Ekspert Funduszy Unii Europejskiej na lata 2014 - 2020

energia_odnawialna


Korzyści finansowe

Nieustający wzrost kosztów energii to efekt stopniowego wyczerpywania się światowych zasobów gazu i ropy naftowej. Według raportu Greenpeace „koszt pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych będzie 10 razy niższy niż tzw. scenariusz ‘business as usual’ czyli przyszłość energetyczna oparta na paliwach”. Raport dowodzi, że zainwestowanie w odnawialne źródła energii będzie 10 razy tańsze niż dalsza produkcja energii w oparciu o paliwa kopalne. Ten pierwszy scenariusz pozwoliłby zaoszczędzić w skali świata 180 miliardów dolarów rocznie i zredukować emisję CO2 powstającą przy produkcji energii elektrycznej o 50 % do 2030 roku przy utrzymaniu wzrostu gospodarczego.

Opłacalność dotycząca zainstalowania kolektorów słonecznych jest zależna od wielu aspektów, m. ni położenia budynku na terenie Polski (nasłonecznienia), dostępu do konwencjonalnych źródeł energii, zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową oraz konfiguracji instalacji solarnej z instalacją centralnego ogrzewania.


Korzyści płynące z zastosowania instalacji kolektorów słonecznych do podgrzewania wody użytkowej

Istnieje wiele czynników od których zależy opłacalność przedsięwzięcia związanego z zainstalowaniem systemu solarnego do podgrzewania wody użytkowej, m. in jest to:

1) Rodzaj nośnika energii konwencjonalnej, który będzie zastąpiony przez energię pozyskiwaną z kolektorów słonecznych. Nośniki energii konwencjonalnej, wykorzystywane do podgrzewania wody różnią się m.in.: ceną, dostępnością, ceną środka opałowego, poziomem obciążenia dla środowiska naturalnego oraz technologią ich spalania. Najekonomiczniejsze efekty instalacji kolektorów słonecznych osiągane są w obiektach, w których system solarny zastępuje najdroższe nośniki energii pochodzącej ze źródeł konwencjonalnych- w dobie obecnie drożejących kopalin kwestia ta dotyczy niemal wszystkich rodzajów instalacji konwencjonalnych.

2) Wielkość zasobów energii słonecznej występujących w obiektach zainstalowania kolektorów słonecznych ma bardzo duży wpływ na opłacalność inwestycji, gdyż położenie kolektorów względem padających promieni słonecznych wpływa na efektywność pozyskiwania energii cieplnej przez kolektory. Z przeprowadzonej symulacji komputerowej wynika, że odchylenie położenia kolektorów słonecznych od kierunku południowego w zakresie od 40° do –20° spowoduje spadek pozyskiwanej energii cieplnej maksymalnie o 1,7%. Natomiast zmiana pochylenia kolektorów względem płaszczyzny poziomej, w zakresie od 30° do 60°, spowoduje maksymalny spadek pozyskiwanej energii cieplnej o 1,2%.

3) Cena zakupu instalacji słonecznej jest jednym z głównych czynników decydujących o opłacalności zastosowania układów słonecznych. Wiadomym jest, że im niższa cena kolektorów, tym szybszy czas zwrotu poniesionych kosztów zakupu instalacji solarnej. Jednak kwestia ta nie we wszystkich przypadkach jest prawdziwa. Za niższą ceną bardzo często kryją się niższa sprawność i trwałość instalacji. Wiele instalacji solarnych produkowanych przez firmy polskie i zagraniczne różnią się jakością wykonania, poziomem technicznym, ceną, długością bezawaryjnej eksploatacji układów oraz profesjonalną instalacją całego systemu i podłączenia.

Głównymi czynnikami decydującymi o opłacalności ekonomicznej instalacji systemów solarnych do podgrzewania ciepłej wody jest cena za energię oraz wielkość zapotrzebowania na ciepłą wodę w danym obiekcie. Wiadomym faktem jest to, iż przy dużym zapotrzebowaniu na ciepłą wodę czas zwrotu inwestycji jest bardzo krótki, co jest szczególnie opłacalne dla hoteli, restauracji, szpitali, basenów, obiektów sportowych, zakładów przemysłowych oraz budynków mieszkalnych zużywających duże ilości ciepłej wody.

