Wycofywanie żarówek żarnikowych – zupełny brak logiki

Temat dość stary, ale mimo upływu czasu nikt jeszcze nie zwrócił uwagi, że sposób wycofywania zwykłych żarówek jest zupełnie nie logiczny. Jako pierwsze zostały wyeliminowane żarówki 100W a następnie do 2012 będą wycofywane taż kolejne aż do 25W

W tej sytuacji jeżeli ktoś używał żarówek 100W albo zainwestuje w energooszczędną świetlówkę (Ci co mieli to zrobić i tak dawno to zrobili) lub zamiast żarówki 100 W kupi dwie 50 W a następnie po wycofaniu 50 – siątek 4 x 25W. Taki użytkownik szybko zauważy coś, co urzędnicy przygotowujący ten program przeoczyli. Dwie żarówki 50 W dają średnio 25% światła mniej niż jedna żarówka 100W a 4 żarówki 25W dają prawie 50% mniej światła niż jedna żarówka, 100W czyli w efekcie zamiast jednej żarówki 100W w 2012 klienci przywiązani do żarówek żarnikowych będą potrzebować 6 żarówek po, 25W czyli do oświetlenia tego samego pomieszczenia zużyją o 50W więcej energii - urzędnicza energooszczędność :)

Zależność ta wynika z faktu że skuteczność świetlna żarówki żarnikowej wzrasta wraz z mocą dlatego lepiej mieć jedną żarówkę dużej mocy niż kilka małej :)

Logiczne byłoby wycofanie w pierwszej kolejności żarówek małej mocy, czyli tych najmniej efektywnych lub wycofanie wszystkich jednocześnie. Czego ja tu wymagam? Aby urzędnik wiedział, co to są lumeny a co lux-y przeliczył je na wat mocy? W efekcie mogłoby się okazać, że normy spełniają jedynie lampki choinkowe.

Elektryczny skuter – czy warto zainwestować ?

Zanim na polskich drogach pojawią się elektryczne samochody szansę na rozwój mają małe elektryczne jednoślady. Z uwagi, że ceny elektrycznych skuterów zaczynają być porównywalne z wersjami spalinowymi warto zastanowić nad taką inwestycją.

Wprowadzenie na drogi elektrycznych skuterów jest znacznie prostsze niż elektrycznych samochodów z kilku względów:

- skutery to pojazdy wybitnie miejskie z tego względu ich zasięg nie musi być duży, aby były funkcjonalne
- mały zasięg oraz małe zużycie energii przekłada się na znacznie ograniczenie kosztów akumulatorów (cena skutera elektrycznego może być porównywalna ze spalinowym)
- skutery spalinowe z wagi na stosowane silniki dwusuwowe jak na tak małe pojazdy dużo palą i są wybitnie nie ekologiczne,
- koszty eksploatacji skuterów elektrycznych będą znacząco niższe.

Porównajmy koszty eksploatacji skutera spalinowego i elektrycznego przy założeniu, że pokonujemy dziennie 15 km przez 20 dni w miesiącu i 8 miesięcy w roku, czyli roczny przebieg skutera to 2400 km

Skuter elektryczny	Skuter spalinowy
2.5 kWh/ 100 km	3l/100 km	Spalanie /zużycie energii
1,125 zł/ 100km 1,1 gr / 1 km	13,5 zł / 100 km 13,5 gr / 1 km	Koszt przejechania 100 km przy cenie energii elektrycznej 0.45 gr / 100km oraz benzyny 4.5zł/litr
26 zł	324 zł	Roczne koszty energii paliwa przy przebiegu 2400 km

W tym przykładzie widać, że elektryczny skuter może przynieść spore oszczędności. Można też założyć, że pozostałe koszty eksploatacyjne powinny być porównywalne. Jedyną kwestią zaburzającą ten piękny obraz skutera elektrycznego są akumulatory. Wielu użytkowników ma uzasadnione obawy, że wysokie koszty wymiany akumulatorów pochłoną całe oszczędności?

