View
3.137
Download
12
Category
Preview:
DESCRIPTION
Sunčeva energija (Zdeslav Matić) Predavanje o obnovljivim izvorima sunčane energije
Citation preview
SunSunččeva energijaeva energija
Zdeslav MatićEnergetski institut Hrvoje Požar
T: (01) 6326114E: zmatic@eihp.hr
Graditeljska škola Čakovec, 9. siječnja 2007. godine
REVETIS predavanja 2
Struktura predavanja
■ Projekt REVETIS■ Obnovljivi izvori energije■ Sunčevo zračenje■ Sunčana arhitektura■ Toplinski sunčani sustavi■ Sunčane elektrane
REVETIS predavanja 3
Projekt REVETIS
■ REVETIS-Regionalni centar strukovnog obrazovanja u održivoj gradnji i obnovljivim izvorima energije
■ Program CARDS 2003 Europske komisije, projekt Unapređenje strukovnih škola i strukovnog obrazovanja
■ Cilj projekta:□ Uspostava partnerstva EIHP-GŠČ□ Razvoj novog nastavnog plana□ Izgradnja i opremanje laboratorija za održivu gradnju i obnovljive
izvore energije□ Izrada nastavnih materijala iz područja održive gradnje i
obnovljivih izvora energije□ Obrazovanje profesora, učenika i stanovnika grada i županije u
području održive gradnje i obnovljivih izvora energije
REVETIS predavanja 4
Obnovljivi izvori energije
■ “Sunčani” obnovljivi izvori□ Sunčeva energija□ Energija vodnih snaga
• Hidroenergija• Energija valova…
□ Energija vjetra□ Biomasa
■ “Ne-sunčani” obnovljivi izvori□ Geotermalna energija□ Energija vodnih snaga
• Energija plime i oseke
REVETIS predavanja 5
Sunčeva energija
■ Terminologija:□ Solarno ili Sunčevo/sunčano?
“Sunčeva” energija “sunčane” ćelije“Sunčevo” zračenje “sunčani” kolektor“Sunčev” vjetar “sunčane” naočale“Sunčeve” pjege “sunčane” pjege
□ Tehnički odbor TO 180 Hrvatskog zavoda za norme: rad na normi HRN ISO 9488:1999 Sunčeva energija: rječnik
REVETIS predavanja 6
Sunčeva energija
■ Potencijal Sunčeve energije□ 74,3 milijuna GWh dozračene energije ukupnog Sunčevog
zračenja godišnje na području Republike Hrvatske□ ukupno proizvedena primarna energija u Republici Hrvatskoj u
2005. godini je 55,2 tisuća GWh
■ Primjene Sunčeve energije□ Proizvodnja topline (topla voda, grijanje/hlađenje prostora,
kuhanje)□ Proizvodnja električne energije□ Dnevna rasvjeta□ Desalinizacija
REVETIS predavanja 7
Sunčeva energija
Tehnologija■ “pasivna i “aktivna”■ “koncentrirajuća” i “nekoncentrirajuća”■ Sunčane elektrane ■ Sunčana arhitektura■ Toplinski sunčani sustavi■ Sunčana kuhala
REVETIS predavanja 8
Sunčevo zračenje
■ Ekstraterestričko zračenje
REVETIS predavanja 9
Sunčevo zračenje
■ Slabljenje zračenja na putu kroz atmosferu
REVETIS predavanja 10
Sunčevo zračenje
■ Izravno, raspršeno i odbijeno Sunčevo zračenje
REVETIS predavanja 11
Sunčevo zračenje
■ Karta ukupnog Sunčevog zračenja
REVETIS predavanja 12
Sunčana arhitektura
■ Cilj-osigurati ugodnu klimu unutrašnjih prostora tijekom godine:□ Grijanje□ Hlađenje□ Svjež zrak□ Rasvjeta
■ Integralni (holistički) pristup■ Strategije:
□ Pasivno sunčano grijanje□ Pasivno hlađenje□ Rasvjeta □ Prirodna ventilacija
REVETIS predavanja 13
Sunčana arhitektura
■ Osnovni principi sunčane arhitekture1. Izabrati lokaciju dobro izloženu Sunčevom zračenju2. Zgradu orijentirati ±10°od juga3. Najveći broj prozora ugraditi na južnoj strani zgrade4. Malo prozora ugraditi na sjevernoj, istočnoj i
zapadnoj strani zgrade5. Ugraditi nadstrešnicu na južne prozore, zaštititi
istočne i zapadne prozore6. Osigurati toplinsku masu u zgradi7. Zgradu dobro toplinski izolirati
REVETIS predavanja 14
Sunčana arhitektura
■ Princip 1. Izabrati lokaciju dobro izloženu Sunčevom zračenju□ U okviru mogućnosti parcele□ Nužna analiza prije početka gradnje□ Sunčev dijagram: cilindrični, polarni□ Vegetacija!
