AUDYTING I CERTYFIKACJA ENERGETYCZNA BUDYNKÓW
Transkrypt
AUDYTING I CERTYFIKACJA ENERGETYCZNA BUDYNKÓW
OBLICZENIE EFEKTU EKOLOGICZNEGO W WYNIKU PLANOWANEGO ZASTOSOWANIA KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH WRAZ Z INSTALACJĄ SOLARNĄ WSPOMAGAJĄCYCH PRZYGOTOWANIE CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ W BUDYNKACH MIESZKALNYCH JEDNORODZINNYCH NA TERENIE GMINY KROŚNIEWICE. Dotyczy projektu: "WYKORZYSTANIE ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ POPRZEZ POWSZECHNĄ INSTALACJĘ KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH ORAZ BUDOWĘ KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ JAKO WSPARCIE DZIAŁAŃ DLA OCHRONY ŚRODOWISKA W GMINIE KROŚNIEWICE" ETAP II - INSTALACJA KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH Opracował: Maciej Majak czerwiec 2010 r. EFEKT EKOLOGICZNY DLA PROGRAMU "WYKORZYSTANIE ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ POPRZEZ POWSZECHNĄ INSTALACJĘ KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH ORAZ BUDOWĘ KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ JAKO WSPARCIE DZIAŁAŃ DLA OCHRONY ŚRODOWISKA W GMINIE KROŚNIEWICE" Spis treści opracowania: 1. Przedmiot i cel opracowania 2. Podstawa opracowania 3. Dane wyjściowe 4. Założenia 5. Obliczenia 6. Zbiorcze wyniki obliczeń oraz wnioski Strona 2 z 11 EFEKT EKOLOGICZNY DLA PROGRAMU "WYKORZYSTANIE ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ POPRZEZ POWSZECHNĄ INSTALACJĘ KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH ORAZ BUDOWĘ KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ JAKO WSPARCIE DZIAŁAŃ DLA OCHRONY ŚRODOWISKA W GMINIE KROŚNIEWICE" 1. Przedmiot i cel opracowania. Przedmiotem opracowania jest obliczenie efektu ekologicznego w wyniku planowanego zastosowania kolektorów słonecznych wraz z instalacją solarną do przygotowania ciepłej wody użytkowej w budynkach mieszkalnych jednorodzinnych na terenie gminy Krośniewice. Celem niniejszego opracowania jest wykazanie efektu ekologicznego w zakresie niezbędnym do złożenia wniosku o dofinansowanie projektu w ramach Osi priorytetowej II Ochrona Środowiska, zapobieganie zagrożeniom i energetyka, Działanie II.9 Odnawialne źródła energii, Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Łódzkiego na lata 20072013. Dokumentacja ma na celu uzyskanie funduszy na wykonania modernizacji instalacji ciepłej wody użytkowej (montaż instalacji kolektorów słonecznych). 2. Podstawa opracowania. Podstawę niniejszego opracowania stanowi umowa z Gminą Krośniewice, nr 88a/AO/KR/2009 z dnia 09.06.2010 r. 3. Dane wyjściowe. Stan istniejący Podział budynków ze względu na proponowaną wielkość instalacji solarnej: Do 4 mieszkańców włącznie – 195 budynków; Powyżej 4 mieszkańców – 240 budynków. Sumaryczna ilość mieszkańców – 1956 osób. Źródło ciepłej wody – paliwo - wg poniższego zestawienia: Rodzaj medium Węgiel / Eko-groszek 429 1 Ilość budynków Olej 6 Stan projektowany: PAKIET I – dla budynków jednorodzinnych zamieszkałych przez rodzinę maksymalnie 4-osobową: kolektor próżniowy o 1 w tym powierzchni absorbera 3,07 m2 wraz z pojemnościowym 25 budynków opalanych eko-groszkiem Strona 3 z 11 EFEKT EKOLOGICZNY DLA PROGRAMU "WYKORZYSTANIE ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ POPRZEZ POWSZECHNĄ INSTALACJĘ KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH ORAZ BUDOWĘ KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ JAKO WSPARCIE DZIAŁAŃ DLA OCHRONY ŚRODOWISKA W GMINIE KROŚNIEWICE" podgrzewaczem ciepłej wody użytkowej o pojemności 300l, naczyniem solarnym, rozdzielaczem, pompą solarną, regulatorem solarnym, zestawem montażowym do dachu PAKIET II – dla budynków jednorodzinnych zamieszkałych przez rodzinę powyżej 4osobową: kolektor próżniowy o łącznej powierzchni absorbera 4,0 m2 (2x2,05m2) wraz z pojemnościowym podgrzewaczem ciepłej wody użytkowej o pojemności 500l, naczyniem solarnym, rozdzielaczem, pompą solarną, regulatorem solarnym, zestawem montażowym do dachu. Informacja na temat kolektorów: - stopień pokrycia zapotrzebowania ciepła na przygotowanie c.w.u. – min. 42,0 %, - sprawność systemu solarnego – min. 55,0 %. 