Janitza.cz

Janitza Electronics se zabývá vývojem a výrobou energeticky úsporných systémů. Je výrobcem digitálních měřidel, systémů SEMS, univerzálních multimetrů, regulátorů jalového výkonu, systémů pro řízení spotřeby, ¼ hodinového maxima a dalších přístrojů nejvyšší kvality.

KBH.cz

Společnost KBH vyrábí, dodává a instaluje komponenty pro kompenzaci jalového výkonu. Zákazníky jsou elektromontážní firmy, výrobci rozvaděčů, projektanti, velkoobchody a velkoodběratelé elektrické energie. Společnost nabízí kvalitní komponenty a služby za velice příznivé ceny.

20. července 2007, Autor: Spalová monika
Nezařazené články

Obnovitelné zdroje energie



Koncem ledna jsme navštívili zajímavého člověka, který s velkým optimismem a vytrvalostí uskutečňuje jeden svůj sen za druhým. Tím člověkem je Jan Štěpánek, majitel malé vodní elektrárny (MVE) a nejnověji i větrné elektrárny.Realizovanými sny jsou nejen tyto elektrárny, ale i fungující kogenerační jednotka na skládce, kterou vybudoval se svou firmou. Z dalších uskutečněných snů je zajímavá realizace rodinného domu, jako nástavby na MVE, čímž vtipně řeší opravu její protékající lepenkové střechy.V domě bude bydlet jako správce obou elektráren, které tak bude mít stále na očích. Další z uskutečňovaných snů v počátcích realizace je komerční využití celého areálu kolem MVE k rekreaci a rybářskému vyžití. Nápad vznikl při čištění koryta, které přímo vybízelo k vybudování rybníků s jejich následným využitím. Je to bezesporu pozoruhodný člověk snažící se zanechávat na naší planetě co nejmenší ekologickou stopu, řečeno dnešní terminologií a viděno současnýma očima.

Jako každá lidská činnost i výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (dále OZE) může být zálibou, dlouhodobou investicí (ve smyslu např. životního cíle), a nebo především podnikáním nebo zaměstnáním. Do jaké skupiny by jste senejspíše zařadil?

Po ukončení elektrotechnického učiliště a vystudování SPŠE jsem nastoupil do elektrárny Chvaletice. Později jsem přestoupil do Východočeské energetiky (dále VČE), kde jsem pracoval 15 let. V r.1992 jsme založili společnost
KAMAT, zabývající se kabely a kabelovými armaturami pro energetiku. Později jsme navázali úzké obchodní kontakty se švédskou společností AROT, pro kterou jsme zajišťovali prodej výrobků opět v energetických podnicích.
Dá se říci, že mě stále něco spojuje s energetikou. Takže je to asi můj životní cíl, nebo úděl. V roce 1995 jsme uvedli do provozu skládku odpadů, která teoreticky vzato nemá nic společného s energiemi. Opak je ale pravdou.
Je možné využívat spalitelnosti odpadů nebo spalování bioplynu vznikajícího při skládkování některých odpadů a následně v kogenerační jednotce vyrábět elektrickou energii. V určité době jsem se domluvil se společností a ta
od nás firmu odkoupila. Já jsem se vrhl na malou vodní elektrárnu. Elektrárna, jako taková, mě tedy stále provází.

Získávání elektřiny z obnovitelných zdrojů vás tedy zajímalo již dříve?

Ano, již při plánování výstavby skládky jsme vybudovali odplyňovací potrubí pod skládkou, které se následně využije pro přívod skládkového plynu ke kogenerační jednotce. A můžu vám říci, že jsem velmi potěšen, protože v současné době už byla na skládce namontována kogenerační jednotka, která nyní začíná vyrábět. Stavěli jsme také trafostanici pro zemědělské družstvo v Býšti a už tehdy jsme naznačili jeho řediteli, že by bylo možné využívat bioplyn, který tam vzniká. Něco málo by tak mohla družstva vyzískat. Alespoň pro svoji potřebu.

V současnosti je díky mediální kampani a nastaveným podmínkám (povinnost výkupu a pevné výkupní ceny) nahlíženo na využívání obnovitelných zdrojů pro výrobu elektřiny, zejména větrné a vodní, jako na prostředek ke snadnému výdělku.  oto stanovisko je však zřejmě nadnesené a dosti zjednodušené. Můžete se s námi podělit o některé zkušenosti z každodenního obsluhování vašich zdrojů energie?

Velice krásná úvaha o snadném výdělku. Skutečnost bývá právě opačná. Co se týká MVE, tak tu jsem koupil v roce 2002 a jeden a půl roku mně trvalo, než jsem ji zprovoznil. V prvopočátku se jednalo hlavně o administrativní záležitosti. Zajistit všechna potřebná povolení, přihlášky a licenci. Poté nastala vlastní práce na elektrárně. V prvé řadě jsme museli vyčistit přítokový a odtokový kanál, kde se za dobu nepoužívání elektrárny nahromadilo cca 500m3 bahna. Pak přišla na řadu turbína, kterou jsme museli celou rozebrat a provést opravdu generální opravu. A v neposlední řadě bylo třeba vybavit elektrárnu automatickou regulací provozu. Volba padla na Ing. Cizinského a mohu říci, že to bylo velice správné rozhodnutí. I když je provoz plně automatický, přesto je dohled nutný. Musí se pravidelně čistit česle, musíte mít kontrolu po stránce množství vody, i když i toto je možné řešit převážně automaticky.
Je automatika, která vám hlídá i vrchní hladinu, kdy při vzestupu sama otevírá stavidla a naopak. Je to všechno ale finanční otázka. Nezanedbatelné není ani k takovéto velice dobré automatice sehnat osobu, která ji bude umět obsluhovat. Průtok vody je tedy nutné neustále regulovat. Také existuje manipulační řád, který musíte dodržovat. Není to jen tak, že se celé zařízení jednou spustí a už se okolo nemusí nikdo pohybovat. I když již vše funguje, mám stále co dělat. Co se týče větrné elektrárny, tak zatím nemohu moc hodnotit, neboť je postavena teprve pár měsíců. Nevím v čem lze spatřovat lehký zdroj příjmů. Příjem samozřejmě je, ale bezpracný rozhodně není.




