Z obecnie stosowanych na rynku rozwiązań jako nośnik energii w skuterach elektrycznych stosuje się akumulatory żelowe (kwasowo ołowiowe czasem błędnie określane jako silikonowe) lub akumulatory litowo – jonowe. W przypadku skutera i przebiegów na poziomie 2 – 4 tysiące km rocznie zarówno akumulatory żelowe jak i litowo jonowe trzeba będzie wymienić z uwagi na wiek a nie ze w względu na liczbę cykli ładowania.

W przypadku akumulatorów żelowych koszt zakupu kompletu gromadzącego 1,5 kWh (zasięg skutera 50 – 70 km) to koszt ok. 500 zł czas ich wymiany to 400 – 500 cykli ładowania (25 000 km) lub 5 lat

W przypadku akumulatorów litowo jonowych koszt zakupu pakietu gromadzącego 1,5 kWh oscyluje wokół 2500 zł i trzeba się liczyć z koniecznością sprowadzenia z zagranicy. Czas ich wymiany 1500 - 2000 cykli ładowania (80 000 km) lub 10 lat. Można założyć, że po 10 latach ceny akumulatorów litowo – jonowych znacznie spadną uwzględniając obecny dynamiczny rozwój tego rynku.

Przed wyborem rodzaju akumulatora należy nie tylko rozważyć cenę, ale także względy użytkowe. Akumulatory żelowe gromadzące tą samą ilość energii są prawie 4 razy cięższe od litowo jonowych. Komplet akumulatorów żelowych do skutera o zasięgu 50 km będzie ważył ok. 40 kg w przypadku akumulatorów litowo jonowych waga będzie równa ok. 12 kg. Ta różnica ma dość istotny wpływ na warunki jezdne skutera. Jednym z głupszych rozwiązań, jakie widziałem jest montowanie do skuterów akumulatorów żelowych o pojemności 3 – 4 kWh zasięg (100 – 120 km), przez co sam pakiet waży ok. 100 kg a skuter jest ciężki i nieporęczny.

Pojawia się szansa na rozwój domów OFF GRID

Domy zwane OFF GRID to takie, które nie są przyłączone do sieci energetycznej często też zasilane są odnawialnymi źródłami energii. Kluczowymi elementami takiego systemu są w miarę stabilne źródło lub źródła energii oraz magazyn energii. Na rynku źródeł energii odnawialnej obserwujemy dynamiczny rozwój, który przyczynia się do spadku cen czy to ogniw PV czy małych turbin wiatrowych. Zasadniczym problemem pozostaje ciągle gromadzenie energii. Akumulatory kwasowo – ołowiowe, mimo iż mają rozsądne ceny z uwagi na wysokie koszty obsługi oraz krótką żywotność nie są odpowiednim rozwiązaniem. Przełomem na rynku może okazać się akumulator sodowo siarkowy firmy Ceramatec. Akumulatory NaS od dawna budziły zainteresowanie z uwagi na:

- dużą gęstość gromadzonej energii (360 Wh/l )

- wysoką sprawność cyklu ładowane / rozładowanie 90%

- długą żywotność ok 15 -20 lat

- odporność na głębokie rozładowanie

- relatywnie niskie koszty wytwarzania (budowa z pospolitych materiałów )

Cały obraz piękny obraz prawie „doskonałego” magazynu energii niweczy temperatura jego pracy oscylująca wokół 300 to 350 °C, która w połączeniu z wybuchowością sodu w przypadku zetknięcia z wodą eliminuje akumulatory NaS w obecnym kształcie z zastosowań prywatnych. I tu przychodzą z pomocą patenty firmy Ceramatec. Udało im się opracować akumulator NaS pracujący w temperaturze ok 100C i opracować ceramiczną półprzepuszczalna membranę znacznie bardziej odporną na korozyjne właściwości sodu. Ciekawa jest też cena Ceramatec zapowiada że akumulator o pojemności 20 kWh będzie kosztował 2000 $. Przy takiej cenie, pojemności oraz żywotności szacowanej na 20 lat fani off grid otrzymują przełom technologiczny na który czekali od lat. W przypadku energooszczędnej rodziny (zużycie 1100 kWh/rok) taki akumulator, którego wielkość porównywalna jest z lodówką pozwoli na prawie tygodniowe zasilanie.

