Szkieletorze, zabij smoga!
Nasz czytelnik Michał jest pasjonatem odnawialnych źródeł energii i współwłaścicielem firmy zajmującej się projektowaniem i instalacją elektrowni słonecznych.Tekst został przez niego nadesłany. Nie jest reklamą, a jego publikacja nie wiązała się z żadną gratyfikacją dla redakcji. Publikujemy go, ponieważ – naszym zdaniem jest interesujący i wart dyskusji. Informację tę oraz dane autora i nazwę firmy podajemy dla pełnej transparentności.
Michał nie organizował ZIO, więc kalkulator mu nie straszny. Wziął go i policzył, na ile znane mu rozwiązania mogłyby wpłynąć na likwidację smogu. Na pierwszy ogień poszedł… projekt elektrowni fotowoltaicznej na Szkieletorze.
* * *
Szkieletor straszy krakowian i turystów od lat. Konstrukcja wybija się na tle panoramy miasta i jest widoczna z każdego niemal zakątka. Co jakiś czas pojawia się informacja o planowanej przebudowie, jednak rusztowań i betoniarek wciąż nie widać. A co gdyby zamiast tradycyjnego wysokościowca zainwestować w innowacyjne technologicznie rozwiązanie, które wypłynęłoby na redukcję smogu w Krakowie?
Światowa Słoneczna Rewolucja
Przeciętny mieszkaniec Polski nie jest tego świadomy, ale na świecie odbywa się właśnie rewolucja w technologii wytwarzania i dystrybucji energii.
Cywilizowane kraje coraz mocniej inwestują w bezemisyjne technologie odnawialnych źródeł energii (OZE). Polska wciąż znajduje się w ogonie tych zmian, głównie ze względu na niekorzystne rozwiązania prawne. Wszelkie zamiany w ustawodawstwie, które mogłyby spowodować rozwój OZE, są (były?) skutecznie blokowane przez spółki obrotu energią, gdyż te ostatnie widzą w technologiach bezemisyjnych zagrożenie dla swojej władzy opartej o zmonopolizowany rynek.
Zdecydowany prym wśród technologii OZE wiedzie fotowoltaika tj. wytwarzanie energii elektrycznej bezpośrednio z promieniowania słonecznego. Większość z nas kojarzy baterie słoneczne z możliwością zasilania kalkulatora lub zegarka i nie zdajemy sobie sprawy, że ta technologia tak bardzo zyskała na sprawności, iż pokrycie panelami fotowoltaicznymi powierzchni wielkości 200 km na 200 km pozwoliłby na zaspokojenie zapotrzebowania energetycznego całego świata. Gwałtowny rozwój technologii zaowocował dynamicznym spadkiem jej ceny – stała się ona powszechnie dostępna i niezwykle popularna – szczególnie za naszą zachodnią granicą. Fotowoltaika pozwala też na zmianę sposobu dystrybucji energii elektrycznej, w którym jednostki wytwórcze dużych mocy zastępowane są przydomowymi elektrowniami rozproszonymi w danym terenie. Niesie to ze sobą szereg korzyści. Poza oczywistymi zyskami ekologicznymi, dochodzą zyski natury ekonomiczno-gospodarczej takie jak przechodzenie od struktur monopolistycznych do szerokiej – obywatelskiej własności, czy nowe miejsca pracy. Systemy rozproszone to również większa energetyczna niezależność, poprawa bezpieczeństwa dostaw energii i ograniczenie start wynikających z przesyłania energii na duże odległości.
Szkieletor a sprawa krakowskiego smogu
A gdyby tak baterie słoneczne zainstalować na konstrukcji szkieletora. Jakie byłyby z tego zyski? Ile domów można by zasilić, ile pieców węglowych zlikwidować?
W naszym projekcie koncepcyjnym zmieściliśmy 2766 modułów fotowoltaicznych o łącznej mocy 954 kWp. Zysk energetyczny z takiej instalacji – pomimo niekorzystnego nachylenia paneli fotowoltaicznych ( w większości pionowego) i dużej części z nich skierowanej na wschód i zachód (najkorzystniejsze jest oczywiście południe) – wyniósłby ponad 611 000 kWh rocznie.
