyšší účinnost při vyšších rychlostech • Darreiův rotor • Třílistá vrtule (nejčastěji, bývá i 2, 4 nebo 5)

37. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Malé větrné elektrárny Investiční náklady • 1 až 2 kW – 30 až 60 tis. Kč i více • Střídač může být společný s FVE • Otázky: • Větrné podmínky v malých výškách • Mgr. David Hanslian na TZB-info

38. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Mikrokogenerace Kogenerace = elektřina + teplo Mikrokogenerace: 1 až cca 50 kWel • Palivo • Obvykle zemní plyn, někdy LPG • není nezávislost • Bioplyn lze použít jen u některých jednotek • V ostatních jedině po přečištění

39. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Mikrokogenerace • Spalovací motor • Vyspělá technologie • Parní stroj • Jednoduchost, možnost kutilství • Účinnost teoreticky do16 % (dvojčinný) • Komerčně není dostupný • Stirlingův stroj • Vyšší účinnost, nižší hlučnost • Komerčně dostupné jsou drahé • WhisperGen 1 kWel – 8000 € (250 tis. Kč) • VaillantecoPOWER 4,7 kWel – 450 000 Kč • Vitotwin 300-W 1 kW -

40. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Práce svalů • Vždy k dispozici • Relativně malý výkon • Ručně • cca 20 W trvale, • 100 W několik sekund • Pedály • 60 až 100 W trvale, • 500 W několik sekund

41. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Kombinace OZE Synergie • Příklad: větrná elektrárna + fotovoltaický systém

42. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Kombinace OZE Kooperace v rámci komunity (obec) • Mikrosítě • Více nezávislých zdrojů = vyšší bezpečnost dodávek

43. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Kombinace OZE Kooperace zdrojů Kombikraftwerk http://www.youtube.com/watch?v=OzEhcypDX2U

44. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Kombinace OZE • Jeden zdroj – nevýhodné • Kombinace • Kooperace v rámci komunity

45. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Řízení spotřeby • Spotřeba energie se nekryje s výrobou • FVE vyrábí jen ve dne • VTE zcela nepravidelně

46. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Řízení spotřeby • Přímá spotřeba v okamžiku výroby v místě výroby • Přesun spotřeby v čase – akumulace • Přesun spotřeby v místě – přenos

47. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Řízení spotřeby • Přímá spotřeba v okamžiku výroby v místě výroby • Přesun spotřeby v čase • Přesun spotřeby v místě – přenos

48. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Řízení spotřeby • Přímá spotřeba v okamžiku výroby v místě výroby • Přesun spotřeby v čase – akumulace • Přesun spotřeby v místě – přenos

49. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Řízení spotřeby • Přímá spotřeba v okamžiku výroby v místě výroby • Přesun spotřeby v čase • Přesun spotřeby v místě – přenos

50. www.tzb-info.cz – stavebnictví – úspory energií – technická zařízení budov Akumulace elektřiny • Nízká účinnost akumulátorů • Lithiové – 80 až 90 % • Olověné – 70 až 80 % • Ale vysoká náročnost výroby a recyklace • Celková účinnost 50 % i méně (při zahrnutí výroby a recyklace) • Cena • Životnost