Rozwiązanie może okazać się interesujące także w przypadku domów podłączonych do sieci. W krajach takich jak polska w których odsprzedanie energii odnawialnej do sieci ze względów proceduralnych jest kompletnie nieopłacalne. Relatywnie tani akumulator może wiele osób zachęcić do inwestycji w małe odnawialne źródło energii a dodatkowe korzyści finansowe można czerpać z zasilania domu jedynie z tańszej energii pobieranej z sieci w nocy (II taryfa).

Na zmiany przyjdzie nam jeszcze poczekać

Sądząc po komentarzach na temat kierunków rozwoju energetyki podobny brak konsensusu panuje na tym blogu jak wśród decydentów. Nie wydaje mi się również, aby dynamiczny rozwój odnawialnych źródeł w Polsce nastąpił za sprawą rządowego wsparcia. Zasadniczy problem leży ciągle w świadomości i wizji rozwoju. Jeżeli ktoś mówi, że OŹE są potrzebne i należy je wspierać, a następnie zamiast niwelować bariery rozwoju tych źródeł, rozwijać sieci przesyłowe, budować magazyny energii wykłada dziesiątki miliardów na energetykę zawodową – to coś jest nie tak.

Po latach obserwacji rozwoju energetyki odnawialnej w Polsce dochodzę do wniosku, że jedyna szansa to oddolna inicjatywa na poziomie gmin, innowacyjnych firm czy prywatnych inwestorów. Dobrze widać to na przykładzie rynku kolektorów słonecznych, który bez rządowego wsparcia bardzo dynamicznie rozwija się od kilku lat w naszym kraju. Jeżeli popatrzymy na genezę tego rozwoju to w pełni zawdzięczamy go wizjonerom, którzy wciągu kliku lat potrafili na rynek sprowadzić czy zacząć produkować urządzenia dostosowane do zamożności polskich konsumentów. Obecnie rynek instalacji słonecznych rozwija się dynamicznie i ma dobre perspektywy a wsparcie nie jest już potrzebne. Jednak jeżeli pojawiłoby się ono kilka lat temu z pewnością bylibyśmy znacznie dalej.

Genetycznie podobna sytuacja panuje w przypadku ogniw fotowoltaicznych, których rynek jest bardzo podobny do rynku kolektorów sprzed kilkunastu lat. Wysoka cena modułów zagranicznych producentów ogranicza popyt z kolei brak popytu ogranicza atrakcyjność inwestycji w produkcję ogniw PV na polskim rynku. Mądre wsparcie Państwa dla fotowoltaiki mogłoby znacznie przyśpieszyć rozwój tej technologii i wcale nie chodzi mi o dotowanie energii z ogniw PV. Kluczem zaistnienia na rynku fotowltaiki dla takiego kraju jak Polska to wsparcie dla innowacyjnych firm tworzących know – how, technologie, której wartość znacznie przewyższa wartość samych produktów. Jeżeli przyjrzymy się obecnej sytuacji na rynku szeroko pojętej energetyki jest bardzo wiele obszarów, w które warto zainwestować i jest to stosunkowo proste, gdyż rynek jest młody i chłonny. Gromadzenie energii zarówno z punku widzenia samochodów elektrycznych, jak i systemu energetycznego to kolejny perspektywiczny rynek, który w Polsce leży odłogiem. Jeżeli mamy w perspektywie jako kraj awansować wyżej niż rynek zbytu oraz taniej siły roboczej musi nastąpić radykalna zmiana w podejściu do inwestycji. I w mojej ocenie energetyka odnawialna jest jednym z lepszych obszarów inwestycji.