Można przyjąć, iż średnie zapotrzebowanie na energię cieplną (centralne ogrzewanie i ciepła woda użytkowa) dla 1 mieszkania o powierzchni ok. 70 m2 wynosi ok 10 000 kWh rocznie. Stosowanie energii elektrycznej do CO i CWU może okazać się mało korzystne kosztowo, ale tu z pomocą przychodzą nam np. pompy ciepła. Pompa ciepła typu powietrze-woda charakteryzuje się stosunkowo niskimi kosztami inwestycyjnymi i prostotą instalacji. Współczynnik wydajności tego typu pomp tzw. COP kształtuje się na poziomie 3,5. W praktyce oznacza to, że na każdą jednostkę energii elektrycznej dostajemy 3,5 jednostek energii cieplnej. Jak zatem wyglądają nasze wyliczenia ze Szkieletorem? Ano tak, że roczny zysk energetyczny z takiej elektrowni w połączeniu z technologią pomp ciepła pozwoliłby na zaspokojenie potrzeb energetycznych ponad 200 mieszkań o łącznej powierzchni 14 000 m2.
Niewątpliwie dla każdego krakowianina potencjalna likwidacja 200 pieców węglowych i zastąpienie ich całkowicie bezemisyjnymi technologiami oznaczałaby czystsze powietrze i należałoby się z niej cieszyć. Z drugiej strony to wciąż tylko kropla w morzu smogu. Ale ale… powierzchnia Szkieletora, która nadaje się na zainstalowanie baterii słonecznych, to ok. 5200 m2, co stanowi uwaga uwaga… zaledwie ok. 0,7 % powierzchni zabudowanej siedmiu tylko dzielnic tworzących centrum Krakowa. Jeśli przyjąć, iż z różnych względów jesteśmy w stanie pokryć panelami słonecznymi tylko ¼ tej powierzchni, to będziemy w stanie pozyskać energię pozwalającą na zasilenie (i potencjalną likwidację kotłów węglowych) ponad 5000 mieszkań o powierzchni ponad 350,000 m2 i to w sposób całkowicie bezemisyjny. Bez uzależniania nas od dostaw gazu zza wschodniej granicy, które to w dzisiejszych czasach może okazać się strategicznym błędem.
Dlaczego tego nie robimy?
Bariery prawne, niewiedza, mity wokół OZE?
Korzyści promocyjne dla miasta byłyby ogromne. Oto miasto z jednym z najwyższych wskaźników zanieczyszczenia powietrza w Europie, w kraju, który jest w ogonie rozwoju technologii OZE, buduje słoneczno-energetyczną wieżę przyszłości opartą o najbardziej dynamicznie rozwijającą się technologie na świecie. Wieża – symbol cywilizacyjnych zmian, zupełnie jak wieża Eiffla w Paryżu. Oczami wyobraźni można zobaczyć wycieczki ekologów z całego świata i turystów przyciągniętych unikalną, nową atrakcją. Na szczycie taras widokowy, a we wnętrzu centrum innowacji OZE, wypożyczalnię rowerów, samochodów elektrycznych, eko kawiarnie, restauracje, sklepy… pomysłów wpisujących się w rosnącą świadomość ekologiczną nie ma końca.