Średni zysk energetyczny w polskich warunkach z 1 m² powierzchni kolektora wynosi ok. 500 kWh do 700 kWh energii cieplnej rocznie. Ponieważ instalacje solarne wymagają korzystania z dodatkowego źródła dogrzewania w grudniu i styczniu, stosuje się istniejące już konwencjonalne ogrzewanie gazowe lub olejowe względnie dogrzewanie grzałką elektryczną.  Istnieje możliwość całkowitego pokrycia potrzeb ciepłej wody, wiązało by się to jednak z dodatkowymi kolektorami w systemie.  Urządzenia te w połączeniu z układami konwencjonalnego co. oraz sterownikiem modułowym stanowią dużą konkurencję dla tradycyjnych kotłów wodnych ogrzewanych spalaniem.

Dobrze zaprojektowane i wykonane systemy solarne mogą zabezpieczyć 60-65% potrzeb ciepłej wody użytkowej rocznie, a w okresie letnim nawet 95 %, a także dostarczyć 20-30% energii cieplnej do ogrzewania.

Aby uzyskać wartość współczynnika pokrycia 60%, do jakiej dąży się w przypadku instalacji przeznaczonych dla domów jedno- i wielorodzinnych, powinno się zakładać około 1.0-1.5m² powierzchni kolektora na jedną osobę.


Korzystne warunki pogodowe w Polsce

 

Słońce jest niewyczerpalnym oraz darmowym źródłem energii, zaś jednym ze sposobów bezpośredniego przetwarzania energii jest kolektor produkujący energię cieplną z promieniowania. Stosowanie kolektorów słonecznych jest ekonomicznie uzasadnioną i najbardziej rozpowszechnioną formą wykorzystania energii słonecznej.

Kolektory słoneczne mogą być używane przez cały rok, gdyż ich stosowanie jest opłacalne nawet jeśli podgrzeją wodę tylko o kilka stopni. Poniższy wykres obrazuje zyski z użytkowania kolektora słonecznego płaskiego.

Pokrycie Polski

Roczna gęstość promieniowania słonecznego w Polsce na płaszczyznę poziomą waha się w granicach 950 – 1250 kWh/m², natomiast średnie usłonecznienie wynosi 1600 godzin na rok. Warunki meteorologiczne charakteryzują się bardzo nierównym rozkładem promieniowania słonecznego w cyklu rocznym. Około 80% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia przypada na sześć miesięcy sezonu wiosenno-letniego, od początku kwietnia do końca września, przy czym czas operacji słonecznej w lecie wydłuża się do 16 godz./dzień, natomiast w zimie skraca się do 8 godzin dziennie.

Na podstawie danych opracowanych przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej przedstawiona została poniżej mapa z umieszczeniem natężenia promieniowania słonecznego średniorocznego dla obszaru Polski.

Mapa

Analizując warunki pogodowe w Polsce dla instalacji kolektorów, należy nadmienić również, że całkowite dzienne nasłonecznienie nie jest największe -jak by się wydawało- w okolicy równika lecz  na szerokości geograficznej około 40° (Polska leży między 49° a 54.5°). Wynika to z faktu, że na równiku promienie słoneczne nie padają całkowicie prostopadle, a przy tym dzień na równiku jest krótszy niż na szerokości 40°. Wydłużeniu dnia w miarę wzrostu szerokości geograficznej towarzyszy malejące natężenie promieniowania słonecznego aż do szerokości 40°, a poza nią, na północ, nie wiele się zmienia. Tak dzieje się w lecie, natomiast w zimie wielkość ta maleje gwałtownie ze wzrostem szerokości geograficznej. Wynika stąd, że w Polsce w lecie mamy stosunkowo korzystne warunki nasłonecznienia.


Pozytywny wpływ na środowisko naturalne

Energia odnawialna stała się bardzo ważnym tematem na arenie międzynarodowej ostatnich lat. Wobec coraz częstszych głosów na temat wyczerpywania się tradycyjnych źródeł energetycznych oraz promocja ekologicznego pozyskiwania energii z roku na rok poszerza ilość zainstalowanych systemów solarnych w Polsce, Europie i na Świecie.

Istotnym aspektem pozyskiwanie energii z kolektorów słonecznych jest wartość ekologiczna:

1) Znaczne ograniczenie emisji gazów cieplarnianych.

2) Nie pociąga za sobą produkcji odpadów.

3) Nie powoduje zanieczyszczeń.

4) Redukuje roczną emisję emisję CO2, SO2, tlenków azotu, pyłów.

Wykorzystanie 8 m² kolektorów dla domu jednorodzinnego zmniejsza emisję CO2, SO2 i NOx w ciągu roku o jedną tonę. Kolektory nie wywierają żadnego ujemnego wpływu na środowisko naturalne, przyczyniają się do ochrony naturalnych zasobów paliw kopalnych, a także  posiadają stały koszt jednostkowy uzyskiwanej energii.