A vyplatí se tedy automatizace?

Automatizace musí být, již s ohledem na bezpečný chod vlastního zařízení a na ochranu před negativními účinky na síť VČE. Další výhodou automatické regulace je, že vyhodnocuje množství vody přitékající do zdrže, čímž dokáže udržet stálou výši hladiny vody v nadjezí a nedochází k rozkolísání hladiny. Jakmile začne přitékat větší množství vody, turbína se otvírá až na maximum a poté se postupně otevírá stavidlo na jezu, až do doby, kdy je průtok neregulovatelný. Pak s tím, ani já, ani nikdo další už nic neudělá. Bez automatizace by to nešlo, jinak by musela být trvalá obsluha.

Co návratnost?

Nedá se to jednoznačně říci, protože vždy záleží na lokalitě, ať u vody nebo u větru. Pokud by se pořizovací náklady zaplatily za 8 let, tak by to bylo nádherné. I při desetileté návratnosti je to slušné. Ale nemusí se to vrátit ani za více let. Já říkám, že jsou to dobře uložené peníze na výhodný úrok, takový v peněžním ústavu nikdy nedostanete. Jsou lokality, kde opravdu fouká a tam se potom provoz velmi vyplatí. Trochu problém je, že v České republice nejsou lokality z hlediska větrnosti zrovna ideální. Úplněněco jiného je, když uvažujeme o lokalitách u moře, kde pravidelně půl roku vane od moře na pevninu a druhou z pevniny na moře. Tam jsou doby návratnosti o něčem jiném. V těchto lokalitách je větrných elektráren poměrně hodně, protože se poměrně rychle zaplatí jejich pořizovací cena.

Jedním ze základů úspěšného provozování MVE je vydatný zdroj vody. Jak to vypadá u vás?

Vydatný zdroj vody je jedna velká neznámá, protože řece neporučíte. Což je dobře, protože kdyby to šlo, tak by do toho chtěl hovořit každý. Průtoky se snižují v letním období, které je nejsušší a na jaře je zase vody hodně. My bychom chtěli, aby bylo stále vody hodně. Musím ale počítat s tím, že co přiteče, tozase odteče.

Stejně jako u MVE, je pro úspěšné provozování větrné elektrárny nezbytností dostatečný potenciál větrné energie?Můžete prozradit čtenářům, jaké všechny faktory ovlivnily váš výběr lokality?

Prvotní impuls byl od zaměstnanců zdejších skladů v sousedství, kdy si mi při rozhovoru stěžovali na to, že nám, zde dole u MVE, je dobře, že zde nefouká tak, jako jim tam nahoře. Takže to byla první myšlenka, která mě inspirovala k zájmu o využití zdejšího větrného potenciálu. Jeden z rozhodujících faktorů byl i ten, že jsem měl nahoře pozemky ve vlastnictví. Nehledal jsem nikde daleko a nezjišťoval jsem, jaké by to bylo jinde. Při výběru je třeba přihlédnout ke spoustě věcí, takzvaně doplňkových. Například když budete chtít postavit větrnou elektrárnu někde nahoře, kde fouká, tak k tomu musíte mít příjezdovou komunikaci. Následně musíte mít samozřejmě odvod vyrobené energie, což znamená, že musíte stavět vedení. Ono je všechno se vším spojené a je to především o financích. Zdejší lokalita byla vybraná i proto, že byla mimo zastavěnou oblast. A potom – tady nahoře fouká, alespoň si to myslím. A uvidím za rok jestli jsem učinil správné rozhodnutí nebo jestli jsem se mýlil.


Jaká byla vaše cesta k využívání vodní a větrné energie? Představte prosím blíže vaši malou vodní a větrnou elektrárnu (tzn. použitá technologie, roční výroba energie, ale také třeba roční náklady na údržbu a provoz elektrárny, zařízení, investiční náklady).