4. Założenia. Ilość ciepłej wody przypadającej na jednego mieszkańca przyjęto wg Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich charakterystyki energetycznej (Dz. U. Nr 201, poz. 1240). Czas użytkowania w ciągu roku wynosi 329 dni. Ciepła woda użytkowa podgrzewana będzie o 45 K Zgodnie z warunkami technicznymi jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U.2002.75.690 z późn. zm.) należy zapewnić podgrzew ciepłej wody użytkowej do temperatury min. 55 C. Zakładane wypadkowe roczne pokrycie zapotrzebowania na c.w.u. przez kolektory słoneczne przyjęto na poziomie 45%. Procentowy udział poszczególnych rodzajów źródeł ciepła na dany rodzaj paliwa wraz z wypadkowymi wartościami sprawności przyjęto wg tabel obliczeniowych z poz. 5. Wypadkową sprawność wewnętrznej instalacji c.w.u. stanowi suma iloczynu 75% ogółu instalacji o sprawności eta=0,8 (izolowane przewody bez cyrkulacji) oraz 25% instalacji c.w.u. o sprawności eta=0,7 (izolowane przewody z cyrkulacją). Analogicznie, jako najczęstszy przypadek sprawności zasobnika c.w.u. przyjęto sumę iloczynu 30% ogółu zasobników w systemie wg standardu budynku niskoenergetycznego o sprawności eta=0,86 oraz 70% zasobników o standardzie z lat 1995-2000 o sprawności eta=0,74. Wartości opałowe paliw, jak również wskaźniki emisji substancji wprowadzanych do atmosfery podczas energetycznych procesów spalania paliw przyjęto zgodnie z tabelami z poz. 5. Strona 4 z 11 EFEKT EKOLOGICZNY DLA PROGRAMU "WYKORZYSTANIE ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ POPRZEZ POWSZECHNĄ INSTALACJĘ KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH ORAZ BUDOWĘ KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ JAKO WSPARCIE DZIAŁAŃ DLA OCHRONY ŚRODOWISKA W GMINIE KROŚNIEWICE" 5. Obliczenia. Tab.1. Obliczeniowe zapotrzebowanie energii dla c.w.u. Ilość mieszkańców Zużycie wody Czas użytkowania w roku Zużycie wody Różnica temperatur wody ciepłej i zimnej Mk dm3/Mkd d dm3/d °C kW GJ/rok kWh/rok kWh/doba 1956 35 329 68 460 45 149,40 4 246,78 1 179 662,40 3 585, Obliczeniowe zapotrzebowanie energii dla przygotowania c.w.u. Tab.2. Obliczeniowe zapotrzebowanie energii w rozbiciu na źródło ciepła Rodzaj medium Węgiel Olej opałowy Łącznie Ilość budynków 429 6 435 4 188,20 58,58 4246,78 Zapotrzebowanie roczne netto GJ/rok stan istniejący Strona 5 z 11 EFEKT EKOLOGICZNY DLA PROGRAMU "WYKORZYSTANIE ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ POPRZEZ POWSZECHNĄ INSTALACJĘ KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH ORAZ BUDOWĘ KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ JAKO WSPARCIE DZIAŁAŃ DLA OCHRONY ŚRODOWISKA W GMINIE KROŚNIEWICE" Tab. 3. Analiza energetyczna obiektów zasilanych z węgla kamiennego WĘGIEL KAMIENNY Stan przed termomodernizacją Kotły - węgiel Kotły dwufunkcyjne Kotły niskotemperaturowe do 50 kW Kotły starszego typu SUMA Udział 50% 35% 15% Zapotrzebowani Sprawność Sprawność Sprawność Zapotrzebowanie e netto GJ/rok źródła ciepła instalacji zasobnika brutto GJ/rok [węgiel] 2094,10 1465,87 628,23 4188,20 0,75 0,90 0,70 0,775 0,775 0,775 0,776 0,776 0,74 4 642,72 