energetska učinkovitost stavbe

1

Energetska učinkovitost v stavbah

Energetska u činkovitost v stavbah

2


Kazalo

1. Uvod ...........................................................................................................................3

1.1. Pojem stavbe ......................................................................................................3 1.2. Vrste stavb .........................................................................................................4

2. Sestavni deli stavbe ....................................................................................................7

2.1 Koncept: Stavba kot škatla, ki diha ...................................................................7 2.2 Ovoj stavbe ......................................................................................................10

2.2.1 Izolacija in gradbeni materiali .....................................................................11 2.2.1.1. Izboljšave s toplotno izolacijo: Splošni primeri ..................................13

2.2.2 Okna, steklene površine in vrata .................................................................13 2.3 Bioklimatske stavbe ........................................................................................15

2.3.1 Pasivni sonèni elementi ...................................................................................17 2.4 Nasveti in namigi za boljšo uporabo stavbe ....................................................20 2.5 Vaja/vprašanja .................................................................................................21

3. Klimatizacija ............................................................................................................26

3.1. Ogrevanje ........................................................................................................26 3.1.1. Notranja mikroklima in udobje ...................................................................26 2.5.12 Ogrevalni sistemi .........................................................................................28 2.5.13 Vrsta nosilca toplote ....................................................................................28

3.1.3.1 Vroèa voda .............................................................................................29 3.1.3.2 Zraèno ogrevanje ....................................................................................29

3.1. 4 Viri energije ...................................................................................................29 3.1.4.1 Fosilna goriva .........................................................................................29 3.1.4.2 Elektrièna energija ..................................................................................30

3.1.5 Obvnovljivi viri energije .............................................................................30 3.1.5.1. Biomasa ...............................................................................................30 3.1.5.2. Toplotne èrpalke ..................................................................................31 3.1.5.3. Sonèna energija ...................................................................................33

3.1.4 Sonèna energija ...........................................................................................33 3.1.5 Grelna telesa ................................................................................................35

3.2. Hlajenje – klimatizacija ..................................................................................37 3.2.1. Uvod ............................................................................................................37 3.2.2. Kako deluje klima? ......................................................................................38 3.2.3. Energijska nalepka ......................................................................................40 3.2.4. Razliène možnosti nastavitev klime ............................................................40 3.2.5. Nasveti in namigi kako uporabljati klimatsko napravo ...............................41

3.3. Vaja/vprašanja .................................................................................................43

4. Ogrevanje vode v hiši...............................................................................................45

4.1. Tipi naprav za ogrevanje vode ........................................................................45 4.1.1. Elektriène naprave za shranjevanje .............................................................46 4.1.2. Elektriène naprave za takojšnje ogrevanje ..................................................46

3


4.1.3. Plinska naprava za neposredno takojšnje ogrevanje vode ........................... 46 4.1.4. Plinske naprave za neposredno shranjevanje .............................................. 46 4.1.5 Posredne plinske naprave za shranjevanje .................................................. 46 4.1.6 Druge možnosti ........................................................................................... 46

4.2. Nasveti in namigi kako prihraniti vodo in energijo ......................................... 47 4.3. Solarni grelniki vode ....................................................................................... 48 4.4. Vaja/vprašanja ................................................................................................. 49

5. Razsvetljava ............................................................................................................. 50

5.1. Dnevna svetloba .............................................................................................. 51 5.2. Umetna razsvetljava ........................................................................................ 51 5.3. Viri svetlobe .................................................................................................... 52

5.3.1. Luèi .............................................................................................................. 53 5.3.2. Poraba energije ............................................................................................ 54

5.4. Vaja/vprašanja ................................................................................................. 54

6. Elektrièni aparati in elektronske naprave (ter sonène PV) ....................................... 56

6.1. Pregled ............................................................................................................. 56 6.1.1. Splošni nasveti kako prihraniti energijo ...................................................... 60

6.2. Elektriène naprave ........................................................................................... 60 6.2.1. Hladilniki/ zamrzovalniki: ........................................................................... 60 6.2.2. Pralni stroji: ................................................................................................. 62 6.2.3. Pomivalni stroji: .......................................................................................... 62 6.2.4. Domaèa elektronska oprema - Naprave za zabavo in domaèo pisarno: ...... 63

6.3. Vaja/vprašanja ................................................................................................. 65 6.4. Energija iz sonènih celic .................................................................................. 68

6.4.1. Postopek kako se sonèna svetloba spremeni v elektriko ............................. 68 6.5. Uporaba sonènih celic ..................................................................................... 71

6.5.1. Koliko elektrike lahko proizvede PV-sistem? ............................................. 72 6.6. Vaja/vprašanja ................................................................................................. 75

7. Vaja - spremljanje porabe energije - energetski pregled stavb doma in v šoli ...... 79

4


1. Uvod Cilj učne snovi:V tem poglavju se boste naučili:

• Kaj je stavba • Vrste stavb

1.1. Pojem stavbe

Stavbe se pojavljajo v zelo razliènih oblikah in za razliène namene. Skozi zgodovino so se spreminjale zaradi številnih dejavnikov: od razpoložljivih gradbenih materialov do vremenskih pogojev, cene zemljišè, vrste tal, namena in estetskih razlogov. Stavbe zadovoljujejo razliène potrebe, ki jih ima družba – predvsem kot zašèita pred vremenom in na splošno kot prostor za bivanje (za zagotavljanje zasebnosti, shranjevanje lastnine, udobno življenje in delo). Stavba kot zavetje predstavlja fizièno delitev èlovekovega življenjskega prostora na notranji (prostor udobja in varnosti) in zunanji prostor (ki je vèasih neprizanesljiv in škodljiv). Verjetno je prvo zavetje na Zemlji zgradil bližnji èlovekov prednik, Homo erectus, pred približno 500.000 leti. Da ustvarimo potrebno notranjo mikroklimo potrebujemo veliko energije. Zato ima izgradnja konstrukcije in njeno delovanje velikanske neposredne in posredne vplive na okolje. Ne samo, da v stavbah porabljamo naravne vire kot so energija in surovine, poleg tega tudi ustvarjamo odpadke in emisije, ki so lahko škodljivi za podnebje. Ker se gospodarstvo in prebivalstvo še naprej širita, se arhitekti in gradbinci sooèajo z edinstvenim izzivom: nove in obnovljene stavbe naj bi bile po eni strani dostopne, varne, zdravju prijazne in stimulativne, hkrati pa naj bi imele čim manjši vpliv na okolje. Sodoben odgovor na te izzive je celovit, sinergijski pristop, ki upošteva vse faze življenjskega cikla stavbe. Takšen »trajnostni« pristop daje vse veèji pomen upravljanju z naravo in ohranjanju narave. Posledica tega je najveèje možno razmerje med stroški ter koristmi za okolje, družbo in èloveka ter hkrati izpolnjevanje cilja in namena stavbe ali infrastrukture. Glavni cilji trajnostnega naèrta so: preprečiti prekomerno porabo energije, vode in surovin; prep-rečiti poslabšanje okolja, ki ga povzročajo stavbe in drugi objekti v svoji življenjski dobi; ustva-riti okolja, ki so primerna za bivanje, udobna, varna in primerna za kvalitetno življenje. 1.2. Vrste stavb Zaradi razlikovanja med pojmom stavbe, ki se uporablja v tej knjigi in drugih zgradb ter objektov, ki niso namenjene trajnemu èlovekovekovemu bivanju, bomo slednje imenovali nestanovanjski objekt ali preprosto objekt. Stavbe lahko razvrstimo glede na to, s kakšnim namenom so bile zgrajene. 1) Stanovanjske zgradbe – stanovanjski bloki, enostanovanjska ali dvostanovanjska hiša, vrstne hiše, koèa, grad, jurta, iglu, dvorec, študentski dom.

Definicija : Stavba je konstrukcija, ki jo je naredil človek, da z njo ščiti različne dejavnosti pred zunanjimi vplivi in da sebi omogoči trajno, udobno bivanje. Povsem je obdana z zunanjim ovojem (torej z zunanjimi zidovi, streho in tlemi), ki skupaj tvorijo njeno notranjo mikroklimo.

5


Fotografija: Michael Gardner 2) Izobraževalne in kulturne zgradbe – šola, fakulteta, univerza, gimnazija, knjižnica, muzej, umetniška galerija, gledališèe, koncertna dvorana, operna hiša.

3) Poslovne stavbe – banka, poslovna zgradba, hotel, restavracija, trgovina, nakupovalni center, prodajalna, skladišèe

4) Vladne stavbe – mestna hiša, veleposlaništvo, sodišèe, parlament, policijska postaja, pošta, gasilska postaja

6


5) Industrijske zgradbe – pivovarna, tovarna, livarna, rudnik, elektrarna, predilnica

6) Zdravstvene stavbe – bolnišnica, poliklinika, kirurgija 7) Kmetijske stavbe – na primer: skedenj, kurnik, rastlinjak, silos, kašèa, hlev, svinjak, mlin

Fotografija: Lars Lentz 8) Vojaške zgradbe – vojašnica, bunker, trdnjava, utrdba 9) Parkirišèa in skladišèa – garaža, skladišèe, hangar (za letala) 10) Verski objekti – cerkev, katedrala, kapelica, mošeja, samostan, sinagoga, svetišèe

11) Športni objekti – športni stadion, bazen, telovadnica, igrišèe

Obstajajo torej zelo raznolike stavbe, ki imajo zelo raznolike zahteve. V razliènih vrstah stavb je potrebno ustvariti ustrezno notranjo mikroklimo glede na namen za katerega so zgrajene. V

7


skladišèu, na primer, potrebujemo nižjo temperaturo in bistveno nižjo vlago kot v pokritem plavalnem bazenu.