Vodní energie mě vždy udivovala a přitahovala. Po návštěvě Bratské elektrárny v bývalém Sovětském svazu jsem měl malé tajné přání MVE vlastnit. S větrnými elektrárnami jsem se setkal při mých cestách do Švédska. Původně byly jen v Dánsku, ale pak se začaly objevovat i v Německu u moře, a později i dále ve vnitrozemí. Tehdy mě napadlo, že bych si jednou nějakou větrnou elektrárnu mohl postavit doma a sen je splněn. Co se týče technologie, tak malá vodní elektrárna je osazena jednou Francisovou turbínou o hltnosti max. 2,4 m3/s a max. výkonu 28 kWh při daném spádu a ten je 1,8 m. Původně byl přenos vodní energie z turbíny na generátor řešen palečným soukolím, ale při generální opravě jsme provedli úpravu na řemenový horizontální převod. Generátor je asynchronní motor. Větrná elektrárna sestává z betonové patky, na kterou je upevněn ocelový stožár v jehož horní části je umístěna gondola větrné elektrárny skládající se z pomaluběžného zařízení s planetovou převodovkou a asynchronním generátorem. Rotor má třílistou vrtuli. Natáčení proti větru se provádí servomotorem. Roční náklady u MVE jsou pro mě zatím nekontrolovatelné. V současné době ještě stále pracuji na čištění koryta, jak přítokového, tak odtokového. Hlavně na odtoku je hodně práce, koryto je zanesené. Dokonce na spodním rameni šla voda do protiproudu. Je ještě spousta věcí, které je potřeba udělat. Nyní dokončuji kácení nevhodných dřevin kolem koryta, je potřeba pročistit přítokové koryto a spousta dalších věcí. Takové náklady nejsou sice přímé, ale nezbytně nutně je musíte udělat, aby byl zajištěn provoz elektrárny. Pak jsou náklady údržby jako mazání, které na elektrárně je, nebo likvidace odpadů co připlavou po řece. Biologická část tohoto odpadu se dá kompostovat, ale v dnešní době připluje hodně PET lahví, které nezlikvidujete jinak, než na skládce. A to jsou další nepřímé náklady. Náklady na větrnou elektrárnu vám také neřeknu, protože jsme ji teprve před měsícem postavili, takže nyní jsme ve stádiu zkoušek a rozběhu. A o pořizovací ceně bych nerad hovořil, protože by to bylo zavádějící. Zatím nemám dobré zkušenosti ani s dotacemi. Dle mých informací jsem na ně zatím nedosáhl. Po určité době jsem se úplně přestal zajímat o dosahování na dotace, protože je to spousta papírování a ještě nemáte jistotu, jestli dotaci dokážete získat – takže ztráta času. Když navíc vezmete procentuelní poměr, který byste mohli dostat ze skutečných nákladů, tak si myslím, že běhání kolem dotací není efektivní pro fyzickou osobu ani pro podnikatelské účely. Možná je něco jiného, když o příspěvek žádají obce, pro které jsou dotace podstatně vyšší. Z energetické agentury vím, že bych mohl získat na dotacích něco kolem 15 % skutečných nákladů, a při tom nemám zaručeno, že je dostanu. K tomu musíte mít zpracovaný energetický audit a ten něco stojí...





















Plánujete výstavbu dalších věží?

Samozřejmě bych měl zájem o stavbu dalších, ale nejsem takový nadšenec, abych řekl postavíme tady automaticky několik takových elektráren, když nemáme odzkoušeno na jedné, jestli to tady půjde. Průměrná roční rychlost větru tady by měla být mezi 6-7 m, takže se dá říci, že by to mělo být výhodné, ale nemusí. Možnosti i prostory jsou, takže doufám, že v budoucnu u jedné nezůstanu.

I když se Česká republika zavázala ke splnění indikativního cíle 8 % podílu elektřiny z obnovitelných zdrojů na celkové hrubé spotřebě elektrické v roce 2010, dojmy z dosavadního vývoje jsou víceméně rozpačité. Česká cesta k dosažení indikativního cíle, tedy podpora spoluspalování biomasy s uhlím, vyvolala velmi ostré reakce a nesouhlas. Jednotlivé druhy obnovitelných zdrojů mají jak zuřivé odpůrce, tak i zastánce. Jak vy si představujete cestu, kterou by se měla česká obnovitelná energetika ubírat? Které zdroje byste, na základě vašich praktických zkušeností, preferoval a podporoval?

To je velice složité. Neformuloval bych to tak, zda je možné nebo nemožné splnit stanovený cíl. Možné je teoreticky všechno, ale teorie a praxe bývá jiná. Pamatuji se na sedmdesátá léta, kdy jsem chodil do učení a pak
dál na školu. Z těch dob vím, že se likvidovalo hodně vodních elektráren. Přešlo se na gigantománii a tvrdilo se, že malé zdroje nemají význam. Myslím, že tady bylo tehdy mnoho funkčních MVE zbytečně zrušeno. I když je v současné době snaha některé obnovit, mnohé už obnovit nejdou. Náklady na jejich obnovu by byly tak veliké, že se to prostě nevyplatí. Dříve naši předci používali velice často tyto zdroje jako pily, tkalcovny nebo mlýny a hamry. Bydleli tam, živilo je to a byli na tom závislí. Vodní energie je už z velké části u nás vyčerpaná, takže zde už žádný velký nárůst nemůžeme očekávat. U větru je to otázka přístupu veřejnosti. Zda bude mít zájem, aby se větrné elektrárny stavěly, nebo jestli bude takový odpor, jaký je v současné době. Další z možností, jak dosáhnout zmiňovaných 8 %, je například spalováním biomasy. Tam jsme také zatím na počátku. Rozhodně bych ale nepovažoval spoluspalování biomasy s uhlím za obnovitelný zdroj, z důvodu naprosté neprůhlednosti poměru obou hmot při společném spalování.

Proč myslíte, že se u nás zvedá tak veliký odpor k větrným elektrárnám?

K větrným elektrárnám je odpor z neznalosti problematiky. Někteří lidé jsou proti, aniž by dokázali uvést jediný argument v neprospěch výstavby těchto elektráren, prostě jen tak, ze zásady. Přesto jde vývoj stále dopředu a přicházejí nové, lepší a dokonalejší technologie. Postupně si jistě lidé uvědomí klady této technologie získávání energie. Možná jde i o přirozenou nedůvěru ke všemu novému. Vzpomeňte třeba na film „Sňatky z rozumu“, kde se začalo hovořit o budování železnice a jaký to tehdy zvedlo odpor k použití páry, a pak přišly další věci. Automobily, které u lidí vzbuzovaly respekt spojený s obavou, a spousta dalších věcí. Po čase se ale prolomí počáteční bariéra a věc se stane samozřejmou součástí našeho života, bez které si následně naše děti neumí představit život na Zemi. Myslím si, že v naší republice nemáme přírodní podmínky na provozování gigantických větrných elektráren. I já osobně jsem přívržencem spíše něčeho menšího z důvodu, že 50 kW větrná elektrárna se roztáčí sama větrem, kdežto větší se po vyhodnocení větru, musí roztáčet elektrickou energií. Potřebují tedy nějakou elektřinu na uvedení do chodu, na ten prvotní moment a pak teprve začnou vyrábět samy. U nás je proměnlivost větru tak velká, že by to v těchto případech nebylo efektivní. Je potřeba postupovat v nějaké rozumné míře a počkat na vývoj. Technologie jdou stále kupředu
a efektivita se neustále zvyšuje. Dával jsem příklad skládky odpadů. V roce 1990, když jsme začali uvažovat o skládkování odpadů u nás v republice, tak kogenerace byla v počátcích a za deset let, kam jsme se dostali s likvidací odpadu? Nebo mobilní telefony, co bývalo před deseti, patnácti lety? To jsou u všechno pokroky podstatně větší, takže věřím, že i v tomto případě se to změní a tyto elektrárny budou veřejností pozitivně vnímány.


