Vždy sa snažíme akými spôsobmi dosiahnuť čistú nulovú energiu v budovách. Jednou z možností je rozvoj zelených budov, ktorá je uprednostňovaná v súčasnosti na celom svete. Často si to vyžaduje aj požiadavka investora aj príslušná vládna politika danej krajiny. Cieľom čistého nulového množstva energie, ktorý je široko prijatý, si vyžaduje výrazné zníženie spotreby energie v budovách, ale aj integráciu čistej a obnoviteľnej lokálnej výroby. Green Tech – Zelená technológia je technológia, ktorá je považovaná za ekologicky úspornú na základe jej výrobného procesu alebo dodávateľského reťazca. Na podporu využívania obnoviteľných zdrojov existuje mnoho stimulov za účelom využívania alternatívnej energie. Napríklad niektoré vlády umožňujú energetické dane ako náhradu za fosílne palivá, takže ceny obnoviteľných zdrojov sú konkurencieschopnejšie a ľudia budú viac naklonení ponúknutej zmene. Zelené fondy tiež podporujú ekologické obnoviteľné zdroje energií tým, že investujú do nich a zároveň pomáhajú podporovať povedomie o životnom prostredí.
Podklady pre energetickú efektívnosť
Energetický certifikát budov podľa zákona č. 300/2012 Z. z. je doklad o kvalitatívnych energetických vlastnostiach budovy. Hovorí o tom, do akej miery je dom energeticky hospodárny. Hospodárnosť domu sa určuje výpočtom, ktorý vyjadruje množstvo energie potrebné na splnenie všetkých energetických potrieb súvisiacich s užívaním domu. Najmä množstvo energie potrebnej na vykurovanie, prípravu teplej vody, osvetlenie, klimatizáciu a vetranie. Objekt sa teda hodnotí z hľadiska potreby všetkých energií.
Energetický audit podľa zákona č. 321/2014 Z. z.
Cieľom Energetického auditu je posúdiť objekt z pohľadu jeho energetickej náročnosti. Účelom je zistiť maximálne možnosti úspory energie a navrhnúť potrebné opatrenia na ich dosiahnutie. Objektom auditu môžu byť budovy, celé areály, alebo aj technologické prevádzky v ktorých sa využívajú zariadenia, ktoré spotrebúvajú energiu.
Energetický audit pozostáva z nasledovných častí:
- Analýza súčasných nákladov na energie z pohľadu jednotlivých spotrebičov energie.
- Návrh opatrení s cieľom racionalizácie spotreby energie.
- Kalkulácia nevyhnutných investícií potrebných na realizáciu opatrení.
- Výpočet ekonomickej návratnosti navrhnutých racionalizačných opatrení.
Energetické podporné služby
Snahou v prvom kroku je kvantifikovať spotrebu energie a v druhom kroku navrhnúť opatrenia na znižovanie energetickej náročnosti a zvyšovanie energetickej efektívnosti. Do týchto služieb zaraďujeme:
- energetické posudky a štúdie
- energetické koncepcie
- legislatívne poradenstvo
- optimalizácia vstupov elektriny a plynu
- Zelené verejné obstarávanie je postup, pri ktorom sa zohľadňujú environmentálne aspekty v rámci verejného obstarávania, a to zadávaním environmentálnych charakteristík do súťažných podkladov. V súčasnosti Európska únia aktívne podporuje zelené stavby.
Druhy energetických budov
Bežná budova
- budova postavená po roku 1983 s tepelnotechnickými vlastnosťami podľa platných technických predpisov do roku 1992.
Nízkoenergetická budova
- budova, ktorej potreba tepla na vykurovanie je aspoň o 50 % menšia, ako má bežná budova.
Merná potreba tepla na vykurovanie ≤ 81,4 kWh/(m2/r)
Primárna energia ≤ 216 kWh/(m2/r)
Ultranízkoenergetická budova
- budova navrhnutá tak, aby maximálna potreba tepla na vykurovanie ovplyvnená tepelnotechnickými vlastnosťami stavebných konštrukcií nebola vyššia ako polovica potreby tepla na vykurovanie určenej pre nízkoenergetické budovy.