Spletne povezave:

http://en.wikipedia.org/wiki/Building http://www.learn.londonmet.ac.uk/packages/clear/thermal/buildings/configuration/building_orientation.html http://lonicera.cz/awadukt_thermo/ http://www.vsekolembydleni.cz/clanek.php?id=166 http://www.passivehouse.co.uk/

2. Sestavni deli stavbe Cilj učne snovi: V tem poglavju se boste naučili:

• Pomen ovoja stavbe in kako tratimo energijo (vkljuèno z osnovami toplotnih prenosov)

• Pregled najpogostejših gradbenih in izolacijskih materialov • Osnove koncepta bioklimatske arhitekture

2.1 Koncept: Stavba kot škatla, ki diha Stavbo si lahko predstavljamo kot škatlo, ki šèiti notranjost pred vremenskimi pogoji kot so zunanje temperature, veter, dež in podobno. Notranje udobje, ki je lahko sicer precej subjektivna zadeva, je odvisno predvsem od dveh dejav-nikov: notranje temperature in vlage. Oèitno je udobje najmanjše, ko se hkrati pojavita visoka temperatura in visoka vlaga. Ovoj stavbe deluje kot izmenjevalec z zunanjimi podnebnimi pogoji, saj pridobiva toploto iz sonènih žarkov in oddaja toploto navzven (zaradi prezraèevanja in pomanjkljivosti ovoja).

Slika 1: Energetsko ravnovesje stavbe

8


Ovoj, ki sicer ovija in šèiti stavbo, mora tudi omogoèati, da stavba diha, s èimer se izognemo previsoki notranji vlagi in hkrati dosežemo ustrezno razmerje med toplotnimi dobitki in izgubami*. Posebna fotografija (posneta z infrardeèo kamero*) prikazuje toplotne lastnosti stavbe, kjer jasnejša podroèja (rumena) prikazujejo toplejše dele na zunanji strani ovoja stavbe, temnejša (rdeèa/modra) pa hladnejše dele. Fotografija prikazuje toèke, kjer je uhajanje toplote najbolj oèitno. Na primer, na fotografiji znaša temperaturni gradient (temperaturna razlika med notranjostjo in zunanjostjo na enoto debeline območja prehoda toplote) v točki tal (nad zgornjima oknoma okoli 6 °C (Sp2=6,2 °C). V točki na zidu (Sp1) med desnima oknoma je temperaturni gradient 1,1°C. ºC.

Kot je prikazano na sliki, toplota uhaja skozi okna in skozi toplotne mostove, ki jih povzroèajo tla.

Zakaj se to dogaja?

Pozimi torej toplota prehaja iz ogrevanih prostorov v okolico stavbe in v sosednje neogrevane prostore kot so podstrešja, garaže in kleti – kjer koli se pojavlja razlika v temperaturi. Poleti toplota prehaja iz okolice stavbe v njeno notranjost. Če želimo ohraniti udobje moramo izgube toplote, do katerih pri-haja pozimi, nadomestiti z ogrevalnim sistemom, toploto, ki jo pri-dobivamo poleti pa moramo odstraniti s klimatsko napravo. Torej

Definicija : Gre za fizikalni pojav, ki ga imenujemo prevajanje toplote: toplota vedno prehaja iz toplejšega v hladnejši prostor.

Slika 4: Temperaturna razlika in prehajanje toplote

Slika 2: Toplotna slika stavbe

Slika 3: Toplotna slika stavbe

9


se v veèini stavb izgubijo velike kolièine energije. V povpreèju evropska gospodinjstva porabijo 70% celotne energije samo za ohranjanje primerne temperature. Za ogrevanje se uporablja predvsem zemeljski plin, za hlajenje pa se praviloma uporablja elektrika. Poraba toplote za ogrevanje hiše v hladnem obdobju je energijsko najbolj potratna storitev. Če porabo toplote zmanjšamo z izolacijo, z rekuperacijo toplote (tj. z vračanjem toplote), z energet-sko varčnimi okni, s pasivnim izkoriščanjem sončne energije in z ostalimi ukrepi, lahko poenos-tavimo sistem ogrevanja. S tem se zmanjša potreba po ogrevanju, raèun za ogrevanje in emisije ogljikovega dioksida (CO2). Kljuèen pojem Osnove prevajanja toplote

Slika 5: Prevajanje toplote • Kondukcija se pojavlja v trdnih snoveh, ko imajo molekule razlièno temperaturo.Toplejše

molekule prenašajo energijo (toploto) na hladnejšo stran snovi. Primer: žlica, ki se nahaja v skodelici vroèe kave prevaja toploto skozi roèaj v roko, ki drži roèaj. V stavbah se kondukcija pojavlja pretežno skozi stene in okna.

• Konvekcija (ali prestop toplote) pomeni prenos energije z gibanjem tekoèin in plinov. Topel zrak se dviga in nadomešèa ga hladnejši zrak, ki priteka od zunaj. V veènadstropnih stavbah* z neustreznimi notranjimi pregradami lahko to povzroèi moèan in škodljiv prepih.

• Sevanje (ali radiacija) se pojavlja, ko se energija prenaša z elektromagnetnim valovanjem*. Za razliko od ostalih dveh naèinov, sevanje ne potrebuje posredne snovi za razširjanje. Sevanje v stavbah poteka pretežno skozi steklena okna in vrata, vendar lahko – pri slabo izoliranih stenah – izsevana toplota v zunanjost segreva notranjost zaradi kondukcije.

2.2 Ovoj stavbe Veèina izgub energije v stavbah je posledica neustreznega ovoja, ki je sestavljen iz zidov, tal, strehe, vrat in oken. Spodnja slika kaže, kje ponavadi prihaja do prevajanja toplote, na primer na zunanjih stenah in sosednjih neogrevanih prostorih.

Poleg tega je zaradi svojih lastnosti odbijanja in vpijanja sonène svetlobe pomembna tudi barva fasade. Bela in svetle barve odbijajo svetlobo medtem ko jo èrna in temne barve vpijajo.

Opomba:Toplota vedno prehaja iz toplejšega podroèja v hladnejše podroèje, kar se dogaja na naslednje naèine:

Opomba: Primerni sestavni deli in izolacijski materiali omogoèajo zmanjšanje potrebe po ogrevanju in hlajenju, saj zagotavljajo uèinkovito odpornost proti toplotnim tokovom, ali – povedano preprosteje – z boljšim ohranjanjem notranje temperature.

10


Slika 6: Energijske izgube v obièajni stavbi

2.2.1 Izolacija in gradbeni materiali

Nekatere pogosto uporabljeni materiali za toplotno izolacijo lahko razvrstimo na: • rastlinskega izvora: pluta, lesna vlakna, lan itd. • mineralna: mineralna vlakna (kamena in steklena volna),

ekspandirana glina, metal carbides, penjeno steklo ipd. • sintetièni materiali: ekspandirani polistiren, poliuretanske in fenolne

pene, polivinil klorid (PVC) ipd. Poleg tega so izolacijski materiali v zelo razliènih oblikah. Poleg trdne izolacije poznamo tudi: prevleke v obliki ploskev ali rol, vpihana prosta vlakna, pene in razpršila itd. Lahko jih uporabljamo skupaj in s tem izboljšamo lastnosti toplotne izolacije, vendar to zahteva ustrezno kombinacijo materialov in profesionalno namestitev. Dobra izolacija lahko zmanjša prevajanje toplote skozi stene, strehe, okna itd., kar prinaša naslednje koristi:

Definicija: Izolacija pomeni vsak material z visoko odpornostjo proti toplotnim tokovom.

11


• Prihranek energije, saj se zmanjšajo izgube energije v hladnih dneh in omogoèa krajše obdobje hlajenja ter nižje temperature v vroèih poletnih dneh.

• Poveèanje udobja, saj ni uèinka “hladnega zidu”*, ki nastaja ob zunanjih stenah in ob oknih (temperaturna razlika med površino zidu in sobo naj ne bi bila veèja kot 4 °C). • Zmanjša se tveganje za kondenziranje* vlage, ki lahko povzroči škodo na izolaciji stavbe in njeni nosilni konstrukciji, uničevanje barve in nezdrave življenjske pogoje. Tveganje za kondenzacijo se poveča z nižjimi temperaturami okolice. • Preprečuje nenadne temperaturne spremembe, ščiti stavbo pred razpokami in toplotnim raztezanjem.

• Izboljša akustiko stavbe. Izolacijski material običajno razvrščamo glede na toplotno odpornost (ki jo označujemo z vred-nostjo R). Ta prikazuje, koliko je material odporen na toplotne tokove (glej odstavek 2.2.1.2). Višja kot je odpornost, bolj učinkovita je izolacija. Seveda so lastnosti toplotne izolacije odvisne od vrste materiala, njegove debeline in gostote. Za primer poglejmo primerjavo med 10 cm toplotne izolacije in ostalimi gradbenimi materiali.

Grafikon 1. Primerjava materialov

Za katero koli stavbo, ki je starejša od 20 let ali je neprimerno izolirana, je priporočljivo, da jo obnovimo in izboljšamo njeno izolacijo. S takšno obnovo lahko dosežemo tudi 50% prihranka energije za ogrevanje in hlajenje. Da dosežemo visoko udobje ob nizkih stroških je - poleg izolacije - ključno tudi, da skrbno izbe-remo gradbene materiale. Vendar je to bolj primerno, kadar gradimo nove stavbe ali ko je potre-bna temeljita prenova. Na primer, votel keramičen zidak ima zelo dobre izolirne lastnosti (ali visoko toplotno odpor-nost), nekateri drugi materiali kot je npr. toplotno obdelana glina pa imajo še boljše učinke.

Opomba: Pozimi vsak kvadratni meter neizolirane stene zgubi količino energije, ki je enaka 3 do 6 litrom kurilnega olja (to se nanaša na olje, ki ga teoretično porabimo za ogrevanje neizoliranega prostora). Z dobro izolacijo se te izgube zmanjšajo na eno šest-ino. Podvojitev debeline izolacije na zidu iz 45mm na 90mm, lahko prihrani 30% energije.

Slika. 6 Primer votlega zidaka z odličnimi izolirnimi lastnostmi.

