Ekologiczne ogrzewanie

Ociepl dobrze swój dom, obniż koszt przygotowywania ciepłej wody użytkowej, wybieraj odnawialne źródła energii – takie wyzwania stawia nam świat.

I dodaje bonus: to się coraz bardziej opłaca! Przejście na energię odnawialną to wielka zmiana, która niesie ze sobą ogromne możliwości.

Przejście na energię odnawialną to wielka zmiana, ktora niesie za sobą ogromne możliwości.

W Polsce prąd produkuje się z węgla. Jego ceny będą rosły, bo normy ekologiczne podwyższą koszty jego produkcji. Przyszłość – chcemy czy nie – to paliwa odnawialne

Raporty dotyczące przyszłości świata podają rok, do którego powinien nastąpić przełom: 2025. Nobuo Tanaka, dyrektor z Międzynarodowej Agencji Energii (IEA), mówi o koniecznej rewolucji energetycznej. Gospodarka światowa ma się przestawić na źródła odnawialne, samochody ma napędzać inne paliwo niż ropa. Zmiana będzie kosztowna – ceny energii długo nie przestaną piąć się w górę. Trudno będzie spełnić warunki konieczne do tego, żeby ekologiczny biznes zaczął się opłacać, nie mówiąc o tym, żeby był tani.

Ale przełożenie zwrotnicy jest konieczne, i to bez oglądania się na skalę wydatków. Innego wyjścia nie ma... Jak właściciel domu może się na to przygotować? Bardzo skutecznie. Dom o wiele łatwiej niż samochód przystosuje się do nowych warunków. Są materiały i rozwiązania, które mogą przygotować dom na trudne czasy energetycznego i ekologicznego przesilenia. Po pierwsze, oczywiście... ocieplać. Zmniejszamy w ten sposób koszt ogrzewania wnętrza. Przez długie lata ten wydatek był najważniejszą pozycją w domowym budżecie. Po drugie, ograniczyć koszt przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Tu dobrym rozwiązaniem będzie kolektor słoneczny, bo czy może być czystsza energia niż ta pozyskana od słońca?! W tym miejscu wywodu włączają się oponenci. Argumentują: „To się nie opłaci. W Polsce jest za mało słońca, a czas zwrotu urządzeń jest zbyt długi”. Czy na pewno? W dobie kryzysu pojęcia „nakład” i „czas zwrotu” tracą swoją dawną siłę. Najważniejszą dającą się zmierzyć wartością staje się koszt użytkowania. Wygrywa ten, kto płaci niskie rachunki, a energia, którą zużywa, powstaje z jak najmniejszą szkodą dla środowiska. Co z tego, że ktoś zaoszczędził dwa lata temu na „nieopłacalnym” kolektorze, jeżeli teraz liczy straty gotówki ulokowanej w funduszach inwestycyjnych lub na giełdzie? Właściciel domu, który zainwestował w panele słoneczne, przez znaczną część roku cieszy się luksusem rzadko osiągalnym – ma gorącą wodę bez ograniczeń, a po kilku latach ma ją nawet za darmo. Czuje się też bezpieczny – komfort jego życia w mniejszym stopniu zależy od dostaw gazu i wysokości rachunku z elektrowni. Krzysztof Lis, specjalista z Instytutu Ochrony Środowiska, radzi: – Warto przygotować dom na bardzo drogą energię, nawet jeśli taki czas nie przyjdzie. Będzie drogo – jesteśmy przygotowani. Ceny pozostaną umiarkowane – nie stracimy... Co się zatem opłaca? Jeżeli stać Cię, by płacić przez lata wysokie rachunki za ogrzewanie, lepiej wydaj te pieniądze na budowę albo modernizację domu i stwórz taki, którego ogrzewanie nie będzie prawie nic kosztowało! Inwestując w urządzenia proekologiczne, przyczynisz się do ochrony naszej planety przed degradacją. W pewnym sensie pomożesz innym, zwłaszcza tym, którzy dopiero mają przyjść na świat i ponieść koszty działań poprzednich pokoleń. To chyba lepszy powód do dumy niż brak zainteresowania wysokością rachunków (bo Cię stać) albo ogrzewanie domu węglem w ramach źle rozumianej troski o niski koszt utrzymania domu.

