Energia odnawialna

Odchodzenie od paliw kopalnych we współczesnej energetyce stało się globalnym trendem, ze względu na coraz wyższą świadomość ekologiczną.

Odnawialne źródła energii (OZE) przyczyniają się do poprawy stanu środowiska oraz przynoszą wymierne efekty ekonomiczne.

Do OZE zaliczamy takie źródła energii jak: wiatr, woda, promienie słoneczne czy biomasa, a także energia jądrowa w zamkniętym cyklu paliwowym. Największym źródłem odnawialnym, jakim dysponuje ludzkość, jest energia słoneczna. Do Ziemi dociera aż 86 petawatów mocy. Jest to 5000 razy więcej niż na dziś wynosi zapotrzebowanie świata.

W urządzeniach wykorzystujących naturalne źródła energii, jak na przykład pompy ciepła czy instalacje z kolektorami słonecznymi, pracują płytowe lutowane wymienniki ciepła oraz wymienniki typu JAD.

Kolektory słoneczne

Kolektory słoneczne zwane potocznie solarami są najczęściej spotykaną metodą wykorzystania energii słonecznej. System składa się m.in. z kolektorów słonecznych, zasobników pojemnościowych, wymienników ciepła i regulatorów. Instalacja solarna to nie tylko sposób na ogrzewanie domu, ale również na podgrzewanie ciepłej wody użytkowej.

Kolektor słoneczny pochłania światło za pomocą absorbera, podgrzewając glikol propylenowy, który staje się nośnikiem ciepła. Następnie pompa obiegowa tłoczy płyn do wymiennika ciepła w zasobniku. Energia cieplna jest przenoszona do wody w zasobniku. Jeżeli promienie słoneczne nie wystarczają do podgrzewania wody, jest ona dogrzewana z użyciem konwencjonalnej instalacji grzewczej.

Nowoczesne systemy solarne działają efektywnie o każdej porze roku. Korzystanie z nich nie powoduje emisji CO2 i szkodliwych spalin do atmosfery. System można również podłączyć do istniejącej instalacji. Inwestycja w system solarny może zwrócić się w przeciągu kilku lat. Użytkownik otrzyma dodatkowe źródło ciepła, które nie zastąpi całkowicie instalacji, ale może znacznie zredukować koszty.

Pompy ciepła

Istota działania pompy ciepła polega na wykorzystaniu energii cieplnej pobieranej ze środowiska naturalnego (dolne źródło ciepła) do ogrzewania i produkcji ciepłej wody użytkowej (górne źródło ciepła). Proces ten przebiega za pośrednictwem obiegu chłodniczego, w którym zachodzi proces sprężania i rozprężania czynnika roboczego. Parownik i skraplacz stanowiące, obok sprężarki i zaworu rozprężnego, główne elementy obiegu, utylizują wytworzoną energię w obiegach pośrednich. Praca sprężarkowej pompy ciepła może opierać się na wykorzystaniu zasobów energii naturalnej, której źródłem są: grunt, powietrze atmosferyczne, wody powierzchniowe lub podziemne.

Pompy ciepła są coraz częściej wykorzystywane w nowoczesnym energooszczędnym budownictwie. Są zautomatyzowane, bezobsługowe i ekonomiczne. Dzięki odpowiednio zainstalowanej pompie ciepła rachunki za ogrzewanie w domu będą znacząco niższe w porównaniu z tradycyjnymi systemami, a nakłady poniesione na inwestycje szybko się zwrócą.

Geotermia

Energia geotermalna zaliczana jest do odnawialnych źródeł energii. Pochodzi ze skał, wody lub gruntu. Może być pobierana za pomocą gruntowych pomp ciepła lub za pomocą głębiej położonych warstw wodonośnych z gorącą wodą. Możliwe jest również wykorzystanie energii cieplnej skał, do których wtłaczana jest chłodna woda i po nagrzaniu odbierana gorąca. Na głębokości od 15 do 18 m temperatura gruntu pozostaje stała przez cały rok. Gdy zejdziemy głębiej temperatura wzrośnie średnio o 3°C co 100 metrów.
Obecnie energię geotermalną wykorzystuje się w kilkudziesięciu krajach. Jest ona najistotniejszym źródłem energii w Islandii i na Filipinach. Instalacja ogrzewania i chłodzenia przy wykorzystaniu pompy ciepła jest przyjazną i oszczędną technologią grzewczą.

Odbiór energii z gruntu

Pompy gruntowe to urządzenia, które można wykorzystać do ogrzania pomieszczeń jak i do przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz do chłodzenia. Podczas chłodzenia grunt jest regenerowany w sztuczny sposób. Nadwyżka ciepła zostaje odprowadzona na zewnątrz budynku i magazynowana w gruncie. Dzięki aktywnej regeneracji gruntu następuje zwiększenie efektywności pompy ciepła.

Odbiór energii z wód geotermalnych

Ponieważ wody geotermalne często zawierają cząstki stałe i chemikalia ważny jest odpowiedni dobór wymienników ciepła. Wymiennik musi być odporny na agresywne media oraz charakteryzować się wysoką wydajnością.

Wyróżnia się trzy podstawowe układy odbioru energii z wód geotermalnych.

  • układ monowalentny – to samowystarczalny układ, produkujący energię cieplną przez instalację geotermalną. Rozwiązanie to znajduje zastosowanie w warunkach wysokich temperatur. System monowalentny wykorzystywany jest również przy zastosowaniu układu kaskadowego,
  • układ biwalentny – to układ, w którym produkcja ciepła wspomagana jest przez urządzenia konwencjonalne podczas największego zapotrzebowania przez odbiorców. Układ wymaga zainstalowania dodatkowego źródła ciepła, co podnosi koszty inwestycji,
  • układ kombinowany – produkcja ciepła następuje równocześnie w instalacji geotermalnej oraz w urządzeniach zainstalowanych w tradycyjnej kotłowni.