Energia Atomowa – wszystko ma swoją cenę ?

Patrząc na moje wpisy na temat energii atomowej można wyciągnąć wnioski, że jestem zdecydowanym przeciwnikiem tego rozwiązania w Polsce. Nie jest to prawdą ja po prostu nie jestem zwolennikiem inwestowania w atom za wszelką cenę. Staram się być realistą i zdaje sobie sprawę, że wielomiliardowa inwestycja w energetykę jądrową to mniej pieniędzy na OŹE. 18 mld lub 18 000 000 000 euro to sporo pieniędzy, jakich polska energetyka nie widziała od dziesięcioleci . I jak dla mnie to o wiele za dużo jak na 3 000MW mocy. Mała moc i duże nakłady inwestycyjne muszą oznaczać wysoką cenę energii z atomu, która wg Polskiej Grupy Energetycznej będzie oscylować wokół 690 zł/MWh, czyli dwa razy więcej niż płacimy obecnie za OŹE!

Aby uświadomić sobie ile dla energetyki odnawialnej oznaczałoby 18 000 000 000 euro podam dwa przykłady
- 11 250 MW turbin wiatrowych (przy założeniu 1,6 mln euro / MW)
- 9 000 MW ogniw PV (przy założeniu ceny 2 euro / Wat )

Oczywiście nie można porównywać wprost mocy z OZE oraz elektrowni atomowej. Jednak przy założeniu, że 3 000 MW-atowa elektrownia atomowa pracowałaby przy średnim rocznym odciążaniu 50% (standard dla elektrowni konwencjonalnych) pozwoli wyprodukować 13 140 GWh
dla porównania 11 250 MW wiatraków da 22 000 GWh (założony czas pracy 2000 h / rocznie). 9 000 MW ogniw PV w polskich warunkach usłonecznienia średnio 1050 kWh/m2 pozwoli uzyskać ok 10 000 GWh.

Choć są to wyliczenia dokonane przy bardzo dużym uproszczeniu jednak pokazują wyraźnie że energia atomowa przy obecnych cenach nie jest koniecznie najlepszą alternatywą dla Polski. Oczywiście można podnosić argumenty niestabilności OŹE oraz bezpieczeństwa energetycznego jednak przy tej skali inwestycji kilka - kilkanaście GW polski system bez problemu może je zbilansować zwłaszcza w przypadku energii fotowoltaicznej, w przypadku której występuje dobra korelacja dobowej podaży i popytu energii.

Dodatkowo pojawia się argument ekonomicznego wpływu inwestycji na gospodarkę, rynek pracy.

W przypadku OŹE wpływ tak dużej inwestycji byłby znacznie bardziej pozytywny z uwagi na :
- krótki okres planowania w przypadku OZE a długi okres planowania w przypadku Atomu
- długi rozłożony w czasie okres realizacji, który na lata stworzy miejsca pracy w przypadku OZE oraz krótki okras realizacji w przypadku elektrowni atomowej.
- stworzenie dużego rynku OZE w Polsce byłoby impulsem do wykreowania w polce rynku producentów podzespołów OŹE (turbin czy modułów PV itd.) W przypadku energii atomowej większość technologii będzie kupowana za granica.
- przy podobnych nakładach inwestycyjnych energia z OZE jest znacznie tańsza niż z elektrowni atomowej
- koszty inwestycji w OZE ciągle spadają, na co trudno liczyć w przypadku en atomowej.
- poprawa bezpieczeństwa energetycznego, gdyż energia odnawialna jest produkowana z zasobów ogólnie dostępnych i darmowych. W przypadku elektrowni atomowej uzależniamy się od dostaw surowca, z zagranicy którego cena w długim okresie nie jest przewidywalna. Nie ma tu znaczenia, jakie są zasoby uranu i jakie są koszty jego wydobycia. Podobnie jak ropę paliwo uranowe kupuje się na giełdach towarowych gdzie cena coraz bardziej zależny od liczby inwestorów inwestujących w dany kontrakt terminowy.