Slika 7: Primeri opečnatih zida-kov

12


Te opeke imajo strukturo z zračnimi celicami, ki pomagajo doseči dobro toplotno in akustično izolacijo. Če povzamemo, je poleg gradbenih materialov pomembno uporabiti tudi izolirne materiale, da dosežemo večje prihranke energije in večjo udobnost. 2.2.1.1. Izboljšave s toplotno izolacijo: Splošni primeri 1. Izolacija pročelja (sten in oken): na zunanjih ali notranjih zidovih namestimo toplotnoizolacij-ske materiale ali jih vpihamo v same zidove. Stekla in okna lahko nadomestimo z bolj učinkovi-timi. 2. Izolacija strehe, tal in stropa: Med špirovce,* (»pilling stick«), pod strešno opeko* je priporo-čljivo namestiti toplotnoizolacijski material. Izolirati moramo strope, ki se stikajo z bivanjskimi prostori ter strehe, ki se stikajo z nebivanjskimi prostori. 3. Izolacija vodovodnega sistema: Okrog pip namestimo toplotnoizolacijski material ter tako zmanjšamo toplotne izgube med pretakanjem tople vode.

2.2.2 Okna, steklene površine in vrata

Izgube so posledica prepuščanja zraka in toplotnih mostov vzdolž okvirjev teh elementov. Poleg tega je to posledica prevajanja toplote skozi same elemente. Običajna okna imajo ponavadi nizko odpornost na toplotni tok, kar pomeni, da so neučinkovita. Okna in steklene površine, ki pokrivajo znaten del površine stavbe, imajo - poleg tega da kot drugi deli ovoja preprečujejo izgubo toplote – še eno pomem-bno nalogo: zagotavljajo naravno dnevno svetlobo. Sončna svetloba pomeni toplotne dobitke v notranjih prostorih (kar je zlasti pomembno v hladnejših deželah in hladnejših obdobjih).

Ponavadi je dobro, da vrata izoliramo in zamašimo, za kar pretežno uporabljamo tesnila, s kateri-mi preprečimo uhajanje zraka. Če pa so vrata starejša, jih je dobro zamenjati z novejšimi, ki so narejena iz toplotnoizolacijskega materiala (les, dvoplastna aluminijasta, ki so napolnjena z izo-lirno peno ali prevleko ipd). Za to sta pomembna dva ključna koraka: • Izbrati moramo ustrezno obliko in lego oken ter steklenih površin; • Preveriti, ali je možno dobiti energetsko učinkovita okna, ki so zelo

odporna na toplotni tok 1. Velika okna naj bi namestili na južni strani, saj s tem omogočimo, da

pozimi sonce ogreva notranje prostore. Nasprotno naj bi poleti, ko želimo preprečiti pregrevanje zaradi vročega poletnega sonca, uporabljali kakšno senčilo, na primer ustrezen napušč ali verando. Na severno stran hiše pa naj bi namestili manjša okna in tako preprečili, da bi v hišo vstopal hla-den zrak s severne strani.

Opomba: So najšibkejši deli ovoja stavbe, skozi katere se v povprečju izgubi tretjino toplote pozimi in hladu poleti.

Opomba: Podobno skozi zunanja vrata v povprečju zgubimo 10% toplote v domu.

13


2. Na voljo imamo okna z različno energetsko učinkovitostjo, ki je odvisna predvsem od materiala, uporabljenega za okvir in od lastnosti stekla. Na primer, okno z aluminijastim ali železnim okvirjem dopušča pretok velikih količin toplote (nizka toplotna odpornost), medtem ko so leseni okvirji boljši, saj je les dober izolacijski material. Podobno imajo okna z dvojnimi stekli skoraj 50% manjše izgube toplote v primerjavi z okni, ki imajo samo eno plast stekla. Prav tako prepuščajo manj zraka, manj je kondenzacije vlage in zamrzovanja.

2.2.2.1. Razvrstitev oken Okna razvrščamo glede na koeficient toplotne prevodnosti, ki ga označujemo kot vrednost U. Pomembno je, da si zapomnite, da je vrednost U obratno sorazmerna vrednosti R (toplotna odpornost). Manjši koeficient U pomeni večjo energetsko učinkovitost okna.

Spodnja slika prikazuje tipične vrednosti U za različne tipe oken.

2.3 Bioklimatske stavbe Energetsko učinkovit model stavb vključuje vse tehnične rešitve in gra-dbene koncepte ter številne druge. S tem modelom lahko povečamo pri-hranke energije, zdravstvene razmere v stavbi, zmanjšujemo emisije toplogrednih plinov, ki nastajajo pri energetskem izkoriščanju fosilnih goriv, poleg tega pa se zmanjšajo tudi tekoči stroški gospodinjstva. Poleg tega koncept energetske učinkovitosti vključuje tudi dobro znan »bioklimatski model«, ki na naraven način zagotavlja udoben dom skozi vse leto.

Opomba:Okna z dvojnimi stekli imajo do 55% manjši U kot okna z enojnim steklom. Najbolj učinkovita okna z dvojnimi stekli prepuš-čajo okrog 80% sončne svetlobe, njihov koeficient U pa je približno 0,38. Okna, ki imajo vrednost U enako 0,2 ali celo manj, včasih ime-nujemo »super okna«. Mnoga energetsko učinkovita okna, ki so tudi komercialno dostopna, imajo več plasti stekel, nizkoemisjske nanose (nizek e), medstekelni prostor zapolnjen z inertnim plinom argonom (Ar) ali kriptonom (Kr)1 in insulating spacers§.

Slika 8: Razvrstitev oken: Vrednosti U za različne tipe oken

1 Tako imenovana termopan okna.

14


Slika 9: Najpomembnejši bioklimatski (aktivni in pasivni) elementi Vendar tukaj ne gre za novo stroko. Že tradicionalna arhitektura je upoštevala bioklimatska načela, saj so bili umetni viri toplote in hladu dragi in omejeni.

Aktivni sistemi

Sprejemniki sončne energijeFotonapetostne plošče

Bioklimatski elementi

.....

Neposredni sončni dobitki

Toplotni zidovi s predgrevanjem zraka

Pasivni sistemi

Posredni sončni dobitki

Trombovi zidovi

Izolirani sistemi: Sunspaces§ in atriji

Masivni zidovi

Kolektorji in grave fills§

Definicija : Bioklimatski model vključuje prilagajanje stavbe določenim vremen-skim pogojem in ustvarjanje kar največjega udobja s čim manjšo uporabo dodatnih energetskih virov. Sonce je najpomembnejši vir energije v bioklimatskem modelu.

15


Definicija :Bioklimatske elemente običajno delimo na aktivne in pasivne. • Aktivni sončni sistemi pretvarjajo sončno energijo mehansko in/ali električno.

To so sprejemniki sončne energije (za ogrevanje prostora ali vode) in fotona-petostne plošče (za proizvajanje električne energije)2, ki jih bomo obravnavali v naslednjem poglavju.

• Pasivni sončni model v kar največji meri izkorišča koristi sonca z uporabo kla-sičnih gradbenih rešitev in deluje z malo ali nič strojne pomoči. Naravno giba-nje toplote in zraka ali preprosto, da čim bolje izkoristimo sonce, na primer, da z dnevno svetlobo in toploto vzdržujemo udobno temperaturo.

Slika 10: Aktivni in pasivni solar-ni elementi v stavbi

2 V javnosti jih pogosto imenujejo tudi sončni kolektorji.

16


2.3.1 Pasivni sončni elementi Kot kaže zgornja slika 9, lahko pasivne sončne sisteme nadalje razdelimo na tri glavne elemente glede na metodo izkoriščanja sonca: • Neposreden sončni dobitek • Posreden sončni dobitek • Izolirani sistemi

Sistemi neposrednih sončnih dobitkov so pretežno sestavljeni iz steklenih površin, ki so obrnjene proti jugu in “ujamejo” sončno toploto v prostor med notranjo steno in stekleno površino. Gre za poseben zid (imenovan toplotna masa§), ki je sestavljen iz primernih snovi, tako da lahko “ujame” in zadrži sončno toploto ter jo oddaja ponoči. Tako lahko doseže-mo temperature do 27°C. Zasteklitev je navadno najpomembnejši dejavnik za prihranke energije. V stavbah, ki imajo proti jugu 60% steklenih površin, so lahko prihranki zaradi neposrednih sončnih dobitkov med 15% in 40% (odvisno od izola-cijskega materiala). Težava pa je, da je za isto površino poleti potrebno 55% več klimatizaci-je. Zato je običajno, da namestimo napušče in okrog stavbe zasadimo dre-

vesa. Ti zagotavljajo senco poleti in sončne dobitke pozimi. Naslednji zelo pomemben dejavnik je (celo pomembnejši od toplotne izolacije) je naravno prez-račevanje s pomočjo ustvarjanja prepiha, s čimer se poleti skušamo izogniti uporabi klimatizaci-je . Sistem posrednih sončnih dobitkov uporablja enake materiale in inženirske rešitve kot sistemi neposrednih dobitkov, vendar je toplotna masa (notranji zid) postavljena med sonce in prosto-rom, ki ga želimo ogreti. Z elementi pasivnih posrednih sončnih dobitkov lahko dosežemo temperature do 70°C (elementi z neposrednimi sončnimi dobitki lahko dosežejo 27°C). Zato so ti sistemi odlične površine za shranjevanje energije. Visoke temperature se dosežejo postopoma in se postopoma tudi znižujejo (z odlogom med 6 in 8 ur). Da preprečimo pregrevanje, poleti uporabimo napušče. Takšni sistemi vplivajo na celotno konstrukcijo stavbe, torej so priporočljivi za konstrukcije, ki so bile primerno projektirane. Različnim tipom sistemov posrednih sončnih dobitkov, je skupen element t.i. Trombov zid3.

Slika 12: Način delovanja Trombovega zidu

Sončno sevanje se zbira v prostoru med velikim zunanjim oknom in toplotno maso (zidom) ter greje zrak. Poseben element je, da so takšni prostori (oddušniki) nameščeni na vrhu in v vznožju stene. Zgornji omogoča, da segreti zrak teče v sobo, nadomesti pa ga ohlajeni zrak iz oddušnika v vznožju zidu (pomni, da se topel zrak dviga, saj je lažji kot hladen zrak).

