Hibridni sistemi

Nesluten razvoj solarne tehnologije nam omogoča vedno nove tehnične rešitve za sisteme ogrevanja objektov, pripravo sanitarne vode in preskrbo z električno energijo.


Nesluten razvoj solarne tehnologije nam omogoča vedno nove tehnične rešitve za sisteme ogrevanja objektov, pripravo sanitarne vode in preskrbo z električno energijo.


Image

Slika 1

Količina sončne energije v zimskih dneh pa je lahko problematična, zato se zaenkrat sisteme za ogrevanje s soncem še vedno povezuje z obstoječim ogrevalnim sistemom, ki zagotavlja ogrevanje tudi tedaj, ko ni na voljo dovolj sončnega sevanja. Najbolj okoljevarstveno osveščeni bodo kmalu začeli stremeti po energijsko varčnih gradnjah, ki bodo popolnoma neodvisne od javnega električnega omrežja in fosilnih goriv, zaenkrat pa pri novogradnjah v Sloveniji tega trenda še ni moč zaznati.

 

Učinkovito izrabljanje sončne energije je odvisno od količine sončnega sevanja, na katero vplivajo predvsem geografski dejavniki (relief, vreme, letni čas …), energijska učinkovitost solarnega sistema pa je tesno povezana tudi s samo kakovostjo sončnih kolektorjev in solarnih modulov. Sončno energijo lahko izkoriščamo na več načinov:

 

1) Pasivno

 

•    z rabo primernih gradbenih elementov (energijsko varčna okna, sončne stene, stekleniki ipd.) za ogrevanje stavb, osvetljevanje in prezračevanje prostorov

 

2) Aktivno

 

•    s sončnimi kolektorji za pripravo tople vode in ogrevanje prostorov

 

•    s sončnimi celicami za pridobivanje električne energije – fotovoltaika.

 

Aktivno izkoriščanje obnovljivih virov energije
Hibridni sistem za izkoriščanje dveh ali več obnovljivih virov energije omogoča celostno oskrbo samostojnega objekta z elektriko, toploto ali obojim hkrati. Poudarek je torej na kombinaciji različnih tehnologij za zadovoljevanje potreb po energentih, s čimer lahko v celoti rešimo problem nepretrgane razpoložljivosti obnovljivih virov energije (npr. ob daljšem oblačnem obdobju, pomanjkanju vetra itd.). S kombinirano izrabo energije sonca, vetra, biomase ali tekočih voda lahko pri ustreznih meteoroloških pogojih in primerno dimenzioniranem sistemu energijske potrebe zagotovimo skoraj v celoti.

Primer  hibridnega sistema
1) Izkoriščanje solarne energije

 

Image

Slika 2

Za ogrevanje prostorov in pripravo tople vode je pomembna pravilna nastavitev solarnega sistema in visoka zmogljivost sončnega kolektorja. Cevni vakuumski kolektorji so sicer nekoliko dražji, vendar pa vodo zaradi vakuuma kot izolatorja segrejejo mnogo hitreje tudi v neugodnih razmerah in pri zunanji temperaturi krepko pod nič stopinj Celzija. Tudi pri difuzni svetlobi je izkoristek vakuumskega kolektorja od 40 do 80 odstotkov, odvisno od letnega časa.

 

Električno energijo pridobivamo iz sonca s pretvorbo svetlobe v električno energijo. Sistem pridobivanja elektrike iz tega naslova je razumljiv in upravičen. Problem nastane le pri akumuliranju energije in dimenzioniranju samega sistema, ki mora dolgoročno upravičiti začetno investicijo.

 

Sončne celice proizvajajo enosmerno (DC) napetost, kakršna je tudi v baterijah. Ker pa večina električnih naprav zahteva 230 V izmenične (AC) napetosti, jo je potrebno z DC-AC pretvorniki spremeniti v izmenično. Velikost in cena pretvornikov (inverterjev) je odvisna od moči in kakovosti. Za napajanje žarnic ali črpalk so dovolj dobri razsmerniki pravokotne napetosti (modificiran sinus), za napajanje naprav, kot so TV, HiFi, hladilniki in računalniki, pa potrebujemo sinusne pretvornike (čisti sinus).
Pri samostojnih (otočnih) sistemih pridobivanja elektrike iz sonca morajo biti le ti dimenzionirani tako, da je shranjene energije dovolj za napajanje naprav tudi ponoči in v oblačnih dneh, ko je na voljo manj sonca. Za dimenzioniranje sistema moramo vedeti moč in interval (čas) porabe električne energije. 

 

2) Pomoč pri dogrevanju: peč na biomaso ali kamin

Za ogrevanje se lahko poleg solarne energije koristi tudi peč na trda goriva (biomasa) ali kamin, ki z dobrimi izkoristki tudi v neugodnih meteoroloških razmerah pomaga dogrevati prostor. Biomaso predstavljajo les, trave, energetske rastline, rastlinska olja ipd., z njo pa v prvi vrsti pridobivamo toploto, ki jo nato lahko uporabimo za ogrevanje ali pa tudi za proizvodnjo električne energije. Peč na trda goriva (biomasa) ali kamin, ki vsebuje toplotni izmenjevalec, povežemo na zalogovnik (hranilnik toplote)  preko cevnega izmenjevalca, s čimer presežek toplote akumuliramo in s tem maksimalno izkoristimo sistem dogrevanja. 

 

Hibridni sistemi omogočajo fleksibilne rešitve za oskrbo z energijo in prispevajo k zagotavljanju trajnostnega razvoja. V Sloveniji so zaenkrat še v razvojni fazi, na določenih objektih pa že v fazi testiranja.  Investicija na dolgi rok je ekonomsko opravičljiva, iz vidika varovanja okolja pa neizogibna.

 

V razmislek: V Evropi imajo v nekaterih državah zakonsko predpisano ogrevanje sanitarne vode s sončno energijo. •

slika 1: Vakuumski kolektorji. 

slika 2: Demonstracija delovanja sončnih kolektorjev in fotovoltaike. 

 
 

 

Več iz teme:

POVEZANI ČLANKI