Je zajímavé, že mobilním telefonům se lidé tolik nebrání, přestože se mluví o možné škodlivosti a bylo již vypracováno několik studií na toto téma, kde byla jistá škodlivost zaznamenána a potvrzena. Mobilní telefony dávají dokonce i svým dětem. Přesto těch záporných emocí není tolik, jako okolo větrných elektráren. Čím myslíte, že to je?

Myslím, že v lidech přetrvávají předsudky z počátečních dob provozu těchto elektráren, které už jsou ale dávno za námi. Co se týče hluku, pokud nefouká vítr, elektrárna se netočí, žádný hluk nemůže být slyšet. Pokud fouká, tak samozřejmě zvuk slyšet je. Záměrně říkám zvuk, protože větší hluk je například v restauraci, nebo od aut. Když jsem ten zvuk poprvé slyšel, tak mně to připadalo, jako když letí hejno husí, zvuk jejich křídel. Ano, je to nějaký zvuk, ale není to určitě zvuk, který by obtěžoval. Když se postavíte do vzdálenosti 200 - 300 m a zaměříte se jenom na toto, tak nic neuslyšíte. Pokud budete elektrárnu vidět, tak si budete spíše domýšlet, že něco slyšíte. A vliv na ptáky – nedávná katastrofa ve východní Asii nám ukázala, že zvířata jsou o spoustu vjemů dál než my. Jestliže dokázala zvířata utéci před tsu-nami, tak si myslím, že i v tomhle případě dokážou rozpoznat, že tam je nějaká překážka. A estetický vliv na krajinu? To bychom asi museli bourat všechno co nepatří do krajiny, od stožárů vysokého napětí přes různé věže, komíny a vysílače. To by znamenalo návrat, krok zpět a řekněme si: Co dnes nepatří do krajiny?

Neuvažujete o tom, že by jste rozšířil svoje aktivity na poli obnovitelných zdrojů energie? Výroba elektřiny z biomasy, ze slunečního záření a nebo v současnosti stále populárnější kogenerace?

Mně se jeden sen, dá se říci, už plní – kogenerace. Nedávno byla uvedena do provozu na skládce v Křovicích, to je ta skládka o kterém jsem již hovořil a kterou jsme postavili. Co se týká biomasy, uvažuji o ní spíše na vytápění, než na výrobu elektrické energie. Máme velké množství dřevní hmoty a bylo by škoda topit něčím jiným, když je k dispozici.

Dodáváte veškerou vyrobenou elektřinu do sítě a nebo spíše kryjete vlastní spotřebu a prodáváte pouze přebytky?

Je lepší vlastní energii v co největší míře spotřebovat pro svoji potřebu a přebytek samozřejmě prodat, protože výkupní cena z vody je dneska 1,60 Kč/kWh. Když kupujete od rozvodných závodů energii za 3,50 Kč/kWh, tak se vám jistě vyplatí vlastní energii spotřebovat.

Děkuji za rozhovor a přeji spoustu životní energie k uskutečňování vašich dalších snů.

Vendulka Vachová



K obnovitelným zdrojům energie

V tomto čísle časopisu ŽIVOT V DOMĚ naleznete zajímavý rozhovor s panem Štěpánkem, který provozuje malou vodní a větrnou elektrárnu. Využívání obnovitelných zdrojů energie bezpochyby patří k jednomu z prostředků, jak zamezit znečišťování životního prostředí emisemi oxidů uhlíku (ty jsou považovány za celosvětový problém), v neposlední řadě však také produkci ostatních znečišťujících a toxických látek. Je známou skutečností, že energetika je pro chod ekonomiky (a také pro ekonomický růst), neřkuli celé civilizace, stěžejním odvětvím. Na druhé straně však také odvětvím, které nejvýrazněji zasahuje životní prostředí.

Můžeme konstatovat, že využití obnovitelných zdrojů energie se již stalo nedílnou součástí energetiky většiny světových států. Vzhledem k tomu, že se jedná o zajímavou problematiku a v rozhovoru zůstali mnohé skutečnosti bez vysvětlení a nebo byly pouze konstatovány, považujeme za vhodné jejich širší vysvětlení v tomto příspěvku.

Co jsou to obnovitelné zdroje energie?

Na rozdíl od zdrojů fosilních, kterými jsou např. ropa, uhlí, zemní plyn či uran, se jedná o takové zdroje, jejichž energetický potenciál se trvale obnovuje.
Jedná se zejména o následující:

_ vodní energie (energie vodních toků, přílivu)
_ sluneční energie (fotovoltaické články, fototermální kolektory)
_ větrná energie (energetické zhodnocení proudění v atmosféře)
_ energie biomasy a bioplynu (spalování cíleně pěstované bio a fytomasy, dřevního odpadu, odpadního plynu ze skládek a čističek odpadních vod)
Tyto jsou posléze využívány k výrobě elektrické a tepelné energie. I když to přímo s problematikou nesouvisí, zmíníme také druhotné energetické zdroje, tedy také energetické zdroje vzniklé lidskou činností, které jsou namísto
skládkování či spalování energeticky využity. Jedná se především o odpady.
Dále se zaměříme na využití obnovitelných zdrojů pro výrobu elektrické energie, tak abychom se co nejvíce přiblížili obsahu rozhovoru s panem Štěpánkem.