Energia odnawialna związana jest z decentralizacją systemu który wydaje mi się lepszy od dalszej centralizacji co będzie miało miejsce w przypadku elektrowni atomowej.

Dlatego jestem zdania, że znacznie większe korzyści przyniesie polce inwestycja w OŹE niż w energię atomową. Nie oznacza to że energia atomowa jest zła groźna itd po prostu są lepsze alternatywy. Nie uznaje też argumentu że powinniśmy inwestować w atom gdyż wszyscy to robią.

Czy atom uratuje polską energetykę?

Według ostatnich planów rządu budowa elektrowni atomowej rozpocznie się w 2016r i zakończy się w 2020r. Jest dla mnie trochę dziwne że dłużej będziemy planować inwestycję niż ją realizować? Nie jestem ekspertem możliwe, że to jest normalna sytuacja jednak znając polskie realia (co ekipa rządowa to nowy pomysł) lekko licząc do 2020 czekają nas minimum 2 nowe rządy zapewne z różnym spojrzeniem na sprawę energii atomowej. Zakładając nawet, że pierwszy raz w historii uda się w Polsce zrealizować duża inwestycję w terminie planowane 3 000 MW to mniej niż 10% zainstalowanych w Polsce mocy :) Wynika z tego, że planowane elektrownie atomowe niewiele zmienią w polskim "energy mix" za to sporo będą kosztować. Już obecnie szacowany koszt inwestycji to 18 mld euro. W mojej ocenie z obecnych planów rządu energia atomowa rysuje się jako sprawa ambicji poszczególnych ministrów niż realna alternatywa czy zmiana w polskiej energetyce. Pytanie czy rząd to odpowiednie miejsce na realizację własnych ambicji?

Przyszłość rozwoju miast

Może w przyszłości supermarkety będą zachęcały swoich klientów nie tylko darmowym parkingiem lecz także darmowym ładowanie elektrycznego samochodu ?



Czy takie będą parkingi przyszłości ? - Nie miałbym nić przeciwko.

Kolektory płaskie i próżniowe – różnice istotne dla użytkownika.

Każdy inwestujący w instalację słoneczną zawsze zastanawia się czy kupić droższe kolektory próżniowe czy może tańsze płaskie. Wielu przy tej okazji wychodzi z błędnego założenia, że np. większa liczba(powierzchnia) kolektorów płaskich zapewni te same uzyski słoneczne, co w przypadku próżniówek.

Energia energii nie równa.

Zasadnicza różnica między kolektorami próżniowymi a płaskimi polega na temperaturze, do jakiej będą one w stanie podrzeć wodę.

Jeżeli przyjrzymy się wzorowi na sprawność kolektora.



Widzimy, że temperatura, do której dany kolektor będzie w stanie podgrzać wodę zależy od:
- Natężenia promieniowania słonecznego Ek
- Izolacji cieplnej kolektora k1, k2
- Sprawności optycznej

Parametry te szerzej opisane były we wpisie Co należy wiedzieć o certyfikatach kolektorów słonecznych

W tych samych warunkach pracy to od izolacji cieplnej kolektora zależy, do jakiej temperatury będzie w stanie pogrzać wodę w zasobniku. Najlepiej widać to na wykresie różnicy temperatur absorber otoczenie w funkcji natężenia promieniowania Ek.




Co wynika z tego wykresu? Kolektor lepiej izolowany cieplnie przy niższych wartościach natężenia promieniowania słonecznego uzyskuje wyższe temperatury absorbera. W półroczu letnim nie ma to wielkiego znaczenia. Z uwagi, że temperatura otoczenia kolektora jest wysoka (powyżej zera) a ciepłą wodę nie podgrzewamy więcej niż do 50C. W tych warunkach zarówno kolektor płaski jak i próżniowy spiszą się podobnie. Paradoksalnie kolektor płaski może dawać w tym okresie większe uzyski energii z uwagi na wyższą sprawność optyczną.