Należy zdawać sobie sprawę, że zainstalowanie paneli słonecznych na krakowskim Szkieletorze, będzie proceduralnie (bo nie technicznie) bardzo trudne. Trudno będzie przekonać właściciela obiektu, który ma już wydaną WZ, do zmiany koncepcji zagospodarowania tej konstrukcji-symbolu. Trudno będzie przekonać plastyka miejskiego i innych urzędników. Krakowskie dachy jednak czekają na baterie słoneczne. Impuls do rozwoju tych technologii może dać właśnie uchwalona przez Sejm ustawa o odnawialnych źródłach energii, która daje instrumenty wspierające rozproszoną energetykę obywatelską. Pojawia się też coraz więcej dotacji zarówno ze środków krajowych jak i europejskich. Gwałtowny rozwój technologii fotowoltaicznej zadał kłam powtarzanym przez lata mitom – jak choćby temu, że w krajach o gorszym nasłonecznieniu nie opłaca się montować baterii słonecznych. W Szkocji instalacje takie działają z dużym powodzeniem. Polska nie może i nie powinna dłużej być ślepa na dokonującą się w całym cywilizowanym świecie zmianę w technologiach energetycznych, bo skończy się to uzależnieniem i osłabieniem naszej gospodarki. Czas na słoneczną rewolucję także w naszym kraju.
Michał Sułowski, Prezes Zarządu LMV Group Sp. z o.o.
o 
–6 komentarzy–
Pomysł pokazania możliwości wykorzystania takich rozwiązań w Krakowie uważam za fajny !
Super byłoby instalować takie baterie na płaskich dachach bloków mieszkalnych i w ten sposób osiedla mogłyby czerpać tanią energię.
Ogniwa PV nie rozwiążą problemu smogu w Krakowie.
Błąd powyższych obliczeń polega na tym, że autor sprytnie sobie założył, że energia elektryczna produkowana w okresie letnim zmagazynuje się na okres zimowy.
Weźmy jeden dzień w styczniu, gdy dzień trwa 8h przy mocnym zachmurzeniu (słońce przebijające się przez chmury).
http://solaris18.blogspot.com/2010/02/moc-ogniw-fotowoltaicznych-w-pochmurny.html
Na powierzchni prostopadłej do kierunku padania promieni słonecznych mamy 29% mocy peak.
Ale tutaj mamy 2 powierzchnie dajmy, że jedna ma 29% a druga korzystają ze światła rozproszonego 8,6%, średnio wychodzi już 18,8 % mocy peak
Zakładając, że nie mamy tutaj do czynienia z kątem prostym padania promieni słonecznych dostaniemy góra 15% mocy peak.
Dlatego mając do dyspozycji mocy maksymalnej 954 kWp, to w zimie będziemy mieć do dyspozycji mocy rzeczywistej tylko 143,1 kW przez 8 h dziennie czyli 48kW średnio w ciągu doby. Zakładając, że ciepło np. zakumulujemy.
Mieszkanie w ocieplonej kamienicy przy mrozie -10C potrzebuje min. 40W/m2.
48000/40 =1200 m2 => czyli 20 średnich mieszkań po 60 m2 każde.
Oczywiście można było by stosować pompy ciepła i magazynować ciepło np. w zbiorniku, ale takie instalacje nie są tanie 20 tys. zł to raczej minimum w przypadku mieszkania.
A teraz pytanie o koszty inwestycyjne? Ile takie cudo mogło by kosztować.
Ogniowo + stelaż + instalacja to min. 1 Euro/Wp. Nie uwzględniamy kosztów zakupu ziemi no i samego budynku.
Czyli z tych 954 kWp mamy 954 tys. Euro czyli 3,9 mln zł,na jedno mieszkanie przypada 195 tys. zł. czyli na 1m2 to aż 3250 zł.
Przypomnę, że UMK w zeszłym roku dotował wymianę pieca w kwocie ok. 450 zł/m2 obecnie ta kwota spadła 5 krotonie i wynosi 90 zł/m2.
Koszt instalacji gazowej CO w mieszkaniu to ok. 200-300 zł /m2. W przypadku ogrzewana akumulacyjnego w przypadku gdy trzeba tylko zainstalować grzałki w istniejących piecach koszty są jeszcze niższe.
Podsumowując PV do redukcji smogu to ekonomiczna pomyłka, produkują mało prądu wtedy gdy jest najbardziej potrzebny czyli w zimie. W nocy gdy jest najzimniej w ogóle go nie produkują.