2 708,25 1 564,90 8915,87 Zużycie węgla Mg/rok o wartości opałowej 27000 kJ/kg 330,22 Stan po termomodernizacji Kotły - węgiel Kotły dwufunkcyjne Kotły niskotemperaturowe do 50 kW Kotły starszego typu Kolektory słoneczne EFEKT EKOLOGICZNY Sprawność Sprawność Sprawność Zapotrzebowanie źródła ciepła instalacji zasobnika brutto GJ/rok [węgiel] 0,82 0,775 Strona 6 z 11 0,86 Zużycie węgla Mg/rok o wartości opałowej 27000 kJ/kg 4903,73 181,62 4012,14 4012,14 0 148,60 EFEKT EKOLOGICZNY DLA PROGRAMU "WYKORZYSTANIE ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ POPRZEZ POWSZECHNĄ INSTALACJĘ KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH ORAZ BUDOWĘ KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ JAKO WSPARCIE DZIAŁAŃ DLA OCHRONY ŚRODOWISKA W GMINIE KROŚNIEWICE" Tab. 4. Wskaźniki unosu – węgiel kamienny Wskaźnik unosu 45,000 2 000,000 1,500 1,000 16,000 0,050 0,014 Dla węgla Kco Kco2 Kpyłu KNO2 KSO2 Ksadzy KB-a-P Zawartość siarki 0,7 Zawartość części palnych w pyle 5 Zawartość popiołu 7 [kg/Mg] [kg/Mg] [kg/Mg] [kg/Mg] [kg/Mg] [kg/Mg] [kg/Mg] [%] [%] [%] Tab. 5. Emisja zanieczyszczeń – węgiel kamienny Węgiel kamienny CO CO2 pył NO2 SO2 sadza B-a-P Emisja przed Emisja po termomodernizacją [kg/rok] termomodernizacji [kg/rok] 14 859,90 660 440,00 3 649,80 330,22 3 698,46 115,58 4,62 Strona 7 z 11 8 172,90 363 240,00 2 007,38 181,62 2 034,14 63,57 2,54 Efekt ekologiczny redukcja emisji [kg/rok] 6 687,00 297 200,00 1 642,42 148,60 1 664,32 52,01 2,08 EFEKT EKOLOGICZNY DLA PROGRAMU "WYKORZYSTANIE ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ POPRZEZ POWSZECHNĄ INSTALACJĘ KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH ORAZ BUDOWĘ KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ JAKO WSPARCIE DZIAŁAŃ DLA OCHRONY ŚRODOWISKA W GMINIE KROŚNIEWICE" Tab. 6. Analiza energetyczna obiektów zasilanych z oleju opałowego OLEJ OPAŁOWY Stan przed termomodernizacją Kotły - olej opałowy Kotły dwufunkcyjne Kotły niskotemperaturowe do 50 kW Kotły starszego typu SUMA udział 40% 10% 50% Zapotrzebowanie netto GJ/rok 0,75 0,90 0,85 23,43 5,86 29,29 58,58 Zapotrzebowanie netto GJ/rok Kotły - olej opałowy Kotły dwufunkcyjne Kotły niskotemperaturowe do 50 kW Kotły starszego typu Kolektory słoneczne EFEKT EKOLOGICZNY Sprawność Sprawność Sprawność źródła instalacji zasobnika ciepła 0,775 0,775 0,775 0,776 0,776 0,776 Sprawność Sprawność Sprawność źródła instalacji zasobnika ciepła 0,82 0,775 Strona 8 z 11 Zapotrzebowanie Zużycie oleju Mg/rok o brutto GJ/rok [olej] wartości opałowej 42000 kJ/kg 0,86 51,95 10,83 57,30 120,08 2,86 Zapotrzebowanie Zużycie oleju Mg/rok o brutto GJ/rok [olej] wartości opałowej 42000 kJ/kg 66,04 1,57 54,04 54,04 0 1,29 EFEKT EKOLOGICZNY DLA PROGRAMU "WYKORZYSTANIE ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ POPRZEZ POWSZECHNĄ INSTALACJĘ KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH ORAZ BUDOWĘ KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ JAKO WSPARCIE DZIAŁAŃ DLA OCHRONY ŚRODOWISKA W GMINIE KROŚNIEWICE" Tab. 7. Wskaźniki unosu – olej opałowy Wskaźnik unosu 0,600 1 650,000 1,800 5,000 19,000 850,000 zawartość siarki Dla oleju opałowego [kg/m3] [kg/m3] [kg/m3] [kg/m3] [kg/m3] [kg/m3] [%] KCO KCO2 Kpyłu KNO2 KSO2 gęstość oleju 0,3 Tab. 8. Emisja zanieczyszczeń – olej opałowy Olej opałowy Emisja przed Emisja po termomodernizacją [kg/rok] termomodernizacji [kg/rok] 2,02 1,11 5 551,76 3 047,65 6,06 3,32 16,82 9,24 19,18 10,53 CO CO2 pył NO2 SO2 6. Efekt ekologiczny redukcja emisji [kg/rok] 0,91 2 504,11 2,74 7,58 8,65 Zbiorcze wyniki obliczeń oraz wnioski Tab. 9. Zbiorcze zestawienie wyników