Zasadniczą przewagę kolektora próżniowego i jego dobrej izolacji widać dopiero w zimie, gdy energii słonecznej jest mało a dodatkowo jest zimno. Średnie wartości natężenia promieniowania słonecznego w grudniu czy styczniu mieszczą się w przedziale 50 – 100 W/m2(można je podnieść o tym tu). W takich warunkach kolektor płaski będzie w stanie pogrzać wodę do znacznie niższej temperatury niż kolektor próżniowy.

Przeanalizujmy poniższy wykres.


Założone parametry kolektorów
kolektor płaski k1 = 3.15 k2 = 0.025 SPR-opt = 80%
kolektor próżniowy k1=1.15 k2=0.008 SPR-opt=70%

Z wykresu wynika, że kolektor płaski (czerwona linia i czerwone pole) przy natężeniu promieniowanie słonecznego 50W/m2 pozwala uzyskać na absorberze temperaturę o 12 C wyższą od otoczenia kolektora. Zakładając, że na zewnątrz mamy – 2C ten kolektor może podgrzać ciecz w kolektorze maksymalnie do 10 C. Dla porównania w tych samych warunkach przykładowy kolektor próżniowy (niebieska linia) uzyska na absorberze temperaturę o 26 C wyższą od otoczenia i również do wyższej temperatury nagrzeje ciecz.

Analogicznie przy 100W/m2 kolektor płaski uzyska na absorberze temperaturę o 22C wyższą a próżniowy o 46 C wyższą od otoczenia.

Choć oba kolektory mogą dawać ten sam uzysk energii to jednak nisko temperaturowe ciepło z kolektora płaskiego jest mało użyteczne nawet na potrzeby CWU a w przypadku wspomagania, CO w ogóle możemy zapomnieć o jakimkolwiek zysku. Przykład ten jasno pokazuje, że dodanie kolejnego kolektora nic tu nie pomoże. Zdecydowanie w zimie kolektory próżniowe dają więcej użytecznej energii cieplnej i pozwalają uzyskać wyższe temperatury.

Kiedy wybrać kolektor płaski a kiedy próżniowy?

Próżniowy
- wspomaganie CO
- planowane wysokie pokrycie CWU w ciągu całego roku

płaski
- podgrzewanie basenu
- instalacja sezonowa
- brak założenia wysokiego pokrycia CWU zwłaszcza w zimie.

Zagadka z lodówką

Lodówka to też specyficzna pompa ciepła aby mieć pewność że rozumiemy jak działa to urządzenie wyobraźmy sobie sytuację taką jak obrazuje poniższy rysunek.



Mała lodówka zamknięta w małym pokoju. Pokój szczelnie zamknięty a my zostawiliśmy drzwi do lodówki otwarte. Co się stanie z temperaturą na drugi dzień

A - spadnie
B - wzrośnie
C - niezmienni się

A B czy C odpowiedzi proszę zamieszczać w komentarzach

Pompa ciepła – prawie jak perpetum mobile.

Choć sprawa jest dość prosta. Na temat pomp ciepła jest wiele w miarę dobrych opracowań wiele osób ciągle jest przekonanych, że sprawność pompy to 300 – 500%.

Zacznijmy od tego, że Pompa ciepła NIE produkuje energii cieplnej! Podobnie zresztą jak pompa wody nie produkuje wody tylko ją przetłacza. Zadaniem pompy ciepła jest transport ciepła ze źródła chłodniejszego do cieplejszego – czyli odwrotnie jak jest to w naturalnych procesach. Z uwagi, że pompa ciepła transportuje ciepło „pod prąd” należy włożyć do tego procesu dodatkową energię (np. energia elektryczna do napędu sprężarki).