Slika 11: Način delo-vanja pasivne sončne

3 Imenovan po francoskem inženirju Félixu Trombu.

17


Tudi potem, ko sonca ni več, toplotna masa (zid) vsrkava in shranjuje toploto in jo seva v pros-tor. Da preprečimo, da bi topel zrak ponoči uhajal skozi oddušnika, lahko namestimo blažilnike. Izolirani sistemi, kot sta zimski vrt (v domovih) in atriji (v večjih stavbah) zagotavljajo dodaten prostor s privlačnimi arhitekturnimi lastnostmi. V določenih podnebjih lahko tudi ščitijo pred neugodnim podnebjem po sprejemljivi ceni. Pri takšnih sistemih gre kombiniranje sistemov neposrednih in posrednih toplotnih dobitkov. Narejeni so iz velike steklene površine, ki obdaja toplotno maso (večjo kot je v Trombovem zidu). Slednja se nahaja med zunanjim zidom stavbe in stekleno površino. Način delovanja je podoben Trombovemu zidu.

Slika 13: Način delovanja atrija

Kakšne so koristi? Nova stavba, ki je bila načrtovana in zgrajena po bioklimatskih kriterijih lahko postane energet-sko samozadostna. Vendar so to izjemni primeri in to ne velja za vse bioklimatske stavbe. Energijski standard stavbe se običajno meri s porabljeno energijo za ogrevanje in hlajenje (v

kWh) za vsak kvadratni meter (m2) uporabne površine4 v obdobju enega leta. Tabela 3 prikazuje primerjavo med porabo tradicionalne in bioklimatske stavbe. Kot vidimo, lah-ko dosežemo prihranke do 67%.

Tabela 3: Poraba tradicionalne in bioklimatske stavbe

Potrebe Tradicionalna stavba (kWh/m2)

Bioklimatska stavba (kWh/m2)

Topla voda 20 20 Solar profit§ - 24 - 57 Internal profit§ - 28 - 28 Emisije plinov 13 10 Streha 32 10 Zidovi 51 20 Okna 30 37 Prezračevanje 47 31 Tla 28 13 Skupaj 169 56

Opomba: Katera koli stavba lahko z uporabo bioklimatskih metod doseže prihranke energije do 60% in sicer, brez dodatnih stroškov in ne na račun estetike.

4 Površina, ki je primerna za bivanje. Če imamo tri etaže s površino po 80 m², je površina za bivanje velika 240 m² (80 m² x 3).

18


Vsaka stavba, bi naj imela znano svojo vrednost energetskih potreb glede na uporabljene materi-ale. Energetske potrebe stavbe lahko ocenimo, če poznamo njeno porabo energije na kvadratni meter, kar pomnožimo s celotno uporabno površino stavbe.

2.4 Nasveti in namigi za boljšo uporabo stavbe ačrt stavbe, materiali za njen ovoj, okna in vrata, so odločilni za udoben življenjski standard. Glede na to, da največji del porabe energije v stavbi predstavljata gretje in hlajenje (več kot 50%) in glede na življenjsko dobo stavbe, moramo temu posvetiti veliko pozornost, če hočemo biti stroškovno učinkoviti. Upoštevajte spodnje nasvete, da boste izboljšali energetsko učinkovitost in prihranili denar. Ovoj in izolacija • Pri vsakem načrtovanju nove stavbe ali obnavljanju, je vedno potrebno načrtovati dobro

toplotno izolacijo. • Spreminjanje konstrukcije obstoječih stavb, da bi izboljšali izolacijo, je ponavadi težavno in

ni vedno stroškovno učinkovito. Vendar, če razmišljate o obnovi starejših stavb, ne pozabi-te, da lahko pravilna toplotna izolacija prihrani veliko energije in denarja. Izgube toplote lahko zmanjšate, če uporabite okna z dvojnimi stekli in izolirate stene. S tem lahko porabo energije zmanjšate za polovico (50%).

• Ne pozabite, da temne površine vsrkajo več sončnega sevanja. • Poskrbite, da se ovoj stavbe ustrezno zapre, tako da se zapolnijo luknje in reže kjer koli naj-

dete uhajanje zraka.

Vrata in okna • Če ne morete zamenjati starejših vrat in oken, lahko izboljšate njihovo učinkovitost na raz-

lične načine: • Odgrnite zavese in senčila na oknih na južni strani, da bo sonce sijalo v notranjost. • Ne uporabljajte zastiral ali senčnikov za pokrivanje oken in steklenih površin v zimskih

dneh, saj skozi okna v prostor prihajata naravna dnevna svetloba in toplota (sončni dobitek). • Prepričajte se, da vrata tesnijo in imajo na dnu nameščene krtačne profile, ki preprečujejo

uhajanje zraka. Če okrog vrat in oken uporabite §tesnila in mašila, lahko znatno zmanjšate uhajanje zraka.Med delovanjem toplotnega ali hladilnega sistema, imejte zaprta okna in vrata.

Bioklimatski gradbeni načrt in sistemi • Čeprav gradbeni načrt in gradbeni elementi zadevajo gradnjo ali večje obnovitve, je prav,

da to poznate tudi najstniki. • Predvsem se morate naučiti naslednje tri stvari: • če se zavedate pomena in poznate osnove primernega načrtovanja, materiale in uporabo teh-

nik, lahko to uporabite, ko boste izbirali dom, v katerem boste živeli, lahko pa tudi kaj pred-lagate svojim staršem ali šolskemu ravnatelju;

• lahko izvedete manjša popravila z majhnimi stroški, kot je zapolnitev razpok, dodajanje

Na primer, če imamo površino 240 m2 in porabo energije 169 kWh/m2 (kot v gornji tabeli), dobimo: 240 m2 x 169 kWh/m2 = 40.560 kWh (kar je približna poraba energije celotne stavbe).

19


dodatnih notranjih senčil (na primer zavese), namestitev ventilatorjev na stropu, uporaba rastlin za senčenje itd. lahko izvajate netehnične ukrepe, ki so povsem preprosti in prihranijo energijo v naših stav-bah brez dodatnih stroškov: racionalno delovanje stavbe in njenih sistemov, pravilna upora-ba oken (da sonce pozimi sveti v notranjost, senčenje in prezračevanje poleti (prezračujemo ponoči), racionalna raba naprav, da stavbe ne segrejemo preveč (na primer, da ne kuhamo v najbolj vročem delu dneva).

2.5 Vaja/vprašanja

1. Kakšna je smer pri toplotni prevodnosti? a) Od toplejšega k hladnejšemu ¨ b) Od hladnejšega k toplejšemu ¨ 2. Katere barve, po tvojem mnenju, bolje vsrkavajo sončno svetlobo in katere jo odbijajo? ........................................................................................................................................................................................................ 3. Naštej tri izolacijske materiale, ki jih najpogosteje uporabljamo: .............. ............................. ................................ .................................. 4. Katera gradbena rešitev bi bila boljši izolator? 10 cm toplotne izolacije ¨ ali 20 cm votle opeke ¨ 5. Se spomnite kakšne snovi, ki ne bi bila dober izolator? Zakaj? ........................................................................................................................................................................................................ 6. Kje najpogosteje prihaja do uhajanja zraka? ........................................................................................................................................................................................................ 7. Kaj lahko naredimo, da preprečimo prepih? . .................................................................................................................................................................................................... 8. Kje v stavbi naj bi bila nameščena večja okna? Na južni strani �̈ Na severni strani �¨ 9. S katero napravo ali sistemom lahko poleti preprečimo vdiranje vroče sončne svetlobe skozi okna? ..................................................................................................................................................................................................... 10. Katera vrsta okna delujejo najbolje in v katerem razponu naj bi se nahajala njena vrednost U? ..................................................................................................................................................................................................... 11. Označi, katere od spodnjih »sončnih« metod so aktivne (A) in katere pasivne (P)

20


• Fotonapetostne plošče [ ] [ ] • Atrij/dvorišče [ ] [ ] • Sistemi posrednih sončnih dobitkov [ ] [ ] 12. Poskusite opredeliti bioklimatski gradbeni načrt in navesti, kaj lahko smatramo za njegov najpomembnejši vir energije. ..................................................................................................................................................................................................... 13. Kakšna težava se poleti pojavlja pri pasivnih sončnih sistemih? Kako je možno to težavo enostavno odpraviti? ..................................................................................................................................................................................................... 14. Označi naloge, ki jih toplotna masa (notranji zid) opravlja v pasivnem sončnem sistemu: • Vsrkavanje in shranjevanje toplote ¨ • Ščitenje pred neprijetnimi podnebnimi vplivi ¨ • Sevanje toplote, ko sonce ne sije več ¨ • Omogočanje prezračevanja ¨ 15. Vzemimo merilo za porabo energije v stavbah (kWh/m2) in predpostavimo, da znaša poraba energije v vaši šoli približno 150 kWh/m2 na leto: • Pridobite podatek (ali ocenite) velikost uporabne površine v vaši šoli (m2)=…… • Izračunajte celotno porabo energije (kWh) = ………….. Rešitve 1. a). 2. Črna in temne barve vpijajo sončno toploto, bela in svetle barve pa jo odbijajo. 3. Lesna vlakna, steklena vlakna, mineralna volna, expanded§ glina, polistiren itd. 4. 10 cm toplotne izolacije. 5. Aluminij in kovine, ker so prevodni materiali. 6. Vzdolž okenskih okvirjev, skozi steklene površine in vrata. 7. Te dele lahko izoliramo in zatesnimo s primernimi tesnili in tako preprečimo uhajanje zraka. 8. Na južni strani. 9. Senčilo, napušč ali veranda. 10. Tako imenovana super okna. Imajo dve plasti stekel, medstekelni prostor je zapolnjen z izo-lirnim plinom in imajo nevidne nizkoemisjske nanose, ki prenašajo samo sevanje s specifično valovno dolžino. Takšna okna imajo vrednost U 0,2 ali celo nižjo. 11. 1) Aktivne 2) pasivne 3) pasivne. 12. (Definicija je v tem poglavju) 13. Težava je, da površina ulovi veliko toplote zato se notranja temperatura zviša. Zato je običaj-no, da namestimo napušče in okrog stavbe zasadimo drevesa. Ti zagotavljajo senco poleti in son-čne dobitke pozimi. Poleg tega je v poletnih nočeh pomembno ustrezno naravno prezračevanje z ustvarjanjem prepiha. 14. Vsrkavanje in shranjevanje toplote – Sevanje toplote, ko sonce ne sije več. 15. Primer: Površina (m2) = 2.500. Celotna poraba energije (kWh) = 150 kWh/ m² × 2.500 = 375.000 kWh letno. Pojmi Infrardeča kamera: je naprava, ki sliko ustvari z uporabo infrardečega sevanja, podobno kot