Ogrzewanie – ekologiczny elementarz

Żeby urządzenia wykorzystujące energię odnawialną nie były za drogie i działały efektywnie, zapotrzebowanie na energię w domu nie może być duże. Stąd konieczność jak najlepszego jego ocieplenia.

Ocieplenie – broń podstawowa

Im więcej wełny mineralnej czy styropianu, tym lepiej, choć oczywiście trzeba zachować zdrowy rozsądek.

Grubość izolacji to niejedyny ważny parametr. Istotne są też właściwości termoizolacyjne użytego materiału. Informuje o tym współczynnik przewodzenia ciepła l – im niższy, tym lepiej. Najlepsze pod tym względem produkty mają l = 0,32 W/(m•K), ale są też takie, których l to aż (a raczej zaledwie) 0,42 W/(m•K). By ściana była równie dobrze ocieplona przy użyciu obydwu materiałów, warstwa tego drugiego musiałaby być aż o 8 cm grubsza od pierwszego.

Kupując okna, szczególnie te o dużej powierzchni, zwracajmy uwagę na współczynniki przenikania ciepła U szyb i ramy. Powinny być jak najmniejsze, najlepiej poniżej 1 W/(m2•K). Dlaczego warto maksymalnie ocieplić dom? Bo wtedy łatwo dobrać urządzenie grzewcze, które będzie ekologiczne. Mniejsza moc urządzeń przekłada się na zdecydowanie niższą cenę.

Izolujemy nasz dom, a na koniec warto zamówić usługę badania kamerą termowizyjną.

Wydatek 800-1200 zł przełoży się na znalezienie i poprawienie miejsc, przez które ucieka ciepło. Może się na przykład okazać, że balkon działa jak potężne chłodzące żeberko...

Kocioł na biomasę – na lokalne paliwo. Jeśli mieszkamy pod miastem, w pobliżu lasu, gdzie można kupić drewno, albo blisko zakładów przetwórczych, gdzie można dostać pestki, wybór ogrzewania kotłem na biomasę jest bardzo racjonalny. To nowoczesne urządzenia o sprawności przekraczającej 70%. Zrębki, pelety, drewno kawałkowane, ziarno, słoma – te materiały emitują tyle CO2, ile pozyskały w ciągu życia.

Atutem powinna być krótka droga biomasy od producenta do domu (mniejsze straty dla środowiska wynikające z transportu). Wady? Trzeba zaakceptować fakt, że kocioł na biomasę nie jest urządzeniem bezobsługowym. Najmniej obsługi wymaga kocioł na pelety – ładowanie raz, dwa razy w tygodniu. Potrzebne jest też miejsce na przechowywanie paliwa. Zrębków w ogóle nie da się przechować, bo zaczynają gnić, drewno zaś wymaga sezonowania. Opłacalność? Metr przestrzenny drewna (450 kg) kosztuje od 100 do 150 zł. W małym domu (130 m2 powierzchni) na sezon spala się około 20 m3 drewna, zatem roczny koszt ogrzania domu to 3 tys. zł. Tona peletów kosztuje około 700 zł. Na sezon potrzeba około 6 ton tego surowca.

Kolektory słoneczne – racja przyrody i użytkownika

Kolektory służą do ogrzewania wody za pomocą promieniowania słonecznego. Nie potrzebują do tego paliwa ani energii elektrycznej (poza niewielką ilością do napędu pompy obiegowej). Do funkcjonowania instalacji solarnej niezbędny jest zbiornik o pojemności kilkuset litrów. Słońce ogrzewa wodę tylko w ciągu dnia, dlatego musi on pełnić funkcję „akumulatora ciepła” umożliwiającego korzystanie z gorącej wody nie tylko wieczorem, ale także następnego dnia rano. Kolektory stosuje się do podgrzewania wody użytkowej, choć teoretycznie mogłyby zasilać także instalację centralnego ogrzewania. Tego się jednak nie praktykuje – żeby ogrzać niewielki dom jednorodzinny, potrzeba od 45 do 75 m2 powierzchni paneli. W dodatku zimą, kiedy ciepło jest najbardziej potrzebne, straty ciepła przez obudowy kolektorów są zbyt wielkie, a przy dużym zachmurzeniu i w nocy kolektory są bezużyteczne. Czy są opłacalne? Najszybciej, bo już po sześciu latach, zwrócą się, jeśli zastąpimy ciepłem słońca elektryczny podgrzewacz wody. Argumenty na korzyść? Dr Andrzej Wiszniewski z Narodowej Agencji Poszanowania Energii radzi, by kolektor pokrywał 30-35% zapotrzebowania na c.w.u. Dla czteroosobowej rodziny optymalny zestaw będzie miał powierzchnię 6 m2. Ważny jest zbiornik magazynujący ciepłą wodę – im większy, tym lepiej, minimum to 300 l. Atutem jest niezależność mieszkańców, przyjemność korzystania z nieograniczonej ilości ciepłej wody. Ważny jest też zysk dla środowiska – użytkujemy ciepłą wodę, której produkcja nie wiąże się z bezpośrednimi stratami w przyrodzie.