Ideową istotę procesu działania pompy ciepła obrazuje powyższy rysunek. Wynika z niego jasno, że energia elektryczna, którą zasilamy pompę służy jedynie do przetransportowania energii z gruntu czy powietrza do budynku. Z uwagi, że w budynku jest wyższa temperatura niż na zewnątrz należy do tego procesu włożyć energię z zewnątrz. W ten sposób zgodnie z przykładem zabieramy, 5kWh energii z gruntu, aby przenieś je do budynku – bilans wychodzi na zero + energia do zasilania pompy 1kWh, czyli sprawność tego procesu to nie, 500% lecz 5 / 5 + 1 czyli 83%.
Ważne jest, aby mieć świadomość skąd bierze się to ciepło oraz że pompy ciepła nie mają sprawności, ponad 100%. Poza tym sprawność nic o pompie nam nie mówi.

Dla użytkownika ważne jest ile ciepła uzyska przy włożeniu danej energii do zasilania pompy i o tym właśnie mówi wsp. COP, czyli Współczynnik wydajności chłodniczej - a nie sprawność !! (COP (ang. Coefficient Of Performance) określany jako stosunek mocy chłodniczej do mocy pobieranej przez urządzenie.

Dla użytkownika pompy tym lepiej im ten współczynnik jest większy gdyż pompa jest bardziej efektywna, dlatego producenci pomp ciepła robią wszystko, aby zaprezentować jak najwyższe współczynniki COP. Aby nie dać się naciągnąć należy wiedzieć od czego współczynnik COP zależy:


Ts, Tp - temperatura skraplacza i parownika (wyrażona w skali absolutnej!!!!)

Z tego wzoru wynika, że temperatura pompy będzie zależeć bezpośrednio od różnicy temperatur między dolnym źródłem ciepłą (grunt, powietrze, solanka) a górnym źródłem ciepła (temperatura, do której woda będzie podgrzewania przez pompę). Jeżeli podstawimy dane do wzoru łatwo zauważymy, że pompa jest tym bardziej efektywna im różnica między górnym a dolnym źródłem jest mniejsza.

Zakładając ze sprężarka działa ze sprawnością 50% zobaczmy jak będzie zmieniał cię wsp COP dla różnych temperatur dolnego i górnego źródła.

źródło dolne 15C
źródło górne 50 C
COP 4.46

źródło dolne 5C
źródło górne 50 C
COP 3.58

źródło dolne -15C
źródło górne 50 C
COP 2.5

Są to wyliczenia dość teoretyczne nie uwzględniają wielu strat pośrednich, ale pokazują dobrze jeden trend im różnica temperatur większa tym pompa mniej wydajna. Tu przestroga dla osób planujących kupić najtańszą na rynku pompę powietrze woda (dolnym źródłem jest powietrze). Jaka będzie wydajność tej pompy jeżeli przyjdzie sroga zima a na zewnątrz będzie -20 ? – podpowiem małą nawet bardzo małą. Znam przypadek gdzie ogrzewanie źle dobraną pompą powietrze woda było droższe niż grzanie prądem! Producenci tych pomp skutecznie omijają ten problem i warto ich o to gruntownie wypytać!

Darmowa energia słoneczna do ogrzewania ciepłej wody– jak ją pozyskać niskim kosztem

Jednym z najprostszych a zarazem bardzo efektywnym sposobem pozyskiwania energii słonecznej jest zakup kolektorów słonecznych. Niestety obecne ceny instalacji słonecznych są dla wielu ciągle zbyt wysokie. Za namową Pana Andrzeja postanowiłem przeanalizować jeden ze sposobów budowy nisko budżetowej instalacji do podgrzewania ciepłej wody.

Pan Andrzej w swoim liście słusznie zauważył, że przez pół roku temperatura powietrza jest wyższa niż temperatura wody z wodociągów. Dodatkowo na strychu w słoneczny dzień temperatura jest znacznie wyższa niż na zewnątrz. Zatem wstępne podgrzanie wody na strychu zanim trafi ona do termy powinno dać wymierną oszczędność energii i pieniędzy.