REVETIS predavanja 15
Sunčana arhitektura
■ Cilindrični Sunčev dijagram
REVETIS predavanja 16
Sunčana arhitektura
■ Cilindrični Sunčev dijagram
REVETIS predavanja 17
Sunčana arhitektura
■ Polarni Sunčev dijagram
REVETIS predavanja 18
Sunčana arhitektura
■ Princip 2. Zgradu orijentirati ±10°od juga□ princip to važniji što je klima hladnija□ manje važno za toplije klime –potrebni spriječiti
pregrijavanje E i W strane zgrade□ SE bolje od SW□ pravokutni tlocrt, omjer 1,2-1,5
REVETIS predavanja 19
Sunčana arhitektura
■ Gubitak sunčanog doprinosa odstupanjem od juga
REVETIS predavanja 20
Sunčana arhitektura
■ Urbano planiranje i sunčani doprinos
REVETIS predavanja 25
Sunčana arhitektura
■ Orijentacija zagrebačkih supernebodera
Braće Domany “Super Andrija” “Mamutica”
REVETIS predavanja 28
Sunčana arhitektura
■ Princip 3. Najveći broj prozora ugraditi na južnoj strani zgrade□ Prozori-”kolektori”□ 7-12% tlocrtne površine ostakljeno□ Paziti na toplinsku masu
■ Princip 4. Malo prozora ugraditi na sjevernoj, istočnoj i zapadnoj strani zgrade□ Prozori na E i W strani povećavaju toplinske primitke
ljeti□ Prozori na W strani povećavaju toplinske gubitke zimi□ Do 4% tlocrtne površine ostakljeno
REVETIS predavanja 29
Sunčana arhitektura
■ Princip 5. Ugraditi nadstrešnicu na južne prozore, zaštititi istočne i zapadne prozore□ Rolete, “škure”, “grile”…□ Vegetacija posebno važna
REVETIS predavanja 30
Sunčana arhitektura
■ Strategija zasjenjivanja□ 15.5-28.7. zasjenjivanje□ 15.11-27.1. osunčavanje
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
redni broj dana u godini
visi
na S
unca
200100 300
potpuna sjena polusjenapolusjena
φ=41°
φ=46°
potpuno osunčano
REVETIS predavanja 31
Sunčana arhitektura
■ Princip 6. Osigurati toplinsku masu u zgradi□ Toplinska masa:
• Slobodna (namještaj)• Strukturna (zidovi, podovi)
□ Toplinu upija danju, otpušta noću□ Važna boja i razmještaj□ Zidovi važniji□ Optimalna debljina do 10 cm□ Suha gradnja (gipskarton) problematična
REVETIS predavanja 32
Toplinski sunčani sustavi
■ Primjene□ Individualni sustavi za pripremu tople vode□ Individualni sustavi za pripremu tople vode i grijanje
prostora (kombi-sustavi)□ Sunčane kotlovnice□ Sunčane toplane
REVETIS predavanja 33
Toplinski sunčani sustavi
■ Individualni sustavi za pripremu tople vode■ Najvažniji dijelovi:
□ Sunčani kolektor□ Spremnik tople vode
REVETIS predavanja 34
Toplinski sunčani sustavi
■ Sunčani kolektori□ Ravni (pločasti)□ Vakumski□ Bazenski
REVETIS predavanja 35
Toplinski sunčani sustavi
■ Ravni sunčani kolektori3.Kućište6.Otvor za ventilaciju7.Poliuretanska izolacija 9.Sigurnosno kaljeno staklo10.Bakrene cijevi11.Sabirna bakrena cijev12.Mineralna vuna13.Absorber
REVETIS predavanja 36
Toplinski sunčani sustavi
■ Ravni sunčani kolektori□ Selektivni apsorber
REVETIS predavanja 37
Toplinski sunčani sustavi
■ Sunčani kolektori□ Učinkovitost
REVETIS predavanja 38
Toplinski sunčani sustavi
■ Sunčani kolektori u EU□ Proizvedeno 1400 MWt (2 milijuna m2)□ Ukupno instalirano 15 mil.m2 (10,9 GWt)□ Godišnji rast proizvodnje 26%
REVETIS predavanja 39
Toplinski sunčani sustavi
■ Spremnici za toplu vodu□ Stratifikacija
REVETIS predavanja 40
Toplinski sunčani sustavi
■ Mali sunčani sustavi■ Najčešća dva principa:
□ Termosifonski□ Sustav s prisilnom cirkulacijom
REVETIS predavanja 41