Pompa ciepła – pod szczególnym nadzorem

Można już uznać, że pompa ciepła jest jednym z powszechnie stosowanych urządzeń grzewczych. W Polsce instaluje się ich około 1000 rocznie, i to nie uwzględniając klimatyzatorów, których część również może pracować jako pompa. Najłatwiej i najtaniej jest zainstalować pompę ciepła czerpiącą ciepło z powietrza. Ma jednak wady – jej efektywność zależy od warunków atmosferycznych i jest niewielka zimą, gdy temperatura powietrza spada znacznie poniżej zera. Pompa nie pracuje wtedy ekonomicznie i musi ją wspomagać inne urządzenie. Najwięcej ciepła pompa może przepompować z wody gruntowej lub powierzchniowej, która ma stosunkowo wysoką i stabilną temperaturę przez całą zimę. Instalacje wykorzystujące wodę wymagają jednak kosztownej i dość kłopotliwej konserwacji i nie są polecane do obiektów o niewielkim zapotrzebowaniu na ciepło. W energooszczędnym domu jednorodzinnym nie warto ich stosować. W naszych warunkach najlepiej spisują się pompy czerpiące ciepło z gruntu. Na głębokości około 1,5 m jego temperatura wynosi zimą od 5 do 8°C. Układając w nim rury z tak zwanym czynnikiem roboczym przekazującym ciepło do pompy, można uzyskać trzy-cztery razy większą jego ilość od tej zużywanej przez pompę energii elektrycznej (to znaczy, że współczynnik efektywności pompy COP wynosi 3-4). 1 kWh ciepła dostarczanego przez pompę kosztuje około 12 gr. Dla porównania wytworzenie 1 kWh ciepła z gazu to koszt 23 gr. Pompa ciepła do energooszczędnego domu jednorodzinnego (o mocy grzewczej 6-10 kW) z zasobnikiem do przygotowywania ciepłej wody użytkowej to wydatek rzędu 20-35 tys. zł. Szacunkowo można przyjąć, że gruntowy wymiennik poziomy pompy kosztuje około 1300 zł za kilowat mocy grzewczej, a pionowy (umożliwiający uzyskanie wyższego COP) – 2000 zł/kW. Kiedy zastosowanie pompy będzie najbardziej efektywne? Gdy urządzenie będzie pełniło również funkcję klimatyzacji. I drugi warunek: moc pompy nie powinna przekraczać 50-80% maksymalnego (chwilowego) zapotrzebowania na ciepło. W ciągu roku i tak tylko 10% ciepła trzeba będzie dostarczyć z innego źródła – grzałki elektrycznej albo kominka.

Koszty instalacji grzewczej odpowiedniej dla domu jednorodzinnego o powierzchni ogrzewanej około 150 m2, dla czteroosobowej rodziny.

