Konference Alternativní zdroje energie, Kroměříž 2018, den druhý, závěrečný

Pokračování navazuje na předchozí informaci z prvního dne konference.

Vladimíra Linhartová: Velkou část odpadního tepla chladicího stroje zimního stadionu generují přehřáté páry s teplotou až 50 °C. Další část odpadního tepla má nižší teplotu, ale i tak umožňuje předehřátí vody na cca 20 až 25 °C. Z této teploty je pak voda dohřívána tepelnými čerpadly. Soustava obsahuje stávající plynové kotle, a později byla doplněna i kogenerační jednotkou. Dodatečným zařazením kogenerační jednotky se priority řízení chodu zdrojů změnily ve prospěch maximalizace výroby elektrické energie z kogenerační jednotky, především pro vlastní potřebu stadionu. Souběžně vyráběné teplo pokrývá 48 % potřeby. Teplo se potřebuje i pro odtávání ledu v ledové jámě a přípravu vody pro rolbu. Změnou priorit došlo ke snížení využití tepelných čerpadel i odpadního tepla z kondenzace chladiva a ke snížení využití tohoto tepla. Jeho vyšší využití je možné dalšími opatřeními.

Miloš Lain: Každý supermarket je velkým zdrojem odpadního tepla z chlazení potravin, klimatizací. Ztráty tepla jsou obálkou budovy a větráním. Koncept větrání bývá náročný na velké objemy vzduchu a průměrná intenzita větrání dosahovala až 1,4. Po optimalizaci větrání jeho řízením podle skutečné koncentrace CO₂ zásadně poklesla nutná intenzita větrání na 0,4. Monitorováním se prokázalo, že tepelné ztráty haly odpovídají stavební konstrukci, ale spotřebu tepla zbytečně zvyšovalo nadbytečně velké větrání, i vzhledem k netěsnosti konstrukce haly. Nově bylo navrženo využití odpadního tepla z chladicích strojů, které bylo odváděno bez využití do okolního prostředí. Pro distribuci chladu do haly byly použity chladicí stropy. Přestože rozbory teplot nutných pro vytápění poukazovaly na možnost využít odpadní teplo z chlazení přes vzduchotechnické jednotky s tepelnými výměníky vzduch-vzduch a bez strojního zvyšování teploty, pro bezpečnost provozu požadovanou investorem byla nasazena tepelná čerpadla.

Martin Kny: Větrací jednotky s tepelným čerpadlem i pro bytové jednotky jsou moderním trendem pro snížení spotřeby tepla. Ve vyhlášce č. 268(2009 jsou dány hodnoty větrání. Využití odpadního tepla z větrání tepelným čerpadlem s COP okolo hodnoty 2,7, a to přednostně pro přípravu teplé vody, dokáže plně pokrýt potřebu teplé vody při větrání 25 m³/h na osobu. Nevyužitelná energie z modelování provozu RD obývaného 4 obyvateli vyšla jen na necelých 7 %.

Josef Fárka: Kaskáda 6 tepelných čerpadel vzduch-voda s celkovým výkonem 94 kW byla uplatněna v modernizovaném objektu se 32 byty developerského projektu. Původní decentrální příprava teplé vody v bytech v bojlerech byla změněna na centrální. Úvaha o využití CZT jako bivalentního zdroje nebyla realizována vzhledem k nepříznivým požadavkům dodavatele tepla. Náhradou byl zvolen elektrický kotel s výkonem 28 kW, jehož výkon zcela pokrývá potřeby a ty jsou navíc jen velmi malé vzhledem k optimálnímu návrhu tepelných čerpadel. TČ byla umístěna v suterénu, nasávání a výfuk vzduchu přes mřížky, hlukové problémy byly zcela vyloučeny.

Michal Broum: Hnacím motorem vývoje kombinovaného zdroje obsahujícího fotovoltaickou elektrárnu 6 kW_p a tepelné čerpadlo jsou obecné cíle Evropské komise. Zařízení bylo vyvinuto, ale jeho využití je nutné zohlednit již při projektu rodinného domu. Pracuje se se zemním zásobníkem pod základovou deskou domu. Pro minimalizaci ceny byl zásobník vymezen jen základovými pasy s vnější tepelnou izolací, má objem 185 m³. Nabíjení a vybíjení zásobníku je přes kolektorový výměník. Oproti ročnímu průběhu venkovní teploty má průběh teploty v zásobníku posun o cca 2 měsíce. Pro dosažení potřebné teploty teplé vody je využíváno i dochlazování přehřátých par chladiva v TČ. Ukazuje se, že potřebu energie domu lze pokrýt z 80 % z OZE. Potřeba neobnovitelné primární energie se pohybuje okolo 20 kWh/a.m², což je navrhovaný cíl od EK.