21


navaden fotoaparat ustvari sliko z uporabo vidne svetlobe. Z njo je možno prikazati temperaturne razlike na površini telesa. Toplotni dobitek: povečanje količine toplote v prostoru, ki je lahko posledica neposrednega sonč-nega sevanja, toplotnega toka skozi stene, okna in drugih površin stavbe in toplote, ki jo oddajajo ljudje, luči, oprema in drugi viri. Toplotna izguba: zmanjšanje količine toplote v prostoru, kar je posledica toplotnega toka skozi stene, okna, streho in drugih površin stavbe. Dobitek sončne toplote: dodana toplota v prostoru zaradi prenesene vsrkane sončne energije. Stolpnice: stavbe z več nadstropji. Elektromagnetni valovi: nastanejo, ko se električna polja spojijo z magnetnimi polji, ki potujejo skozi prostor in prenašajo energijo iz enega mesta v drugo. Učinek hladnega zidu: neugodje, ki ga čuti oseba v stavbi, ko njeno telo seva toploto proti hladni površini neizolirane stene. Kondenzacija (ali utekočinjanje): je sprememba agregatnega stanja (ali preprosto stanja) snovi iz plinastega stanja v tekoče stanje. Na primer, ko vodna para pride v stik s hladno površino stekle-nice se kondenzira (utekočini). Špirovec: eden od večih poševnih tramov, ki podpira streho (sega od slemena do kapa). »Piling stick«: lesena palica ali ozek leseni trak, ki ločuje smeri v kopici in tako izboljšuje krože-nje zraka. Strešna opeka: tanka plošča iz žgane gline, ki jo uporabljamo za prekrivanje ostrešja. Kelvinova stopinja: merska enota za temperaturo, ki je enako dolga kot stopinja celzija (°C). Temperaturo v kelvinih dobimo, če temperaturi, ki je podana v °C, prištejemo 273 K. Ledišče vode je pri 0 °C oziroma 273 K, njeno vrelišče pa pri 100 °C oziroma 273 K. Pena iz ekspandiranega polistirena: je plastičen material, ki ima posebne lastnosti zaradi svoje sestave. Sestavljen je iz posameznih celic z nizko gostoto polistirena. Pena izredno lahka. Steklena vlakna: je material, ki je narejen iz zelo tankih vlaken stekla. Toplotni most: do pojava toplotnega mostu pride, ko se stikajo materiali, ki so slabi izolatorji, tako da toplota potuje skozi. Toplotne mostove je potrebno preprečiti s prezidavo z manj stiki med takšnimi materiali, z uporabo materialov, ki imajo boljše izolacijske lastnosti, ali z dodatni-mi izolacijskimi elementi. Mašilo: mehka, poltrdna snov, ki jo je možno vtlačiti med (fiksna) stikališča in razpoke v stavbi, s čimer zmanjšamo pretok zraka v stavbo in iz nje. Tesnilo: material, ki zmanjša pretok zraka okrog vrat in oken. Namestimo ga na okvirje, tako da jih lahko neprodušno zapremo.

22


Spletna stran:

http://www.energysavingcommunity.co.uk/ http://www.proudcities.gr/ http://www.eurima.org/ http://www.energytraining4europe.org/ http://www.need.org/ http://apps1.eere.energy.gov/consumer/your_home/designing_remodeling/index.cfm/mytopic=10250 http://www.cres.gr/kape/energeia_politis/energeia_politis_bioclimatic_eng.htm

References

VV. AA.: Guía práctica de la energía para la rehabilitación de edificios. El aislamiento, la mejor solución’ (Practical Guide for the Energy Reform of Buildings. The insulation, the best solution), Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), Asociación Nacional de Industriales de Materiales Aislantes (ANDIMA), 2008.

Klju čne točke: • Načrt stavbe, materiali za njen ovoj, okna in vrata, so odločilni za

udoben življenjski standard. Glede na to, da največji del porabe energije v stavbi predstavljata gretje in hlajenje (več kot 50%) in glede na življenjsko dobo stavbe, moramo temu posvetiti veliko pozornosti, če hočemo biti stroškovno učinkoviti.

• Dobra izolacija lahko zmanjša pretok toplote skozi stene, strehe, okna itd., kar je koristno predvsem za varčevanje z energijo in povečanje udobja.

• Po načelu toplotne prevodnosti toplota vedno potuje iz toplejšega v hladnejši prostor.

• Okna, steklene površine in vrata so najšibkejši deli ovoja stavbe, ki v povprečju prispevajo eno tretjino toplotnih izgub pozimi in izgub hladu poleti.

• Katera koli stavba lahko z uporabo bioklimatskih metod doseže prihranke energije do 60% in sicer, brez dodatnih stroškov in ne na račun estetike.

23


3. Klimatizacija Cilj učne snovi: V tem poglavju se boste naučili:

• Kaj je toplotno ugodje in kako ga dosežemo • Osnove ogrevalnih sistemov • Katere obnovljive vire energije uporabljamo za ogrevanje • Osnove hladilnih sistemov • Kako pravilno uporabljati ogrevalne sisteme in klima naprave ter varčevati z

energijo

3.1. Ogrevanje

3.1.1. Notranja mikroklima in udobje Ključna naloga ogrevanja je vzdrževanje toplotnega udobja v notranjem prostoru.

Tok toplote, ki jo oddaja telo, lahko preprosto spremenimo s tem, da se bolj oblečemo (s tem se poveča toplotna odpornost telesa) ali spremenimo dejavnosti (z bolj intenzivno dejavnostjo se poveča količina toplote, ki jo proizvede telo).

Za vsako dejavnost obstajajo priporočene višine temperature zraka, ki zagotavljajo toplotno udo-bje. Vendar, če smo samo krajši čas v prostoru z neprimerno temperaturo, nam ponavadi ni neu-godno, saj naš organizem uravnava razliko med ustvarjeno in odvzeto toploto. Ti procesi uravna-vanja so povezani z našo starostjo, zdravstvenim stanjem, prehrano in dejavnostjo. Nanje vpliva temperatura, vlaga in hitrost zraka v našem okolju. Dokazano je, da toplotno udobje bolj vpliva na subjektiven občutek udobja in delovno aktivnost kot onesnaženje zraka ali moteč hrup. Nekatere študije so dokazale, da je človekova storilnost pri temperaturi 22 °C 100 %. Pri 27 °C se zmanjša na 75 % in pri 30 °C na samo 50 % človekove maksimalne storilnosti. Vlaga je tesno povezana s temperaturo. Pozimi se relativna vlaga zni-ža na 20 % ali manj. Zato sluznica v dihalnem sistemu postane suha, s tem pa se zmanjša odpornost organizma in posledično lahko v dihalni sistem vdrejo škodljive snovi. Vendar je toplotno udobje odvisno od številnih ostalih dejavnikov, na primer od temperature površin v okolici. Te površine sevajo in na temperaturo vplivajo pozitivno ali negativno. Ljudje so zelo občutljivi na sevanje. Če so deli telesa izpostavljeni določenim pogojem, lahko človek – kljub subjektivnem občutku primerne toplote – doživlja (toplotno) neugodje. Takšno lokalno5 toplotno neugodje ne moremo odpraviti z višanjem ali nižanjem temperature v okolici.

Definicija : Toplotno udobje je eden od najpomembnejših dejavnikov, ki zagotav-ljajo najboljše notranje okolje za ljudi. Gre za stanje, ko se ohranja toplotno ravno-vesje med človekom in njegovo okolico. To pomeni, da se toplota, ki jo ustvari člo-veško telo, razprši oziroma odstrani od telesa.

Opomba: Osnovni kriteriji povezani s toplotnim udobjem so temperatura (torej tempe-ratura zraka, na katero vpliva sevanje okoliških površin), vlaga in hitrost zraka).

5 Lokalno v smislu samo na določenem delu telesa.

24


Potrebno je odstraniti vzrok za takšno lokalno segrevanje ali hlajenje.

Pomni, da lahko o toploti ambienta sodimo, samo če poznamo tako parametre lokalnega kot tudi splošnega toplotnega udobja. Tabela 1: Priporočila za toplotno udobje pozimi

Relativna zračna vlaga mora biti 30-60%. Hitrost zraka – pozimi največ 0,15 m.s-1, poleti največ 0,25 m.s-1

Opomba: Na splošno lahko toplotno neugodje razvrstimo v 4 skupine: • Konvekcijsko hlajenje telesa, ki ga

povzroči prepih • Hlajenje ali ogrevanje delov telesa

zaradi sevanja, kar je znano tudi kot problem nesomernega (ali asimetrič-nega) sevanja.

• Občutek hladnih nog in topla glave istočasno, ki jo povzroči velika tempe-raturna razlika zraka (vertikalno).

• Vroče ali hladne noge, ki jo povzroči neprimerna temperatura zraka.