Rodzaj instalacji Koszt instalacji [tys. zł] Uwagi Przybliżonykoszt eksploatacji [zł/rok] Uzyskiwane oszczędności w stosunku do zasilania z sieci energetycznej [zł/rok]  Ogniwa  fotowoltaiczne około 50 instalacja o mocy 1 kW 0 600-1200  Turbiny wiatrowe około 20 instalacja o mocy 1 kW 0 300-1200  Ogniwo paliwowe około 20 szacowany koszt wytworzenia generatoraomocy 1 kW (na razie nieoferowane w handlu) nieznany nieznane  Rodzaj instalacji Koszt instalacji [tys. zł] Uwagi Przybliżony koszt eksploatacji [zł/rok] Uzyskiwane oszczędności  w stosunku do ogrzewania: a) elektrycznego (w taryfie G11) b) na gaz płynny c) na olej opałowy d) na gaz ziemny [zł/rok]    Gruntowa pompa ciepła (w taryfie G12 70-90 do domu ocieplonego zgodnie z wymaganiami technicznymi (zapotrzebowanie  na ciepło 22 000 kWh/rok) 1900 a) 7600 b) 7600 c) 4900 d) 3200  45-60 do domu energooszczędnego (zapotrzebowanie  na ciepło 10 000 kWh/rok) 900 a) 3400 b) 3400 c) 2200 d) 1400  Kolektory słoneczne 8-12 kolektory płaskie dostarczające około 1500 kWh/rok energii 70 a) 580 b) 580 c) 400 d) 280  15-25 kolektory rurowe próżniowe dostarczające około  2500 kWh/rok energii 120 a) 960 b) 960 c) 660 d) 460 

Wentylacja – ciepło odzyskane

Ogrzewanie domu jest związane z jego wentylacją. A to dlatego, że napływające do pomieszczeń zimne powietrze trzeba ogrzać. Jak dużo ciepła do tego potrzeba? Jeśli dom jest dobrze ocieplony, nawet drugie tyle co do pokrycia strat ciepła przenikającego przez przegrody (ściany, okna, dach i podłogę). Wniosek? W domu powinna się znaleźć instalacja, która zapewni skuteczną wentylację, pozwalając jednocześnie ograniczyć zapotrzebowanie na ciepło. Służy do tego popularne już urządzenie – rekuperator. Rezygnujemy z naturalnej wentylacji grawitacyjnej, w której powietrze z pomieszczeń jest wysysane przez podciśnienie w kominie. Decydujemy się na kontrolowanie tego procesu. Wentylatory i kanały rozprowadzają powietrze w potrzebnej ilości, a w wymienniku ciepła następuje wymiana. Ciepło z powietrza wywiewanego jest przekazywane do świeżego – nawiewanego. Zastosowanie systemu umożliwia zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania domu nawet o 30-40%, pod warunkiem że przegrody są dobrze ocieplone, a do tego dom jest szczelny. Świeże powietrze może dopływać z zewnątrz jedynie specjalnym przewodem do rekuperatora. Powietrze z łazienek, toalet, kuchni, garderób, czyli tych samych pomieszczeń, w których wykonuje się otwory wywiewne w systemie wentylacji grawitacyjnej, jest wyciągane przez wentylator do rekuperatora i dopiero po odzyskaniu z niego ciepła usuwane poza dom. Rekuperator z instalacją kosztuje od 10 do 15 tys. zł.

Własny prąd – same trudności

A może jeszcze prąd za darmo? Ze słońca? Hasło brzmi obiecująco, zwłaszcza po ostatnich podwyżkach cen. Od razu uprzedzamy, że jest to temat dla pasjonatów. Dlaczego? Bo mimo wysokich kosztów instalacji dostarczanej przez nią energii jest niewiele. Układy fotoogniw (ogniw fotowoltaicznych) zamieniają energię promieniowania słonecznego w elektryczną. Fotoogniwa wykorzystuje się do zasilania pojedynczych urządzeń, a także do zaopatrywania w energię elektryczną obiektów znacznie oddalonych od sieci energetycznej (systemy wolno stojące), a nawet do budowy elektrowni słonecznych o mocy rzędu wielu megawatów zasilających sieć energetyczną. Do efektywnego wykorzystywania prądu wytwarzanego z energii słonecznej jest potrzebna instalacja, która oprócz baterii słonecznych składa się z akumulatorów, regulatora sterującego procesem ich ładowania i rozładowania, regulatora napięcia, a jeśli zachodzi konieczność zmiany prądu stałego na przemienny, także przetwornicy częstotliwości. Jeżeli z tego wszystkiego zrezygnujemy, instalacja będzie znacznie prostsza i tańsza. Jednak zasilane z niej urządzenia będą funkcjonowały tylko wtedy, gdy do ogniw docierać będzie dostatecznie dużo światła. Dużą przeszkodą w rozpowszechnieniu tej niewątpliwie przyjaznej dla środowiska technologii (o ile przestrzega się norm ochrony środowiska przy produkcji ogniw) jest cena. Samo ogniwo fotowoltaiczne o mocy 130 W kosztuje około 5 tys. zł, zatem 100 tys. zł trzeba wydać na domową elektrownię słoneczną o mocy zaledwie 2,5 kW, i to bez akumulatorów! W dodatku powierzchnia fotoogniw o mocy 2,5 kW to około 20 m2, a więc pewnie nie każdy będzie miał na nie miejsce.