Filip Nečas: Připravované novely zákonů se dotýkají kontroly překompenzací (nadměrné podpory) provozní podpory OZE. Novela snad bude předložena koncem léta. Kontrola má probíhat po 10 letech a vždy v určitém sektoru. Překompenzace může vzniknout kumulací provozní podpory výroby elektřiny a investiční podpory na výstavbu výrobny, kumulací více provozních podpor (zejména pro decentralizovanou výrobu) a nebo také samotným pobíráním podpory. Kontrolované subjekty budou své údaje zadávat do formuláře. Pokud subjekt u sebe zjistí překompenzaci, má šanci sám navrhnout, jak toto bude dobrovolně řešit a vyhne se tak individuální kontrole a vnucenému řešení.

Leoš Sladký: Fotovolatická elektrárna a zejména bateriové úložiště mění pohled na domovní elektroinstalaci. Jde o přechod na stejnosměrný proud, aby se zbytečně nemusel stejnosměrný měnit na střídavý a pak zpět na stejnosměrný pro daný spotřebič, čímž odpadne potřeba vybavovat spotřebiče vlastním měničem - typicky LED osvětlení atp. Baterie v domě je blízko, nejsou k přenosu elektřiny třeba enormně silné vodiče. Absencí měničů se hodně ušetří. Problém je s bezpečností, neboť zatímco po odpojení domu od elektrické sítě v domě elektrická energie není, tak s baterií tam energie je, je jí hodně, a v případě havárie může destruovat. Problémem, ale technicky řešitelným, je bezpečné přerušení stejnosměrného proudu bez vzniku elektrického oblouku, opalování kontaktů. I vyřazené trakční olověné baterie lze výhodně použít, pokud jsou regenerovány. Cena elektřina z FV panelu se v současnosti pohybuje na hodnotě od cca 1,40 Kč/kWh. Při použití baterie se cena vlivem ceny baterie zvýší nad cenu elektřiny z distribuční sítě.

Jiří Cígler: Dimenzování velkých bateriových úložišť je nutné pro projekty OPIK, pro získání dotace a zajištění efektivity. V praxi je možné, že zákazníci dostanou stejně vysokou fakturu za elektřinu, i když spotřebují výrazně odlišná množství elektřiny. Liší se rezervované kapacity, špičky, provozní diagramy. Takže pro konkrétní případ lze hledat optimum mezi sjednaným tarifem a jeho změnou dosaženou instalací bateriového úložiště. Úloha nalezení optimálního bateriového úložiště zahrnuje přibližně 15 základních parametrů, ale celkem se sleduje okolo 80 tisíc proměnných veličin. Jak cenových za energii a zařízení, tak parametrů provozu, klimatických dat, režimu řízení provozu baterií atd.

Petr Wolf: Na trhu je více různých zařízení pro regulaci spolupráce fotovoltaické elektrárny a přímého ohřevu vody. Další pokles ceny FV panelů zcela jistě využijí spotřebitelé i k přímé přípravě teplé vody prostřednictvím elektrické topné tyče. Například i z důvodu nižší technické složitosti oproti tepelným solárním soustavám, pokud mají k dispozici dostatečnou plochu, asi třikrát větší oproti ploše pro tepelné kolektory. Spotřebu elektrické energie z FV panelů je nutné optimálně řídit s ohledem na aktuální intenzitu slunečného záření. K tomu se používají regulátory. Testováno jich bylo pět v modelových podmínkách podle normy. Přestože jejich úkol byl stejný, byly mezi nimi nalezeny velké rozdíly ve schopnosti využití dostupné elektrické energie, a to v rozmezí dokonce od 67 % až 96 % ze 100 % dostupné energie. Je to důsledek vlivu řady parametrů. Například rychlosti, jak jsou schopné reagovat na změny. Další testy jsou zaměřeny k přiblížení podmínek testu praktickým podmínkám. V této fázi nešlo o komplexní spotřebitelský test s ohledem na doporučení k nákupu.

Jiří Novotný: Spotřeba elektrické energie v domácnosti má jiný profil, než je profil výroby elektrické energie z FV elektrárny. Odběrový profil domácností je nahodilý. Použitá data vychází z průzkumu ve 6400 domácnostech. Navržený model odběrového profilu byl ověřen na reálných 22 domácnostech bez výrazné odchylky. Volbou jednotlivých spotřebičů se vytváří průběh. Analyzována byla délka cyklu. Výsledkem je porovnání potřeby a výroby. Přestože paušální potenciál fotovoltaické výroby je větší než potřeba, výsledek není tak příznivý. Se zvyšováním časového kroku „lživě“ roste pokrytí. Rozdíly podle časových kroků 5 minut až měsíc mohou dosáhnout i 60 až 80 % při metodice použité pro zpracování energetického průkazu. Proto je nutné volit časový krok co nejkratší.