Prostor T e m p e r a t u r a zraka (°C)

Intenzivnost spre-memb zraka (h-1)

Količina zraka (m3 . h-1)

Dnevna soba 18-22 3 3 na 1 m2 tal

Kuhinja 15

Plin 3 150

Kuhinjski kot Elektrika 3 100

Kopalnica 24 - 60

Kopalnica s straniščem 24 - 60

Stranišče 16 - 25

Umivalnica 18 0,5 -

Garderoba 18 1 -

Shramba 15 1 -

Predsoba, stopnišče 10-15

25


3.1.2 Ogrevalni sistemi Obstajajo različne vrste ogrevalnih sistemov. Razvrstimo jih lahko glede na vir, prostor vira, vrs-to nosilca toplote, temperature nosilca toplote, vrsto ogrevalnega elementa itd. Lokalno ogrevanje pomeni, da je vir toplote (npr. ognjišče) v prostoru, ki ga želimo ogrevati. Centralno ogrevanje se pogosto uporablja v hladnih podnebjih za ogrevanje zasebnih hiš in jav-nih stavb. V takšnem sistemu je bojler, peč ali toplotna črpalka, ki ogreva vodo, paro ali zrak. Vse se nahaja na osrednji (centralni) lokaciji kot je kurilnica v hiši ali kurilnica v večji stavbi. V večjih mestih se pogosto uporablja daljinsko ogrevanje.

3.1.3 Vrsta nosilca toplote Tipična toplotna medija sta voda in zrak, vendar lahko uporabljamo tudi druge kot so elektrika, para ipd. 3.1.3.1 Vroča voda Takšen sistem je lahko nizko - ali visokotemperaturni. Sistem z vročo vodo z radiatorji je že po tradiciji zelo razširjen v Evropi, saj je takšen sistem najboljši za trdne stavbe z opečnatimi ali kamnitimi stenami in naravnim prezračevavanjem, ki so bile najbolj običajne v preteklosti. Trak-šen tradicionalen sistem je tudi najboljši za uporabo trdnih fosilnih goriv, ki so precej nefleksibil-na.

3.1.3.2 Zračno ogrevanje Sistemi z zračnim sistemom ogrevanja stanovanjskih zgradb se lahko uporabljajo v poslovnih ali industrijskih zgradbah. Glavni razlogi za to so podnebni pogoji, zgodovinski razvoj in povezava med ogrevalni sistemom in grajenjem stavb. Nosilec toplote v tem sistemu je zrak. V primerjavi z vodo lahko zrak sprejme manj toplote, zato je slabši nosilec kot voda.

3.1. 4 Viri energije 3.1.4.1 Fosilna goriva Trdna fosilna goriva kot so črni premog, rjavi premog, antracit ali koks so pretežno uporabljali v preteklosti.

Opomba: Omenjeni sistem lahko uporabimo tudi v nizko energijskih stavbah, vendar obstajajo nekatere razlike med tradicionalnim sistemom in sistemom za novejše stavbe. Sevanje radiatorjev je bistveno manjše, zato se sistem bolj prilagaja spremembam notra-njih dobitkov.

Opomba: Sodobna zamisel tega sistema je povezava zračnega ogrevanja in prezrače-vanja, kar je uporabno predvsem v dobro izoliranih stavbah z majhno porabo energije. Za razliko od krožnega sistema se tukaj zrak dovaja nadzorovano, kar zagotavlja higi-ensko primerno izmenjavo zraka

Opomba: Ogrevanje s trdnimi fosilnimi gorivi je eden od glavnih vzrokov onesnaževa-nja zraka. Posledica zgorevanja omenjenih goriv so emisije žveplovih, dušikovih in ogljikovih oksidov, emisije prahu ter emisije organskih in anorganskih snovi.

26


V preteklosti je bila uporaba teh virov le malo nadzorovana in neprilagodljiva. Poleg tega je bila učinkovitost zgorevanja nizka, količina emisij pa je bila velika. Sodobni kotli so zelo učinkoviti in ustvarijo manj emisij.

Edini problem je, da pri gorenju plina nastajajo dušikovi oksidi (NOx), vendar danes izdelovalci znižujejo emisije NOx na 10% nekdanjih količin. Evropski standardi določajo 5 skupin grelcev glede na količino emisij NOx. Plin, podobno kot katero koli drugo ogljikovo gorivo, je vir oglji-kovega dioksida (CO2), ki se danes smatra za snov, ki je najbolj odgovorna za učinek tople gre-de. 3.1.4.2 Električna energija Električno ogrevanje lahko uvrstimo med najbolj udobne načine ogrevanja z vidika namestitve, vzdrževanja, toplotnega udobja in odzivnosti. Poleg tega je povsod dostopno. Vendar danes cena elektrike raste, zato je tovrstno ogrevanje primerno predvsem za dobro izolirane stavbe, ki pora-bijo malo energije. Poleg tega ne smeš pozabiti, da elektriko proizvajajo predvsem z gorenjem fosilnih goriv.

3.1.5 Obvnovljivi viri energije 3.1.5.1. Biomasa

Osnovne tehnologije za proizvodnjo so suhi postopek – gorenje, uplinjanje in piroliza ter mokri postopek – biokemična pretvorba, kot so vrenje meta-na, vrenje etanola in proizvodnja vodika. V to posebno skupino spada mehansko-kemična pretvorba – stiskanje nafte§ in njena prikrojitev, npr. bio-gorivo.

Opomba: Vendar si je dobro zapomniti, da so fosilna goriva neobnovljivi viri energije in da so rezerve teh goriv omejene.

V nekaterih deželah so razširjena tudi tekoča fosilna goriva. Vendar je danes med fosilni-mi gorivi najbolj razširjena uporaba plina. V primerjavi z ostalimi fosilnimi gorivi ima plin številne prednosti. Če za gorenje namesto trdnih fosilnih goriv uporabljamo plin povzročamo manjše emisi-je onesnaževal – emisije prahu in žveplovih dioksidov (SO2) so skoraj neznatni, poleg tega je koli-čina ogljikovega oksida (CO) precej manjša.

Definicija :Biomasa je organska snov. V energetiki so to ponavadi les in lesni odpadki, slama, žito in ostali kmetijsiki ostanki. Biomasa lahko vključuje biorazgradljive odpadke (kot so gnoj, odplake ipd.), ki jih lahko kurimo kot gorivo.

Opomba:Les in slama sta – če dobro zgorevata – na dru-gem mestu po prijaznosti do okolja med gorivi. Edini vrsti onesneževal, ki nastajata pri njunem gorenju so ogljikovi oksidi in nekatera trdna onesneževala. Ogljikov dioksid porabijo rastoče rastline, zato te emisije niso problematične. Tudi emisije žvepla so zelo nizke, saj ga les skoraj ne vse-buje, v slami pa ga je okrog 0,1%.

27


Zgorevanje in uplinjanje Pri visoki temperaturi suha biomasa oddaja gorljive pline. Če je prisoten zrak, biomasa gori nor-malno, če pa ni prisoten, plin gori podobno kot ostala plinska goriva. Učinek z lahkoto nadzira-mo, emisije so manjše in učinkovitost je večja. Biomasa je zelo kompleksno gorivo, saj je delež za uplinjanje zelo visok (les 70%, slama 80%). Ti plini gorijo pri drugačnih temperaturah, zato zelo pogosto gori samo del goriva. Glavni pogoj za dobro zgorevanje je visoka temperatura, učinkovito mešanje z zrakom in dovolj prostora v peči za zgorevanje celotnega goriva. Gorilna vrednost lesa in ostalih rastlinskih goriv je odvisna od vrste lesa oziroma rastline ter od vlage. Količina energije v 1 kg suhega lesa je približno 5,2 kWh, vendar dejansko lesa nikoli ne moremo povsem osušiti. Vlaga predstavlja okrog 20 % teže suhega lesa. Zato je dejanska količi-na energije v lesu med 4,3 in 4,5 kWh. Danes se biomasa ne uporablja za sežiganje samo v stanovanjskih stavbah, ampak tudi v elek-trarnah in toplarnah. V pečeh v enodružinskih hišah se gorivo najprej uplini in šele potem zgori. Takšen sistem je možno dobro nadzorovati in je primerljiv s plinskimi pečmi. Slabost pa je upra-vljanje z gorivom in njegovo shranjevanje. Problematična sta lahko tudi prevoz in oskrba, kar je odvisno od lokacije. S tehničnega vidika biomasa ni najbolj primerna za majhne stavbe z majhno porabo energije, saj prihaja do problemov z nizkim učinkom in uravnavanjem. Poleg tega je pot-rebno namestiti zaščito proti nizkotemperaturni koroziji. Zelo koristno je uporabljati akumulacijo in jo uporabljati tudi za pripravo tople vode. V grelcih v družinskih hišah ponavadi uporabljamo polena, lesne brikete, sekance ali lesne odpadke. Bioplin Bioplin se izloča iz organskih snovi (smetišč, odplak) v zaprtih rezervoarjih brez prisotnosti zra-ka. V bioplinarnah biomaso segrejejo na 37 – 60 °C nato pa jo bakterije pretvorijo v bioplin. Vrenje Etanol pridobivamo iz sladkorja, repe, žitaric, koruze, sadja ali krompirja. Teoretično lahko iz 1 kg sladkorja ustvarimo 0,65 litra 100-odstotnega etanola. Takšen čist etanol je zelo dobro gorivo za plinske motorje. 3.1.5.2. Toplotne črpalke Danes toplotne črpalke počasi postajajo običajen vir toplote. Narašča-nje cen energije spodbuja razširjanje toplotnih črpalk v stanovanjskih (zlasti enodružinskih) stavbah.

Kako deluje toplotna črpalka

Definicija :Toplotna črpalka je električna naprava s spo-sobnostjo tako ogrevanja kot tudi hlajenja. Pretvarja naravno toploto (relativno nizka temperatura) iz vode, zemlje ali zraka v toploto z višjo temperaturo, ki jo lah-ko uporabimo za ogrevanje.

Opomba: Glavni del toplotne črpalke je hladilni tokokrog z električnim kompresorjem. Ostala dela sta izmenjevalca toplote – uparjalnik in kondenzator.

28


Uparjalnik prevzame toploto na nižjem tem-peraturnem nivoju iz zunanjega okolja (zraka, zemlje, vode), zato se zunanje okol-je ohladi, toploto pa kompresor prenese do kondenzatorja. Kondenzator oddaja toploto na višjem temperaturnem nivoju okolju (ogrevalni sistem, topla voda) in to notranje okolje postane toplejše. Ogrevalni učinek toplotne črpalke je vsota električne energije kompresorja in energije iz zunanjega okol-ja.