Turbiny wiatrowe – wiać od tego czy brać?

A może turbiny wiatrowe? Na dwóch trzecich powierzchni Polski są dobre warunki do ich pracy. Zasada działania jest prosta. Wirnik turbiny przekształca energię wiatru w energię mechaniczną, napędzając generator prądu (jak dynamo w starym rowerze). Problemy z konstrukcją takiej elektrowni wynikają z potrzeby uzyskania wysokiej sprawności urządzenia i umożliwienia jego funkcjonowania w jak najszerszym zakresie prędkości wiatru. Współczesne ogromne wiatraki są bardzo zaawansowane, jeśli chodzi o materiały używane do ich budowy i aerodynamikę, więc kosztują setki tysięcy złotych. Oczywiście trudno sobie wyobrazić takie urządzenie w indywidualnym gospodarstwie domowym. Przydomowe turbiny są znacznie mniejsze. Ich wirniki mają średnicę od 1 do 4 m, a moc wynosi od 100 do 1000 W. W sprzyjających warunkach są w stanie dostarczyć około 3 kWh energii na dobę. Minimalna prędkość wiatru, przy której turbina może zacząć działać, to 2,5 m/s, ale do osiągnięcia mocy nominalnej potrzeba prędkości około 10 m/s. Przydomowa elektrownia wiatrowa o mocy kilkuset watów kosztuje od 7 do 15 tys. zł. Żeby wytwarzanej przez nią energii wystarczyło do zasilania wszystkich domowych urządzeń, należałoby zainstalować co najmniej kilka turbin. Kolejna trudność to fakt, że turbiny wiatrowe, podobnie jak fotoogniwa, nie gwarantują stałego zaopatrzenia w energię. Zdolność wytwórcza turbin jest szacowana na 25%, to znaczy, że gdy wiatr wieje optymalnie (zgodnie z danymi statystycznymi), można liczyć, że na 100 dni elektrownia wiatrowa będzie wytwarzać prąd przez 25. Zarówno turbinę wiatrową, jak i baterie słoneczne należy zatem traktować jako elementy systemu złożonego także z innych źródeł energii, i to już raczej konwencjonalnej, przyczyniające się jedynie do obniżenia kosztów eksploatacji urządzeń elektrycznych. A jeśli ktoś lubi eksperymenty? Może spróbować stworzyć system hybrydowy złożony z turbin wiatrowych, ogniw fotowoltaicznych i spalinowego generatora prądu. Taka kombinacja jest już w stanie zapewnić ciągłość zasilania w energię elektryczną. Jej koszt? Chyba lepiej nie mówić...

Przyszłość to układy mieszane

Nadzieja na oszczędzanie środowiska to kogeneracja – jednoczesne wytwarzanie prądu i ciepła. A póki co, specjaliści z branży grzewczej namawiają do zastosowania w domu kilku urządzeń grzewczych. Łączenie funkcji pompy ciepła z klimatyzacją, ogrzewanie gazowe i kolektor słoneczny, ogrzewanie elektryczne i kominek albo kocioł na biomasę – to polecane rozwiązania. Inwestor zyskuje bezpieczeństwo – może sezonowo korzystać ze słońca, z taniej biomasy, a w najtrudniejszych okresach z paliwa droższego. Znów na dalszy plan schodzi pytanie o koszt inwestycji – liczą się rachunki za ogrzewanie, poczucie bezpieczeństwa i komfort mieszkańców. Jeszcze raz namawiamy: nie myślmy tylko o kosztach. Ile to rzeczy, które nie muszą się zwrócić, montuje człowiek w domu! Jest na czym zaoszczędzić. I jeszcze: w tle naszych działań powinien być zawsze zysk najważniejszy – dobro przyrody.

Materiał pochodzo z serwisu: www.ekooszczedni.pl