obliczeń Węgiel Rodzaj medium Ilość budynków Zapotrzebowanie roczne netto GJ/rok stan istniejący Zapotrzebowanie roczne brutto GJ/rok stan istniejący Olej opałowy Łącznie 429 6 435 4 188,20 58,58 4246,78 8 915,87 120,08 9 035,95 4 903,73 66,04 4969,77 148,60 1,29 -------------- 4 012,14 54,04 4066,18 45% 45% 45% Zapotrzebowanie roczne brutto GJ/rok stan docelowy Zaoszczędzone paliwo Mg/rok / Nm3/rok Efekt ekologiczny GJ/rok Efekt ekologiczny GJ/rok [%] Strona 9 z 11 EFEKT EKOLOGICZNY DLA PROGRAMU "WYKORZYSTANIE ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ POPRZEZ POWSZECHNĄ INSTALACJĘ KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH ORAZ BUDOWĘ KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ JAKO WSPARCIE DZIAŁAŃ DLA OCHRONY ŚRODOWISKA W GMINIE KROŚNIEWICE" 6 687,00 0,91 6 687,91 297 200,00 2 504,11 299 704,11 1 642,42 2,74 1 645,16 148,60 7,58 156,18 1 664,32 8,65 1 672,97 52,01 0,00 52,01 2,08 0,00 2,08 Efekt ekologiczny - zmniejszenie emisji CO [kg/rok] Efekt ekologiczny - zmniejszenie emisji CO2 [kg/rok] Efekt ekologiczny - zmniejszenie emisji pyłu [kg/rok] Efekt ekologiczny - zmniejszenie emisji NO2 [kg/rok] Efekt ekologiczny - zmniejszenie emisji SO2 [kg/rok] Efekt ekologiczny - zmniejszenie emisji sadzy [kg/rok] Efekt ekologiczny - zmniejszenie emisji B-a-P [kg/rok] Tab. 10. Sumaryczne emisje zanieczyszczeń w stanie pierwotnym i docelowym Zanieczyszczenie Emisja w stanie pierwotnym kg/rok Emisja w stanie docelowym kg/rok 14 861,92 665 991,76 3 655,86 347,04 3 717,64 115,58 4,62 CO CO2 pył NO2 SO2 sadza B-a-P 8 174,01 366 287,65 2 010,70 190,86 2 044,67 63,57 2,54 Redukcja emisji - efekt ekologiczny kg/rok 6 687,91 299 704,11 1 645,16 156,18 1 672,97 52,01 2,08 Tab. 11. Sumaryczne równoważne emisje zanieczyszczeń w stanie pierwotnym i docelowym Zanieczyszczenie Współczynnik Emisja równoważna – toksyczności stan pierwotny kg/rok pyły NO2 SO2 sadza B-a-P SUMA 0,75 0,75 1 3,75 30 000 Emisja równoważna – stan docelowy kg/rok 2 741,90 260,28 3 717,64 433,43 138 600,00 145 753,25 Strona 10 z 11 1 508,03 143,15 2 044,67 238,39 76 200,00 80 134,24 Efekt ekologiczny - redukcja równoważnej emisji zanieczyszczeń kg/rok 1 233,87 117,13 1 672,97 195,04 62 400,00 65 619,01 EFEKT EKOLOGICZNY DLA PROGRAMU "WYKORZYSTANIE ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ POPRZEZ POWSZECHNĄ INSTALACJĘ KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH ORAZ BUDOWĘ KOMPLEKSOWEJ KOTŁOWNI NA BIOMASĘ JAKO WSPARCIE DZIAŁAŃ DLA OCHRONY ŚRODOWISKA W GMINIE KROŚNIEWICE" Efekt ekologiczny - redukcja równoważnej emisji zanieczyszczeń 145 753,25 160 000,00 140 000,00 80 134,24 120 000,00 65 619,01 100 000,00 kg/rok 80 000,00 60 000,00 Stan istniejący Stan docelowy Efekt ekologiczny 40 000,00 20 000,00 0,00 1 Energetyczny efekt ekologiczny 9035,95 10000,00 9000,00 8000,00 4969,77 7000,00 4066,18 6000,00 GJ/rok 5000,00 4000,00 Stan istniejący Stan docelowy Efekt ekologiczny 3000,00 2000,00 1000,00 0,00 1 W wyniku montażu kolektorów słonecznych wraz z instalacją solarną wspomagającą przygotowanie ciepłej wody użytkowej nastąpi około 45% zmniejszenie zapotrzebowania energii do podgrzania ciepłej wody użytkowej w ujęciu rocznym co przełoży się na sumaryczne ograniczenie około 309 920 kg rocznie substancji emitowanych do atmosfery (z czego 96,7% to CO2). Nastąpi przy tym zmniejszenie zapotrzebowania na olej opałowy w ilości 1,29 Mg rocznie oraz węgiel kamienny w ilości 148,6 Mg rocznie. Zaoszczędzona ilość energii to 4 066 GJ rocznie. Na podstawie powyższych tabel można stwierdzić, iż planowana inwestycja jest uzasadniona ekologicznie. Strona 11 z 11