Ogrevalni količnik ponavadi variira med 2,5 in 3,5. To pomeni, da lahko iz 1 kWh električne energije pridobimo od 2,5 do 3,5 kWh toplotne energije. V posebnih primerih lahko dobimo tudi več – okrog 4-5 kWh. Toplotna črpalka je učinkovita, ko je toplotna razlika med notranjim in zunanjim okoljem visoka. Uporablja 60-70 % naravne energije. Sama toplotna črpalka ne proiz-vaja nobenih emisij. Viri energije za toplotne črpalke 1. Voda Uporabljamo lahko tako podzemno kot tudi površinsko vodo. Voda mora biti čista, njena temperatura mora biti vsaj 8 °C in na voljo mora biti v zadostnih količinah. Če želimo uporabljati podzemno vodo, moramo zgraditi dva vodnjaka – enega za zbiranje (sesanje) in drugega za ponor. Uporabljene vode ne smemo odvajati v kanalizacijo ali reko, saj bi ekološko bolj dragoceno podzemno vodo spre-menili v manj vredno površinsko vodo. 2. Geotermalna energija Toploto iz zemlje lahko preprosto uporabljamo s pomočjo cevnega absorberja. Toploto se zajema posred-no – med izparilnikom in zemljo mora obstajati posredni nosilec, kar je ponavadi hladilo. Absorber je sestav-ljen iz plastičnega cevovoda, ki je nameščen navpično v vodnjaku ali vodoravno v površinskem kolektorju. Učinek uravnavamo z dolžino cevo-voda. 3. Zrak Zunanji zrak, ki vsebuje toploto z nizkim potencialom, se pretaka skozi uparjalnik. Takšen vir je enostavno dostopen, neomejen in ne vpliva na zunanje okolje, saj se zajeta toplota iz zraka vrača

1>⋅⋅=⋅inputelektricni

outputogrevanjeogrevanjanikkolič

29


nazaj zaradi toplotnih izgub skozi ovoj stavbe. Vendar se s spremi-njanjem temperature zunanjega zraka spreminja tudi učinek toplo-te. 3.1.6 Sončna energija Podnebne spremembe, onesnaženje ozračja in na splošno zaskrb-ljujoče stanje okolja, ki so predvsem posledica dolgotrajne rabe fosilnih virov energije, počasi postajajo vse večja skrb. To vodi v razvoj novih alternativ za oskrbovanje z elektriko dobro znanih kot obnovljive energije.

Kaj je sončna energija? Vsak dan sonce odda velikansko količino energije v obliki sevanja. Podobno kot ostale zvezde, je sonce velika krogla plinov, predvsem vodikovih in helijevih atomov, ki nenehno zgorevajo. Ali – bolje povedano – atomi so v postopku zdru-ževanja, ki ga imenujemo jedrska fuzija. Preprosto povedano, atomi vodika se v sončevi sredici - pri izredno visokih tempe-raturah in pod visokim pritiskom - združujejo oziroma zlivajo v atome helija. Helijev atom nastane iz natančno štirih jeder vodika, njegova masa pa je manjša od mase štirih atomov iz katerih je nastal. Ta izguba materije je tisto, kar se oddaja v vesolje kot sevalna energija, ki je prvobitni vir življenja na planetu Zemlja.

Slika 14: Sevanje energije

Samo majhen del energije, ki seva s Sonca, dospe do Zemlje; samo en del od dveh milijard, osta-lo pa se razprši v vesolju. Od tega majhnega deleža, se okrog 15% sončnih žarkov odbije nazaj v vesolje, nadaljnjih 30% povzročajo izparevanje vode, ki se nahaja v atmosferi in iz katere nasta-

Opomba: Ena od njih je sončna energija. Njen vir je preprosto sonce, ki je na voljo zas-tonj, je neizčrpno in ga lahko uporabljamo na različne načine.

30


jajo padavine, in končno, sončno energijo vsrkavajo rastline, zemlja in oceani. Slednje omogoča vegetativno življenje s procesom fotosinteze. Samo preostanek je možno uporabiti za zadovolje-vanje naših potreb po energiji, vendar je tudi ta količina energije velikanska. Kako lahko uporabljamo sončno energijo? Na voljo imamo veliko možnosti za uporabo sončne energije doma, v šoli in v stavbah na sploš-no. Najpomembnejši načini so: 1. Pasivna toplota: gre za izkoriščanje toplote, ki jo naravno prejemamo od sonca. Upoštevati jo

moramo predvsem pri načrtovanju stavb, saj potem v njih potrebujemo manj dodatnega ogre-vanja (glej tudi poglavje o načrtovanju stavb).

2. Solarno-termična energija: o tem načinu govorimo, kadar uporabljamo sončno toploto za zagotavljanje vroče vode v domovih ali plavalnih bazenih ali tudi v ogrevalnih sistemih (glej poglavje o vodi).

3. Fotonapetostna (ali fotovoltaična – PV) energija: Neposredna pretvorba sončne energije v elektriko, ki napaja naprave in razsvetljavo. Fotonapetostni sistem potrebuje dnevno svet-lobo – ni nujno, da gre za neposredno sončno svetlobo – da ustvarja elektriko.

Sončni sistem mora biti povezan s katerim drugim virom ogrevanja (npr. plinski bojler, električni bojler itd.) za obdobja, ko je malo sončne svetlobe (oblačno vreme, noč itd.) ali je sploh ni. Pole-ti lahko kot prenosnik toplote uporabljamo vodo, vendar moramo za celoletno delovanje uporabi-ti tekočino, ki ne zmrzuje. Za zagotavljanje kar največje učinkovitosti sistema je potrebno najti ustrezno kombinacijo sonč-nega sprejemnika, hranilnika toplote in delovne temperature ogrevalnega sistema. Zelo pomem-bno je tudi upravljanje sistema. Z glavnim sistemom in sistemom za upravljanje je povezanih veliko senzorjev (tipal). Ko senzor na solarni plošči

Opomba: Aktivni sistemi uporabljajo različne vrste sončnih kolektorjev in so lah-ko dodaten vir ogrevanja - delež, ki ga prispevajo, je odvisen od geografske širine, časa in jakosti sončne svetlo-be. Vedno gre za sistem z akumulacijo toplote predv-sem v vodnem rezervoarju, vendar lahko tudi v bazenu ali v gramoznem skladišču. Aku-mulirano energijo potem ponavadi uporabljamo za ogrevanje ali za sanitarno toplo vodo. Vendar praviloma dolgotrajneša akumulacija pomeni višje stroške.

31


ugotovi, da temperatura plošče presega tempe-raturo rezervoarja, regulativni mehanizem vključi črpalko in toplota se prenese iz plošče v hranilnik toplote. Ko se temperature v rezervo-arju izenači s temperature plošče, se črpalka izključi. Tako se preprečujejo izgube toplote.

3.1.7 Grelna telesa

Grelna telesa (radiatorji ali oddušniki) naj bi

namestili v najhladnejšem delu sobe, praviloma pod okna, da tako čim bolj zmanjšamo nabiranje vlage in preusmerimo zrač-ni tok, ki nastane v prostoru, ko se zrak ob hladni okenski šipi ohlaja, postaja težji in se zato spušča (glej sliko). Naprave, ki usmerjajo zračni tok stran od oken, da bi tako preprečila izgu-bo toplote, uničijo namen projektiranja. Prepih hladnega zraka lahko znatno prispeva k subjektivnemu občutku, da je v prosto-ru hladneje, kot pa je povprečna sobna temperature. Zato je - poleg ustreznega načrtovanja ogrevalnega sistema - pomem-bno tudi, da nadzorujemo vdiranje zraka od zunaj. Nasprotno pa se v primerih, ko je grelno telo vgrajeno v notra-njo površino (npr. talno ogrevanje), hladni zrak ob oknu spušča proti tlom in ustvarja neprijeten zračni tok, ki ima hitrost okrog 0,3 do 0,5 m/s. Da neprijetni tok speljemo stran, moramo talno ogrevanje pod oknom okrepiti ali vgraditi talni grelec. Vrste grelnih teles 1. Radiatorji

Definicija :Ključna naloga grelnih teles je, da v notranji prostor dovedejo dovolj toplote, da se v prostoru ustvari toplotno udobje. Količino lahko uravnavamo z vrs-to, velikostjo in načinom namestitve grel-nega telesa.

1. kolektor 6 senzor rezervoarja v solarnem sistemu 2. prezračevanje<0} 7 pipa 3 senzor kolektorja 8 solarni rezervoar 4 regulacija 9 grelec 5 črpalka 10 senzor rezervoarja v solarnem sistemu

A – talni grelec B – območje okrepljenega talnega ogrevanja C – talno ogrevanje

Radiator next to the window

32


Narobe je, če mislimo, da je možno v nizkotemperaturnih ogrevalnih sistemih uporabiti zgolj talno ali stensko ogrevanje. Sodobne radiator-je lahko brez težav z njihovo prostornino uporabljamo v nizko-energijskih stavbah. Vendar je pomembno, da skrbno izberemo ustre-zno vrsto grelnih teles. Radiator prenaša toploto s sevanjem in konve-kcijo. Sestavljivi radiatorji so sestavljeni iz večih delov in so izdelani iz raz-

ličnih materialov – običajno iz jeklenih plošč, iz surovega železa ali aluminija. Takšni vrsta radiatorjev imajo zelo dobro hidravliko. Takšni radiatorji ne reagirajo hitro, ker so težki in so povsem polni vode. Slednje je lahko slabost, če uporabljamo fle-ksibilen vir ogrevanja in samodejno regulacijo. Sestavljeni radiatorji imajo dolgo življenjsko dobo – nekatere vrste delujejo okrog 80 let brez rjavenja. Najbolj razširjeni so ploščati radiatorji. Sestavljeni so iz ravnih ali valovitih jeklenih plošč (ene, dveh ali treh). Cevasta grelna telesa nameščamo predvsem v kopalnicah, straniščih ali predsobah. Sestavljena so iz majhnih bakrenih cevi, ki so zvarjene sku-

paj. Možno jih je dobiti v različnih oblikah, velikostih in barvah ter so obi-čajno zelo estetska. Lahko jih namestimo tudi kot ločilni zid v prostoru. Tak-šno grelno telo je idealno za sušenje perila, vendar nima dovolj velikega učinka za ogrevanje velike sobe. Poleg tega je priporočljivo, da ga v kopalni-ci uporabimo samo kot dodaten vir. 2. Grelci

Grelec je grelno telo, ki prenaša toploto s konvekcijo. Sestavljen je iz izmenjevalca in zaboja, ki ima mrežico na zgornji strani. Lahko ga namestimo na steno, vgradimo v podstavek ali v tla. Vgrajeni grelec ima majhen učinek zato moramo vgraditi ventilator s katerim pove-čamo učinek.