Co je kogenerace?

Kogenerace je společná výroba a využití elektrické energie. Při konvenční výrobě elektrické energie parním cyklem je tepelná energie bez užitku vypouštěna do okolního prostředí ve formě vodní páry a také ohřáté vody využité k chlazení. Při společné výrobě je tato energie využita k vytápění, nebo pro technologické účely, a neodchází bez užitku do okolního prostředí. Tím se zvyšuje využití primární energie v palivu z informativních 30 % až na 80 %. Ačkoliv se Vám může zdát toto navýšení pouze estetické, není tomu tak. Pokud k tomuto centrálnímu teplu připojíte např. čtvrť s rodinnými domky, není zapotřebí budování např. blokové výtopny či instalace domovních kotlů. Díky tomu není vyvolávána další spotřeba. Příkladem takových realizací je např. tepelný napaječ Praha – Mělník, Opatovice – Hradec Králové. Zajímavým záměrem bylo též vybudování napaječe Temelín – České Budějovice, v úvahách také Temelín – Praha.



































V rozhovoru je však zmiňována tzv. motorová kogenerace. Princip je poměrně jednouchý. Základem je spalovací motor upravený pro spalování plynu. Teplo je odebíráno z chladicího oleje a ze spalin.
Obnovitelným zdrojem je v tomto případě zejména bioplyn, jehož základem je stejně jako u plynu zemního, metan. Značný potenciál existuje především ve vodárenství, skládkovém a odpadovém hospodářství a především v zemědělství. Zdrojem bioplynu mohou být různé substráty, např. odpadní tuky, odpady kuchyňské, obilné či domovní, senáž, hnůj a kejda či jateční odpad. Společným znakem těchto materiálů je přítomnost organického materiálu, tedy celulózy, bílkovin a podobně. Výrobu bioplynu lze velmi zjednodušeně popsat jako rozložení organické hmoty mikroorganismy na bioplyn a zbytek po zplyňování,tzv. digestát. Důležitou skutečností je, že digestát již není závadný pro životní prostředí, což řeší otázku nakládání s odpady a přináší další úsporu nákladů na likvidaci původně nerozloženého odpadu. Navíc, technologie jsou dostupné a ověřené, bioplyn je jednoduše spalitelný a skladovatelný.

















Jaké jsou nejužívanější technologie?

Pro zhodnocení energetického potenciálu obnovitelných zdrojů energie jsou nejrozšířenější následující.
Vodní energie – turbíny různého typu v závislosti na okrajových podmínkách vodního toku, nároků na provoz elektrárny a v neposlední řadě také na ekonomických předpokladech. Obecně můžeme konstatovat, že investor, finanční či soukromá osoba, očekává kratší dobu návratnosti a vyšší výnos proti investorovi strategickému, pro kterého je výroba energie jedním z hlavních předmětů podnikání a nebo důležitou podmínkou pro ekonomiku vlastního provozu. Takto lze nahlížet na využití ostatních obnovitelných zdrojů.




























Sluneční energie
– fotovoltaické panely na bázi různých materiálů, v současnosti nejvíce křemíku. Vývoj se ubírá především ke zvyšování účinnosti a masovým uplatněním tohoto způsobu výroby el. energie (a tím snížení výrobních nákladů na jednotku výkonu).
Větrná energie – v současnosti nejužívanější větrné motory („vrtule“) s třemi až čtyřmi listy rotoru. Jsou sériově vyráběny až stometrové věže s instalovaným výkonem 2 MW, vývoj pokračuje k dosažení 5 MW pro mořské (offshore) instalace.
Geotermální energie – jedná se především o využití vysokopotenciálního tepla např. horkých pramenů Biomasa – výroba elektrické energie konvenčním způsobem (parní cyklus), místo paliva fosilního se užívá bio- a nebo fytomasy. Vyhláškou k provedení energetického auditu je jí přiznána nulová hodnota emisí oxidu uhličitého. Vychází se z teze, že oxid uhličitý vzniklý spalováním biomasy, je spotřebováván při fotosyntéze rostoucími rostlinami. Spoluspalování biomasy a fosilního paliva (uhlí) – v současnosti v Čechách již poměrně hojně realizováno na kotlích velkých výkonů s fluidními topeništi. Přínosy tohoto řešení pro redukci emisí CO2, zlepšení spalovacího procesu a redukci škodlivin jsou prokazatelné. Značnou vlnu nevole nevyvolala tato technologie, ale diskuze o tom, jak tuto technologii podporovat a zda ji vůbec podporovat. Technologie totiž není závislá na přírodních
vlivech (např. nedostatek vody, bezvětří jako je tomu u jiných obnovitelných zdrojů), dále se pak jedná o zdroje velkých výkonů, které jsou značným konzumentem biomasy. Uplatněním spoluspalování pro výrobu el. energie tak na
trh s biomasou vstupuje další významný spotřebitel, konkurující především papírnám, výrobcům stavebních prvků a dřevních desek a v neposlední řadě také již instalovaným výtopnám na biomasu. Dotčení silně argumentují proti přímé podpoře pevnou výkupní cenou (viz dále) s následným zvýhodněním energetického využití (a tím pádem snížení rentability vlastních investic). Progresivní metoda kogenerace již byla zmíněna v předchozím textu.