Sama ustawa OZE która będzie gwarantować kupno prądu od postumentów o 300% więcej (75gr) niż wynosi rynkowa cena energii elektrycznej (25gr). Koszty zostaną przerzucone na innych konsumentów. Tym samym ogrzewanie przy użyciu prądu stanie się mniej konkurencyjne.
Chyba nie w tym kierunku mieliśmy iść walcząc ze smogiem?
Oczywiście fotowoltaika produkuje mniej energii w okresie zimowym. W ustawieniu optymalnym (pd i 35 stopni) w maju (najlepszy miesiąc) uzyskamy ok. 120 kWh, natomiast w grudniu ok 30 kWh z 1 kWp mocy. Przy czym jest to ustawienie optymalne dla najwyższych zysków całorocznych. Sytuacja wygląda nieco inaczej gdy panele ustawione są bardziej pionowo. Wtedy mamy większe zyski zimą, a mniejsze latem – ze względu na kąt padania promieni słonecznych. I są to dane rzeczywiste z testowanej w Krakowie instalacji. Co za tym idzie 954 kWp w ustawieniach optymalnych, dałyby ok 954 kWh dziennie w najsłabszym miesiącu jakim jest grudzień. W połączeniu z pompami ciepła dałoby to ok. 3000 kWh dziennie. Nawet zakładając te – 10 i konieczność grzania przez 24 h to pozwoliłoby to na ogrzanie 50 mieszkań, a nie 20. I te wyliczenia są mocno przesadzone na niekorzyść fotowoltaiki, bo po pierwsze nie ma raczej konieczności grzania na maksa przez 24 h, a po drugie bardzo rzadko zdarzają sie tak niskie temperatury. Szczególnie w miastach, wyspach ciepła. Nie wiem czy w tym roku było tak 2 razy.
Jeżeli chodzi o koszty i zyski, to patrzenie tylko przez pryzmat finansowy jest zdecydowanie niepełne. Gaz to znów używanie konwencjonalnych nośników energii. To uzależnianie się od nich i ich importu. To wciąż spalanie i z innowacyjnością i rozwojem ma niewiele wspólnego.
Stawki gwarantowane w ustawie o OZE podniosą koszt energii elektrycznej o ok. 2 gr za kWh, czyli średnio dla gospodarstwa domowego o ok. 5 zł miesięcznie i w tej kwocie dopiero w okolicach 2021 r kiedy osiągnięte zostanie, zapisane w ustawie, 800 MW mocy.
Tylko, że pompy ciepła pobierały by energię z solarów tylko w dzień, czyli wtedy gdy jest najmniejsze zapotrzebowanie na ciepło.
Trzeba było by akumulować ciepło, a wtedy proszę zapomnieć o sprawności pompy ciepła wynoszącej 3.0.
Przy akumulacji ciepła sprawność spadła by do 2.0 w dodatku zbiornik ciepła w mieszkaniu to dodatkowe duże koszty.
Pompy ciepła same w sobie są jednym z najdroższych rozwiązań, w mieszkaniu to min. 20 tys. zł, wiem bo się dowiadywałem, obecnie dotacja na wymianę pieca węglowego dla 60 m2 mieszkania gdzie ogrzewane są 2 pomieszczenia po 20 m2 to 3600 zł.
“Gaz to znów używanie konwencjonalnych nośników energii. To uzależnianie się od nich i ich importu.”
Jest jeszcze węgiel, który można spalać w elektrowniach, można wybudować elektrownie atomowe, a następnie jak sam Pan zasugerował korzystać z pomp ciepła i to przez całą dobę a nie tylko przez 8h dziennie.
Nawet jakby Pan założył ogrzanie tych 50 mieszkań to i tak koszty na jedno mieszkanie 78 tys. zł za PV + pompa ciepła 20 tys. razem 98 tys. zł.Przy takich kosztach jest to absurd.
Super. Tyle że gdy skończą, zapewne nie będzie już widać w Krakowie słońca. :/