Merná potreba tepla na vykurovanie ≤ 40,7 kWh/(m2/r)
Primárna energia ≤ 108 kWh/(m2/r)
Budova s takmer nulovou potrebou energie
- budova s veľmi vysokou energetickou hospodárnosťou, pri ktorej sa potrebné takmer nulové alebo veľmi malé množstvo energie na užívanie takejto budovy dosiahne efektívnou tepelnou ochranou a vo vysokej miere zabezpečí energiou dodanou z obnoviteľných zdrojov nachádzajúcich sa v budove alebo v jej blízkosti.
Merná potreba tepla na vykurovanie ≤ 20,4 kWh/(m2a)
Primárna energia ≤ 54 kWh/(m2a)
Pasívny dom
- budova, v ktorej sa nízka potreba energie dosahuje znižovaním tepelných strát budovy a efektívnym využívaním lokálnych energetických zdrojov tepla (pasívne využívanie slnečnej energie, využívanie vnútorných zdrojov tepla, spätné využívanie tepla z vnútorného vzduchu).
Merná potreba tepla na vykurovanie ≤ 15 kWh/(m2a)
Nulový dom
- budova vychádzajúca z pasívneho domu, ktorá naviac obsahuje zariadenie na produkciu energie z obnoviteľných zdrojov na pokrytie vlastnej potreby, pričom ročná spotreba energie a vyprodukovaná energia sú úplne alebo skoro vyrovnané.
Merná potreba tepla na vykurovanie 0 – 5 kWh/(m2a)
Najznámejšie úsporné (obnoviteľné) zdroje energie
Fotovoltika
Fotovoltické panely premieňajú pomocou fotovoltaických článkov slnečnú energiu na elektrickú energiu.
Podľa použitých článkov je možné rozdeliť panely na 3 skupiny:
- amorfné – nízka cena, iba 4 – 8 % účinnosť,
- monokryštalické – vhodné, kde nie je potrebná úspora plochy, účinnosť 13 – 17 %,
- polokryštalické – majú tvar štvorca modrosivej farby, účinnosť 10 – 14 %.
Zdroj: https://www.sunwave.cz/
Solárne kolektory
K samotnej premene energie slnečného žiarenia na teplo slúžia kolektory, ktorých základom je absorbér zachytávajúci slnečné žiarenie. Teplo sa prostredníctvom teplonosnej kvapaliny (nemrznúca zmes) odvádza do zásobníka teplej vody, v ktorom výmenník ohreje vodu. Elektrické vyhrievacie teleso, prípadne iný zdroj tepla (kotol) dohrieva vodu počas zamračených dní. Teplá voda slúži na podporu vykurovania a na bežné použitie v domácnosti v kúpeľni, či na umývanie riadu a pod.
Zdroj : Elektronické tepelné čerpadlá vzduch-voda umiestnené na streche bytového domu (foto: Stiebel Eltron)
Slnko však poskytuje energiu v nízkej koncentrácií a veľmi nerovnomerne počas rôznych ročných období a taktiež rozdielne vo dne a v noci. Nerovnomernosť dodávky slnečnej energie sa eliminuje prídavným výmenníkom tepla, ktorý je pripojený na kotol alebo elektrickou odporovou špirálou, prípadne obidvoma spôsobmi súčasne.
Tepelné čerpadlá
Podľa zdroja energie prostredia, rozoznávame tepelné čerpadlá na:
- Vodu – vodu
- Nemrznúca zmes – voda
- Vzduch – voda
- Vzduch – vzduch
Geotermálne teplo, ktoré sa čerpá pomocou suchých vrtov, slúži ako zdroj nízkopotenciálnej energie potrebnej pre činnosť tepelných čerpadiel na báze zem/voda. Teplo sa zemi odoberá pomocou horizontálnych plošných kolektorov alebo vertikálnych zemných vrtov. Pôda predstavuje teoreticky lepšie miesto pre odčerpávanie tepla ako vzduch. Teplota pôdy je pár metrov pod povrchom počas zimy aj leta, blízko 10 °C. Vzduch môže mať cez zimu o 10 až 15 °C menej ako pôda. Zem nepredstavuje, ale neobmedzený zdroj tepla. Ak odoberáme teplo príliš rýchlo, zem sa ochladí a výhody tepelných čerpadiel využívajúcich teplo zeme sa stratia. Potom odčerpané teplo v zime sa musí počas leta nahradiť.