Co jsou to vlastně povinné výkupní ceny?

Jedná se o formu podpory ze strany státu, jejímž účelem je stimul rozvoje výroby elektřiny z OZE. Nikoho asi nepřekvapí konstatování, že v rozhodování pro investici do výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie má zásadní vliv ekonomika a dosažení zisku. Existuje mnoho modelů, lze však tvrdit, že se jedná o strategický cíl, kterého je dosahováno kombinací legislativních nástrojů (nařízeních) a motivace finanční.
Systém povinného výkupu a garantovaných výkupních cen lze jednoduše charakterizovat jako „kolik kWh z OZE dodáte do sítě, tolik bude zaplaceno“. Výkupní cena je pak pevně stanovena Energetickým regulačním úřadem. Způsob jejího stanovení je pak otázkou další. K nelibosti investorů úřad každý rok metodiku vylepšuje (není řečeno ironicky, přihlíží k stále více skutečnostem, zohledňuje datum uvedení do provozu), což často vede ke klesání výkupních cen. A tím také odhalování ekonomických slabin nereálně nastavených projektů.
Zelené certifikáty jsou další možností podpory rozvoje OZE. Princip je poměrně jednoduchý a lze popsat v následujících krocích:
_ stát direktivně stanoví kvótapodíl elektřiny z obnovitelných zdrojů na celkovém množství elektřiny
_ stát uvalí na účastníky trhu s elektřinou povinnost dodržovat minimální stanovené kvóty
_ výrobce elektřiny z obnovitelných zdrojů obdrží množství zelených certifikátů odpovídajících množství vyrobené elektřiny z OZE
_ stát určí minimální cenu certifikátu a dále pak postih za nedodržování kvót (čímž se prakticky stanoví také max. cena certifikátu)
_ s certifikáty se bude volně obchodovat
Již z výčtu je patrné, že se jedná prakticky o model obdobný pevným výkupním cenám, avšak spravedlivější ke všem účastníkům trhu. Pro svou administrativní náročnost a složitost od něj bylo prozatím ustoupeno. Nejen kvůli již zmíněné administrativní náročnosti, ale také z důvodu, že pro jeho funkčnost je důležité obchodování v celoevropském měřítku.
Současný schválený zákon se opírá o systém garantovaných výkupních cen stanovených úřadem podle definovaných pravidel. Novinkou je systém zelených bonusů.
Výrobce elektřiny může:
_ uzavřít smlouvu o dodávce za regulované ceny (výkup rozvodnými závody)
_ prodat elektřinu na volném trhu. Za energii z obnovitelných a nebo podporovaných zdrojů má nárok na vyplacení zeleného bonusu.
Na zelený bonus má nárok i v případě, že takto vyrobenou elektrickou energii využije i pro vlastní spotřebu. Bude samozřejmě otázkou, jak se tento model uplatní v praxi.














Co se rozumí oním 8% podílem elektřiny z OZE na hrubé spotřebě elektrické energie?

Samotný termín „hrubá spotřeba elektrické energie“ znamená – tuzemská výroba elektrické energie včetně elektrické energie vyrobené samovýrobci (na svorkách generátorů) s odečtením vývozů a přičtením dovozů (saldo elektrizační soustavy České republiky). Podle výchozího stavu (rok 2000) byl tento podíl 3,2 %. Co je potřeba realizovat k dosažení indikativního cíle názorně ukazuje tabulka.

Z tabulky můžeme odvodit mnohé zajímavé skutečnosti
Pro dosažení cíle je třeba instalovat cca 700 MW výkonu větrných elektráren, dále pak značně informativně zdvojnásobit výkon malých vodních elektráren a jedenáctkrát navýšit výkon zdrojů využívajících biomasu. Roční výroba 2200 GWh představuje nepřetržitě pracující zdroj o elektrickém výkonu cca 250 MW, při odhadu využití instalovaného výkonu 3000 – 4000 h ročně pak zdroje o výkonu až 1000 MW. To jsou poměrně ambiciózní cíle. Hlavním „tahounem“ nárůstu má být biomasa s větrnými elektrárnami.

V rozhovoru je zmiňováno množství zrušených malých vodních elektráren?

Odborné zdroje uvádějí cca 1350 provozovaných MVE (do instalovaného výkonu 10 MW) na území České republiky. Mnohdy bývá předkládána informace, že v období tzv. I. Republiky bylo provozováno více než deset tisíc vodních děl. Zdrojem této informace je inventarizace provedená roku 1930, postihující veškeré zdroje energie nad 1,5 kW. Šetřením bylo zjištěno, že na území republiky se nacházelo celkem 14 882 vodních energetických zdrojů s celkovým výkonem 232 MWh. V celkovém počtu je zahrnuto 410 vodních elektráren s instalovaným výkonem 80,5 MW s roční výrobou více než 200 GWh. Dalších 918 instalací lokálního charakteru, zahrnuje instalovaný výkon kolem 25 MW, z čehož však 80 % představovalo využití mechanické energie, zbylých 20 % bylo používáno k produkci elektrické energie (roční výroba el. kolem 12,5 GWh). Z celkové inventarizace vyplynulo, že roční výroba el. a mech. energie představuje zhruba 583 GWh, z čehož na produkci el. energie připadá zhruba 215 GWh. Z celkového počtu necelých 15 tisíc vodních zdrojů bylo celých 80 % osazeno vodními koly, jejichž účinnost se pohybovala v rozmezí
20 až 70 %.
Tristní skutečností pro MVE je spíše to, že z celkového počtu v současnosti provozovaných malých vodních elektráren je více než 60 % osazeno technologií z let 1920 – 50, které vykazují účinnost až o 20 % nižší, než umožňuje současná technologie. Podle názoru autora by bylo vhodné směřovat podporu také tímto směrem.