Toplinski sunčani sustavi
■ Mali sunčani sustavi□ Primjer rada sustava na području Čakovca□ f-Chart simulacija: 4 m2 (S,30°), 300l, 50 l/os, od 12 do 50°C
REVETIS predavanja 42
Toplinski sunčani sustavi
■ Mali sunčani sustavi□ Primjer rada sustava na području Čakovca□ f-Chart simulacija: 4 m2 (S, 30°), 300l, 50 l/os, od 12 do 50°C
0,000,050,100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,600,650,700,750,800,850,900,951,001,05
Siječanj Veljača Ožujak Travanj Svibanj Lipanj Srpanj Kolovoz Rujan Listopad Studeni Prosinac
Sunča
ni s
tupa
nj p
okriv
anja
f (
crve
no)
Stup
anj k
oris
nost
i (s
ivo)
REVETIS predavanja 43
Sunčane elektrane
Sunčane elektrane ■ S koritastim kolektorima■ Sunčani toranj■ Sunčani dimnjak■ Sunčano jezero■ Tanjuraste sunčane elektrane■ Fotonaponske sunčane elektrane
REVETIS predavanja 44
Sunčane elektrane
■ Sunčane elektrane s koritastim kolektorima
REVETIS predavanja 45
Sunčane elektrane
■ Sunčani toranj
REVETIS predavanja 46
Sunčane elektrane
■ Sunčani dimnjak
REVETIS predavanja 47
Sunčane elektrane
■ Sunčano jezero
REVETIS predavanja 48
Sunčane elektrane
■ Tanjuraste sunčane elektrane
REVETIS predavanja 49
Fotonaponske elektrane
■ Fotonaponski efekt-izravna proizvodnja električne energije
■ Sustavi veličine od ~W do ~MW (modularnost)■ Pouzdana, dugovječna tehnologija bez pokretnih dijelova
(garancija na module 25 godina)■ Energija na mjestu potrošnje■ Energija kada je potrebna
REVETIS predavanja 50
Fotonaponske elektrane
■ Izravna proizvodnja električne energije
■ Ćelija – modul - sustav
REVETIS predavanja 51
Fotonaponske elektrane
■ Princip rada
REVETIS predavanja 52
Fotonaponske elektrane
■ Tehnologije
Materijal Učinkovitost Površina sustava snage 1kW
Monokristaliničan Si 11-16% 7-9 m2
Polikristaliničan Si EFG
10-14% 8-9 m2
Polikristaliničan SI 8-10% 9-11 m2
Tanki filmBakar-Indij-Diselenid
6-8% 11-13 m2
Amorfni Si 4-7% 16-20 m2
REVETIS predavanja 53
Fotonaponske elektrane■ Proizvodnja
□ 1700 MWp u 2005. godini -5,6 milijardi €□ Rast >40% godišnje od 1999. godine
REVETIS predavanja 54
Fotonaponske elektrane■ Proizvodnja u Hrvatskoj
□ Solaris d.o.o. Novigrad 2,4 MWp godišnje□ Tehnologija: monokristalinični silicij
REVETIS predavanja 55
Fotonaponske elektrane■ Proizvodnja u Hrvatskoj
□ Solarne ćelije d.o.o. Split 0,8 MWp godišnje□ Tehnologija: amorfni silicij
REVETIS predavanja 56
Fotonaponske elektrane
■ Shema fotonaponskog sustava□ Sunčane ćelije□ Sunčani izmjenjivač
REVETIS predavanja 57
Fotonaponske elektrane
■ Izvedeni umreženi fotonaponski sustavi u Hrvatskoj
7,14 kWp Zagreb“Solarni krov Špansko”
5,6 kWp ČakovecG. Vincetić
36,1 kWp ZagrebStilin d.o.o.
REVETIS predavanja 58
Sunčeva energija
■ Umjesto zaključka□ svugdje dostupan izvor energije□ grije i rasvjetljuje zgrade□ grije potrošnu toplu vodu i vodu u bazenima□ izravno proizvodi električnu energiju□ kvadratni metar sunčanih ćelija može proizvesti oko 100 W
električne energije□ kvadratni metar sunčanih kolektora može proizvesti oko 700 W
topline za grijanje tople vode ili prostora□ kvadratni metar kvalitetnog prozora može zgradi osigurati oko 600
W topline za grijanje zgrade□ Isti kvadratni metar prozora može osigurati rasvjetu kvalitetniju od
umjetnih rasvjetnih tijela izmiještajući oko 100 W električne energije za rasvjetu
Recommended