Tepelné čerpadlá môžeme umiestniť všade tam, kde je prívod elektriny. Sú flexibilné, môžeme ich vypnúť a zapnúť podľa potrieb. Výber lokality je bez obmedzení.
Biomasa
V podmienkach Slovenskej republiky je biomasa významným obnoviteľným zdrojom energie. Pri jej využití existuje niekoľko perspektívnych technológií ako je spaľovanie, bežne používané kusové drevo, ale i drevná hmota ako je napríklad kôra, štiepka či piliny. Tieto hmoty sa ale pre užívateľské pohodlie spracovávajú do formy peliet. Počiatočné náklady na podobný špeciálny kotol sú vyššie v porovnaní s bežným plynovým. Pelety sú granule získané vysokotlakým lisovaním drevného odpadu. Tým sa rozumie nielen najčastejšie používané piliny, ale napríklad i slama. Pretože sa jedná o nenákladný a obnoviteľný zdroj energie, obecne sa pelety považujú za palivo budúcnosti.
Zdroj: http://www.vitejtenazemi.cz/cenia/ Schéma uhlíkového cyklu pri spaľovaní biomasy
Geotermálna energia
Môžeme uvažovať o dvoch druhoch geotermálnej energie, o energií dostupnej na bežnej lokalite v zemskej kôre a o energií dostupnej iba na špecificky aktívnych miestach. Na Slovensku je množstvo horúcich prameňov a vrtov. Princíp čerpania geotermálnej energie je v tom, že do hĺbky pumpujeme vrtom studenú minerálnu vodu a druhým vrtom odčerpávame teplú minerálnu vodu smerom nahor. Časom po chvíľke čerpania tepla zo zeme teplota môže v okolí klesať. Z tohto dôvodu sa musí odsávať energia takou rýchlosťou, aby sa voda v okolí neochladzovala stále viac a viac. Nevýhodou tohto riešenia sú vysoké náklady na vyhotovenie vrtov. Zároveň sa musí prihliadať na zvýšené množstvo minerálov vo vode a zvýšené riziko vzniku korózie.
Veterná energia
Veterná energia je za posledných 10 rokov okrem zemného plynu najrýchlejšie rastúcim zdrojom energie v EÚ. Zvyčajne je turbína umiestnená v smere prevládajúcich vetrov s minimom prekážok v jej okolí. Malé veterné turbíny tiež možno využiť na prípravu teplej vody. Tieto zariadenia dodávajú jednosmerný prúd, ktorý využíva elektrická špirála umiestnená v zásobníku vody. Špirála vodu ohrieva, pričom zásobník tu funguje ako batéria skladujúca energiu.
Záver
Existuje mnoho zdrojov energie, ktoré sú obnoviteľné a považované za ekologické a využívajú prirodzené procesy.
Zdroj: http://web.sturovo.sk/mesto/tepel_energet/ek
Tieto zdroje energie poskytujú alternatívny „čistejší“ zdroj energie, čo pomáha negovať účinky určitých foriem znečistenia. Všetky tieto techniky výroby elektrickej energie možno opísať ako obnoviteľné, pretože nevyčerpávajú zdroj na vytvorenie energie. Hoci existuje veľa rozsiahlych projektov a výroby obnoviteľnej energie, obnoviteľné technológie sú vhodné aj na malé aplikácie mimo siete, niekedy vo vidieckych a odľahlých oblastiach, kde je energia často rozhodujúca pre ľudský rozvoj.
Ing. Miroslav Košičan, PhD., TU Košice, Stavebná fakulta, ÚTMS, Vysokoškolská 4, 040 01 Košice
e-mail: miroslav.kosican@tuke.sk
POĎAKOVANIE
Príspevok predstavuje čiastkový výstup riešenia projektu VEGA – 1/0828/17: Výskum a využitie znalostne orientovaných systémov pre potreby modelovania nákladových a ekonomických parametrov v informačnom modeli budov.
Literatúra a zdroje
[1] https://www.setri.sk/energeticky-certifikat-budovy/
[2] http://www.energium.sk/sk/Poradenstvo/Poskytovanie-energetickej-sluzby…
[4] https://www.google.com/search?sa=N&q=Tepelné+čerpadlá
[5] Okraglik, H. Sustainable housing: a case study of Australia’s first green home. http://www.rmit.edu.au/programs/sustainable(18/03/2005)