Závěr

Obnovitelné zdroje a jejich využití pro výrobu elektrické energie bezpochyby představují perspektivní zdroj. Účelem tohoto příspěvku bylo objasnění některých skutečností uvedených v rozhovoru s panem Štěpánkem, který provozuje větrnou a malou vodní elektrárnu. Problematika využívání OZE je velmi obsáhlá a předkládaný příspěvek postihuje pouze zlomek. Pokud máte jakoukoliv otázku k obnovitelným zdrojům, kontaktujte nás.

Miroslav Götz
Česká energetická asociace
Technik1@ceskaenergetika.cz

Zásady navrhování primární strany pro tepelná čerpadla země – voda

V poslední době se stále více setkáváme se zájmem ze strany zákazníků řešit vytápění u novostaveb nebo u rekonstrukcí otopných soustav alternativními zdroji. Na toto samozřejmě velmi rychle reagují realizační firmy s širokou nabídkou.

Většina investorů již nebere investici do alternativních zdrojů jako vyhozené peníze, ale jako investici s jasnou návratností v závislosti na vybraném zdroji vytápění, neboť se dá předpokládat, že ceny za energie budou s dobou neustále stoupat. Další tlak roste ze strany ekologů, kdy v zahraničí již silně redukují emise CO2 a jiných škodlivin.
V potaz musí být brána i nejistota v oblasti využitelnosti fosilních paliv a vývoj jejich cen.
Zkvalitňující technické parametry a zpracování tepelných čerpadel přesvědčují stále větší počet zákazníků, kteří se rozhodují jaký druh vytápění a ohřev TUV ve svém domečku či firmě zvolí. Tepelné čerpadlo je jediný systém vytápění, který kromě svojí vlastní spotřeby navíc získává více jak 2/3 energie z okolí.
Samotná volba značky a kvality TČ je velmi důležitá. Používané komponenty uvnitř samotných strojů pochází z výroby několika speciálně zaměřených výrobců (kompresory, výměníky, ventily) a u většiny jsou použity právě tyto díly. Dalším důležitým bodem rozhodování investora je zvolit zdroj, odkud bude TČ získávat potřebné teplo.
Na trhu jsou známé varianty TĆ: země – voda (uzavřený systém geotermálních sond a plošných kolektorů), vzduch – voda (odebírání tepla okolnímu prostředí), voda – voda (čerpání spodní vody, odběr tepla a její zpětné vypouštění).

Technické zobrazení primárního okruhu tepelného čerpadla země – voda systém jímání formou geotermálních vertikálních vrtů.


























Řez nevhodným vystrojením vrtu. Na obrázku je vidět spodní část vystrojení (svařená kolena). Výronky ze svařování značně omezují průtok.





















Technické zobrazení primárního okruhu tepelného čerpadla země – voda systém jímání formou zemních plošných kolektorů.
























V naší zeměpisné šíři jsou nejrozšířenější tepelná čerpadla země – voda, která odebírají nízkopotencionální teplo okolnímu prostředí, podloží, uzavřeným systémem horizontálních nebo vertikálních primárních okruhů. Primární okruh je zpravidla naplněn nemrznoucí směsí na bázi lihu. Tento systém jímání tepla je oblíbený pro svoji výslednou jednoduchost, minimum pohyblivých částí a především stále konstantních teplotních zisků bez velkých výkyvů, které jsou pro vnitřní kompresorovou jednotku ideální v závislosti na dlouholetém provozu bez omezení. U tepelných čerpadel země – voda musí být kladen důraz nejenom na výběr samotného stroje, ale také na ty části, které pro práci, správný chod stroje, získávají potřebné teplo. Kvalita a provedení právě těchto částí je při instalaci zásadní.
Je nutné si uvědomit, že primární okruh země – voda je část systému tepelného čerpadla, která se nedá vůbec nebo jen s obtížemi opravit. Proto je nutné, aby veškeré části, které budou v provozu několik desítek let byly z kvalitních materiálů, a tedy i faktor pasivní bezpečnosti co možná nejvyšší. S tímto je spojená pochopitelně i kvalitní montáž.

Vratné U koleno GVS se separační jímkou.



















Zemní plošný kolektor (dále ZPK)

V praxi je nejméně náročný na realizaci a finance. Podmínkou je dostatečně velký pozemek v okolí budovy, který nebude dále upravován (stavby, komunikace). V případech, kde není dostatečný prostor pro zemní plošný kolektor nebo potřebný výkon TČ bude vyšší je vhodnější realizovat geotermální vertikální sondy. Kolektor je vyroben z polyethylenového potrubí, které se klade do výkopů v nezámrzné hloubce, v našich geografických podmínkách se doporučuje hloubka 1,2 – 1,5 m. Při dimenzování je především důležitá plošná výměra zemního kolektoru více jak systém položení a vzdálenosti jednotlivých smyček. Doporučená ideální délka jednotlivých okruhů je pro snížení tlakových ztrát 100 m.
ZPK využívá proud tepla, který přichází ze shora a je přijímán svrchní vrstvou země nad ním, z přímé nebo nepřímé sluneční energie (záření, déšť atd.). Tím jsou při instalaci a plánování rozhodující nejen termické vlastnosti půdy, ale i poloha místa a jejího okolí. Pro zemní plošný kolektor doporučujeme použít potrubí z vysokohustotního polyethylenu PE 100 (HDPE), který je vhodný pro svoje mechanické vlastnosti jako např. dlouhodobé odolávání bodovému tlaku (v praxi je to tlakkamenů na potrubí v zemi). Používané dimenze potrubí d 25 a 32 mm zabezpečí při dané rychlosti média ideální přenosovou plochu vztaženou na objem v potrubí.