Zasadniczym pytaniem jest ile w ten sposób możemy oszczędzić?

Wszystko zależy ile dodatkowo pogrzejemy wodę na strychu. Trudno tu generalizować każdy strych jest inny i inna temperatura tam panuje. W upalny letni dzień ciemny dach możne nagrzać się do ok. 70C z doświadczenia wiem, że temperatury ponad 40C na słabo izolowanym cieplnie poddaszu to latem norma. Aby obliczyć zysk energii ze wstępnego podgrzania wody na strychu musimy ustalić średnią temperaturę, jaka tam panuje w okresie pracy instalacji.

Przyjmijmy założenia
Temperatura na strychu
30dni – 40C
30 dni – 35C
30 dni – 30C
30 dni – 25C
60 dni – 20C

co da średnią w półroczu 28,3C
Dla konkretnego przypadku zawsze najlepiej zmierzyć temperaturę.

W obliczeniach przyjmiemy, że w półroczu letnim temperatura na naszym strychu będzie wynosić 28C

Jeżeli uda nam się podrzeć wstępnie wodę na strychu naszym zyskiem będzie energia potrzebna na pogrzanie wody o dT równemu temperaturze na strychu – temperatura wody z wodociągów.

Temperatura na strychu - 28C
Temperatura wody z wodociągu - 8C

dT = 20C

Zakładając, że zużywamy dziennie V=100l wody nasza oszczędność będzie równa.

Q= dT* V*Cp
Cp - ciepło właściwe wody = 0.00116 [kWh/kg*K]

Q= 20*100*0.00116= 2.32kWh / dzień

Czyli przez 180 dni pracy instalacji będzie to 417kWh zakładając cenę 45gr/kWh da to roczny zysk 188zł.


Realizacja

Kolejnym wyzwaniem jest sposób realizacji strychowego podgrzewacza. Problem stanowi fakt, że woda bardzo powoli się nagrzewa. Dlatego samo umieszczenie na strychu zasobnika nie da spodziewanych efektów gdyż w ciągu dnia nie uda się wodzie osiągnąć temperatury strychu. Kluczem do rozwiązania tego problemu jest maksymalne zwiększenie powierzchni wymiany ciepła dla wody na strychu. Pomysł, jaki przychodzi mi myśl na tanie wykonanie takiego strychowego wymiennika ciepła polega na wykorzystaniu węża ogrodowego. Jest to produkt tani w zakupie oraz łatwy w montażu a jednocześnie wystarczająco trwały na potrzeby instalacji. Należy to dodać, że pojemność wodna zasobnika oraz wężownicy na strychu musi odpowiadać minimum dziennemu zapotrzebowaniu na ciepłą wodę. Także im więcej wody będzie zgromadzone w wężu tym szybciej będzie się ona nagrzewać.






Aby zwiększyć ilość wody zgromadzonej w wężownicy najlepiej użyć węża o jak największej średnicy. Pamiętajmy, że pojemność walca rośnie z kwadratem jego promienia, dlatego:

Metr węża ogrodowego o średnicy 1” (2.54 cm) ma pojemność 0.49 l
Metr węża ogrodowego o średnicy 3/4” ma pojemność 0.2759 l
Metr węża ogrodowego o średnicy 1/2” ma pojemność 0.1.22 l

Najbardziej opłacalne cenowo jest użycie najgrubszego węża. W przypadku zużycia ciepłej wody na poziomie 100l dziennie będziemy potrzebować zasobnik minimum 50l oraz 100m węża 1’’. Jeżeli to możliwe pojemność zasobnika też lepiej zwiększyć. Koszty takiej instalacji nie powinny przekroczyć kilkuset zł a oszczędności na poziomie ok. 200zł rocznie powinny dać okres zwrotu po ok. 2-3 latach.

Jeżeli strych jest nie ogrzewany nie zapomnijmy spuścić na zimę wody :)