Jaroslav Vlk: Výhodou větrné elektrárny se svislou osou rotace na principu Dariova kola je to, nevyžaduje směrování proti větru. Procesem vývojem byl navržen nový tvar lopatek, zvýšení účinnosti a automatická regulace otáček natáčením i tvarem lopatek. Pro otáčky s hodnotou okolo 100 za minut je v současnosti připravován inteligentní alternátor s výstupním napětím 230 Volt.

František Simančík: 41 % světové produkce CO₂ lidmi pochází z výroby elektrické energie. Na elektřině jsme totálně závislí. Problémem zásadního snížení produkce CO₂ je i akumulace energie. Možnost akumulovat energii nabízí prvek hořčík, který je v dostatečném množství v zemské kůře, v České republice. V jednom kilogramu hořčíku je 7,5 kWh energie, tedy násobně více než v moderních elektrických bateriích. Základním výrobním procesem je elektrolýza chloridu hořčíku, kdy se uvolní chlór a ten se „schová“ pro regeneraci. Spalováním hořčíku za přítomnosti vody vzniká energie, kyslík, vodík a budoucí recyklát. Recyklát se za pomocí produktů vzniklých při elektrolýze, chlóru, postupně změní na čistý hořčík. Není tedy žádný odpad, negativní dopad na životní prostředí, kromě spotřeby energie. Ta by se měla brát ze slunečního záření. Vývoj dále probíhá.

Nikola Pokorný: Nezasklené fotovoltaicko tepelné kolektory, tedy hybridní, umožňují využít sluneční záření v širším rozsahu. Využití tepelné energie průtokem teplonosné kapaliny je přínosem nejen samo o sobě, ale současně ochlazuje fotovoltaickou část a tím zvyšuje její účinnost. Z výzkumů vychází jako energeticky nejvýhodnější využít získané teplo jeho převedením do primárního okruhu tepelného čerpadla země - voda a vrtu nebo pro předehřev přípravy teplé vody. Vzhledem k silné závislosti účinnosti nezaskleného kolektoru na vnější teplotě se v našich zeměpisných podmínkách jako přínosné použití jeví použití jen v některých případech pro primární okruh TČ.

Vladislav Poulek: Polysiloxanový gel je výhodný pro laminaci fotovoltaických panelů vystavených jak nízkým, tak vysokým teplotám. Má výhodnější vlastnosti než používaná EVA (etylvynilacetát) fólie. Běžně laminované panely v extrémně teplých oblastech velmi rychle degradují. Častou vadou je například zlomení článku. Problémem je, když má jiný modul pružnosti článek a laminovací prostředek. Gel udržuje téměř stabilní modul pružnosti v pracovním rozsahu teplot bližší k článku než EVA. Výhodou gelu je i zvýšení optické účinnosti.

Tomáš Matuška: I v extrémních klimatických podmínkách pouštních oblastí i s velmi nízkou relativní vlhkostí vzduchu lze získávat vodu ze vzduchu jen s využitím sluneční energie, tedy zcela nezávisle. Základem navrženého zařízení je využití sorbentu, přes který je protlačováno velké množství venkovního vzduchu. I přes nízkou relativní vlhkost sorbent vlhkost jímá. Posléze je ze sorbentu voda získána malým množstvím teplejšího vzduchu a z něj se voda oddělí klasickou kondenzací, tedy ochlazením pod rosný bod. Celé zařízení je navrženo na zcela autonomní provoz jen se sluneční energií.

Na závěr konference

Zvláštností konference AZE Kroměříž je to, že je pořádána bez sponzorů z komerční sféry, financují si ji účastníci sami. Ukazuje se, že tento finanční handicap vynucující vyšší vložné je životaschopný, je kompenzován přínosem nezávislých informací.

Společně s doc. Ing. Tomášem Matuškou, Ph.D, garantem konference, můžeme říci: „Těšíme se, že se za dva roky opět sejdeme v Kroměříži.“

Poděkování za perfektní průběh konference a cenné informace patří vědeckému a organizačními výboru, který pracoval ve složení: Tomáš Matuška (Československá společnost pro sluneční energii)
Marek Mádr (Společnost pro techniku prostředí)
Petra Písková (Solární asociace)
Tomáš Straka (Asociace pro využití tepelných čerpadel)
Bořivoj Šourek (STP, odborná sekce Alternativní zdroje energie)

(Foto: Mádr, Společnost pro techniku prostředí)