Stavebnicový systém rozdělovače / sběrače pro 2 geotermální vertikální sondy (GVS). Každá větev je uzavíratelná s regulovaným průtokem.




















Geotermální vertikální sondy (dále GVS)

Vrty pro TČ jsou nejrozšířenějším řešením. Jedná se o potrubní sondy (jednoduché -U-, dvojité -U-, koaxiální sondy atd.) z PE 100 ve svislých vrtech. Výhody jsou zřejmé, malá prostorová náročnost, neznehodnocení pozemku, výborné tepelné zisky během zimních měsíců. I zde ovšem platí zásady dobrého dimenzování a hlavně vhodného použití materiálů. Ideálně zvolená celková délka vrtů vztažená na složení podloží lokality zabezpečí provoz bez omezení. Shodně jako u ZPK je nutné co možná nejpřesnější dimenzování.
Vrty pro TČ se nedají po zavedení sondy již niky opravit, proto použití vystrojení vrtů, které nebylo pro tento účel vyvinuto, je vzhledem k cenám vrtných prací drahým hazardem, který se nemusí vyplatit. Například pouze statický tlak u vrtu hloubky 120 m je u dna vrtu 12 barů. Nesmí se opomíjet ještě další zvýšení tlaku o 4 bary při tlakové zkoušce těsnosti systému. Doporučuje se tak používat geotermální sondy odolné a označované PN 16 (odolné do 16 barů). Jediným vhodným materiálem pro vystrojování vrtů je vysokohustotní polyethylen PE 100, který nemá tendence šířit trhliny. Právě při zavádění sondy dochází k velkému namáhání materiálu a vrypům po celé délce.
Dalším podceněním může být provedení spodní části vystrojení, která je nejvíce namáhána během montáže a provozu.
Neodborně svařená vystrojení v řadě realizovaných vrtů v ČR, jsou v EU již řadu let zakázány pro svůj nízký faktor bezpečnosti a známým nehodám. Improvizovaně vyrobené vratné koleno má omezený průtok, jenž zvyšuje hydraulické ztráty v některých případech až o 50 %. To se samozřejmě promítne do ekonomiky provozu TČ. Celou instalaci tepelného čerpadla může poškodit právě jen použití nevhodného vystrojení.
Cenový rozdíl mezi profesionálně připravenými sondami a „svařencem“ je v náhledu na cenu realizace pakatel. Zákazník zaplatí cenu za vrt s přesvědčením, že kvalita toho ostatního, co je k tepelnému čerpadlu zapotřebí je minimálně na stejné úrovni. Informací o těchto částech je málo a nebo se k zákazníkům vůbec nedostanou. Na západ od našich hranic jsou již stanoveny jasná pravidla v použití materiálů a vyplňování vrtů cemento-jílovitou směsí. U každého vrtu musí být vytěžená hornina nahrazena. Pokud se navrtají různé horizonty spodních vod může docházet k pronikání hlubinné tlakové vody s obsahem např. železitých prvků do vrchních horizontů, odkud je čerpána v řadě oblastí pitná voda. Vyplněním vrtu zabráníme právě těmto nevratným ekologickým katastrofám. Není divu, že se zvyšuje tlak hydrogeologů na jasné stanovení specifik a kvalit na provádění vrtů pro tepelná čerpadla. Zároveň injektováním zabezpečíme důležitý termický styk GVS s podložím v lokalitách, kde není dostatek spodní vody.

Rozdělovače, Sběrače pro tepelná čerpadla

Tyto části jsou neméně důležitou částí primárního okruhu. Neodborné provedení zhorší nebo znemožní odvzdušnění celého systému. V evropské směrnici, která jasně uvádí specifika na provedení komponentů primárního okruhu, je mimo jiné uvedeno, že každá větev okruhu musí být na obou koncích uzavíratelná. Toto je důležité při odvzdušňování celého systému a při servisu. Snaha je zajistit stejné délky jednotlivých okruhů, vyhneme se tak použití drahých armatur regulujících průtok a snížíme tím tlakové ztráty. Ne vždy to ovšem dispozice vrtů a ZPK dovolí. Potom je nutné regulovat jednotlivé větve, aby došlo k vyvážení průtoků. Rozdělovače/sběrače umísťujeme jako nejvyšší bod primární strany pro snadné odvzdušnění. Jsou známé případy používání sekundárních rozdělovačů/sběračů (např. podlahové vytápění), které jsou se svými vnitřními dimenzemi absolutně nevhodné. Umístění rozdělovačů je vhodné mimo budovu do jímky nebo přístavku. Odpadá izolování složitých tvarů komponentů a do budovy se prochází pouze potrubím pro chod vpřed a zpětný chod.
Právě improvizace na stavbě a používání nestandardních dílů omezuje funkčnost i toho nejkvalitnějšího tepelného čerpadla. Přitom právě primární okruh je zisková část, která tepelnému čerpadlu dodává potřebné teplo. Omezení, které vznikají použitím nevhodných komponentů se projeví na životnosti a hlavně efektivitě tepelného čerpadla.

Milan Trs GEROtop Liberec www.gerotop.cz















Sdílet

Komentáře

Najdete nás na Facebooku
Odběr novinek
Server CESKAENERGETIKA.cz
Česká Energetika s.r.o. a Česká energetická asociace provozují portál www.ceskaenergetika.cz, vydávají dva časopiy z oblasti energetiky a OZE, pořádají na tato témata semináře a konference pro laickou i odbornou veřejnost.
Důležité odkazy
Spolupracujeme
Najdete nás také na
Portál www.ceskaenergetika.cz © 2011 pohání redakční systém MultiCMS. Grafické zpracování Cossi Design.