3. Talno ogrevanje

Opomba: V primerjavi s sestavljenimi radiatorji , so ploščati samo do 1/3 napolnjeni z vodo, zato so bolj prilagodljivi in jih enostavno reguliramo s termostatskim ventilom.

33


Če uporabljamo takšno grelno telo, potrebujemo nižjo temperaturo za vzdrževanje toplotnega

udobja v notranjosti. Zato lahko uporabimo vir z manjšim potencia-lom kot so toplotne črpalke, kondenzacijski kotli ali sprejemniki son-čne energije. Električno ogrevanje uporabljamo predvsem kot doda-ten element za vzdrževanje večjega udobja. 4. Stensko ogrevanje Stensko ogrevanje se je razvilo podobno kot talno, vendar se ne upo-rablja tako pogosto. Stroški investicije so večji, vendar ima določene prednosti. Ustvari idealno klimo, uporaba je fleksibilna in prinaša nove možnosti za ogrevanje starejših hiš. Ko uporabljamo ogrevalni sistem, zunanje stene v prostor oddajajo hlad. To se spremeni, če upo-rabljamo stensko ogrevanje, saj potem zunanje stene v notranji prostor oddajajo toploto. Torej za ogrevanje potrebujemo nizko temperaturo in lahko uporabimo vire z nizkim potencialom. V nas-protju s talnim ogrevanjem, pri stenskem temperatura zidu ni omejena. Gradnja je podobna kot pri talnem ogrevanju.

3.2 Hlajenje – klimatizacija

3.2.1. Uvod Klimatizacijski sistem nam poleti v notranjih prostorih omogoča ohranjanje prijetne temperature. To, da lahko izberemo želeno temperaturo, je razkošje, ki ga pred nekaj desetletji še niso poznali. V zadnjih nekaj letih se je cena hladilnih sistemov precej zni-žala, zato se je njihova uporaba povečala. V večini primerov zgradbe nimajo centralnega sistema hlaje-nja, zaradi katerega bi bile bolj energetsko učinkovite, ampak ima vsako stanovanje svojo klimo. Preden razložimo kako klima deluje, in kakšne tipe klim poz-namo, je potrebno razmisliti o naslednjem vprašanju.

Kakšna temperatura je primerna?

Definicija :Talno ogrevanje je sevalno ogrevanje za velike površine. Obstajata dve vrsti talnega ogrevanja – vročevodno in električno.

Opomba: Zaradi tega poleti klime drastično povečajo zneske na računih industrijskih obje-ktov, hotelov, bolnišnic, raznih ustanov, šolah itd. V mnogih evropskih regijah, je poraba energije poleti, zaradi vedno večje uporabe hladilnih sistemov, celo večja kot pozimi

34


Udobno okolje je tisto, kjer stanovalcem ni vroče in jih ne zebe.

Zakaj definirati udobje? Klima mora imeti nastavljeno določeno temperaturo, nad katero prične s hlaje-njem. Potrebno je torej izbrati primerno temperaturo, ki ne bo prenizka, saj bo tako klima delovala preveč časa, in ne previsoka, saj bo takrat klima delovala le kratek čas, in prostora ne bo dovolj ohladila. Pogosto sploh ne pomislimo, kakšno moč ima klima ter koliko energije porabi, in če jo pravzaprav potrebujemo. Zato je pomembno, da določimo, kaj je udobje, kar nam bo omogočilo, da nastavimo primerno temperaturo na termostatu. Kaj je najbolj udobno? Naslednji primer nam bo razjasnil to, o čemer smo ravnokar govorili: Poleti je ob 15:00 temperatura v mojem kraju 38şC, kaj je za nas najprimernejše?

A) Da vstopimo v stavbo ali izstopimo iz stavbe, kjer je temperatura 18şC? B) Da vstopimo v stavbo ali izstopimo iz stavbe, kjer je temperatura 24şC?

V primeru A telo doživi veliko temperaturno razliko (20şC), medtem, ko je v primeru B ta razlika le 12şC. Glede na definicijo udobja, je v tem primeru najbolj pri-merno klimo nastaviti na 24şC. In ... zakaj je to dobro? Izbira primerne temperature ima štiri prednosti, ki so med seboj povezane:

• Večje udobje; • Zmanjšanje časa delovanja, in tako porabe energije; • Če porabimo manj energije, zmanjšamo račun za elektriko; • Prenizka temperatura v hiši povzroči nenadno spremembo temperature v telesu (ko pri-

demo od zunaj), kar je vzrok za večino poletnih prehladov.

Definicija :Težko je določiti katera temperatura je za nekoga udo-bna, saj je pri tem potrebno upoštevati veliko dejavnikov. Najbolj pogost pokazatelj ugodne temperature je temperatura zraka, čep-rav drugi dejavniki, kot so vlaga in prepih, vplivajo na občutek udobja.

Opomba: Poleti je potrebno klimo nastaviti tako, da nas, kadar vstopimo v prostor, ne zazebe. Kljub temu, da klimo lahko nastaviš na manj kot 18şC, mora poleti delovati med 23şC in 25şC.

35


3.2.2. Kako deluje klima?

Da lahko to naredi, hladilna naprava uporablja prenašalno snov, ki jo poznamo kot "hladilo"6. Ta snov ima ravno pravšnje fizikalne lastnosti. Pri majhnih temperaturah preide od tekočega do pli-nastega stanja Med temi fazami ujame toploto. Hladilni sistem sestavljajo osnovni deli (kompresor, kondenzator, raztezna naprava in uparjal-nik), med katerimi neprestano kroži hladilna tekočina. Osnovni sistem delimo na štiri korake, kar prikazuje naslednja slika.

Koraki 4–1: Hladilo steče skozi uparjalnik (ki je nameščen znotraj), kjer iz toplega prostora ods-trani toploto (notranjih prostorov), ki so tako ohlajeni. Zaradi tega procesa vpijanja se hladilo spremeni v paro, kar pomeni, da preide v plinasto stanje (kot smo že prej omenili, v plinasto sta-nje preide, ker lovi toploto). Koraki 1-2: Ko hladilo zapusti uparjalnik (v parnem stanju) ga kompresor stisne s sorazmerno visokim pritiskom. Elektrika se torej porablja pri kompresorju. Koraki 2-3: Nato hladilo z višjim pritiskom in temperaturo steče skozi kondenzator (ki je zunaj), kjer se ob stiku s hladnejšim posrednikom kondenzira kot na primer zunanji zrak. Koraki 3-4: Na koncu široki ventil, ki prenaša hladilo do izparilnika, hladilu z višjim pritiskom in temperaturo zmanjša pritisk. Torej, uparjalnik je nameščen znotraj, kondenzator pa zunaj. Kaj pa njihova učinkovitost? V zadnjih letih, je skrb za racionalno rabo energije spodbudila proizvajalce klimatskih naprav, da so precej izboljšali energetsko učinkovitost naprav.

Definicija :Funkcija kateregakoli hladilnega ali klimatizacijskega sistema je prenos toplote iz enega kraja na drugi, pri čemer porab-ljajo elektriko. To je kot izmenjava, toplota se absorbira iz notra-njosti doma, ki se ohladi, toploto pa naprava prenese ven iz hiše.

Slika 15: Osnovna shema parno-kompresijskega hladilnega sistema

Definicija :Učinkovitost klime prikazuje količnik energetske učinkovitosti (EER). Določa “kaj dobiš za tisto kar vložiš”, kjer je uporabni učinek (kar dobimo) odstra-njevanje toplote iz notranjega prostora in kar moramo “vložiti” je elektrika, ki jo porabi kompresor.

6 V trgovinah je na voljo kar nekaj hladilnih snovi. Razlikujejo se glede na temperaturo in pritisk pri katerih sprem-enijo agregatno obliko (iz tekoče v plinasto).

36


Višji kot je EER, bolj učinkovita je klima.

Tabela 4: Lestvica energijske učinkovitosti Torej, starejše klime imajo lahko KEE približno 2.2, novejše pa približno 3.5. To pomeni, da če primerjamo ti dve napravi, ki sicer odstranita enako količino toplote, naprava z manjšim KEE porabi 60% več energije kot jo porabi tista z največjim KEE pri opravljanju enake naloge (3.5/2.2 = 1.60).

3.2.3. Energijska nalepka Za to, da bi prihranili energijo in s tem zmanjñali emisije CO˛, Evropska unija ureja energetsko označe-vanje vseh klimatskih naprav. Oznaka za energetsko učinkovitost pove, koliko ener-gije porabi klimatska naprava. Na lestvici so razvršče-ne od A do G, kjer A predstavlja najboljšo opremo, ki jo lahko kupimo, G pa najslabšo (glej sliko). Energijska nalepka pokaže tudi približno porabo v enem letu (v kWh). Oprema z višjim učinkom ponavadi stane malo več, a oprema razreda G, bo pri svojem delovanju porabila

50% več elektrike, kot oprema razreda A.

3.2.4. Različne možnosti nastavitev klime Preden kupite klimo se prepričajte, če jo res potrebujete. Klime so v primerjavi z ventilatorji pre-cej dražje, poleg tega pa porabijo velike količine elektrike. Si prepričan, da si ne moreš zagotoviti primerne temperature z malo dražjim ventilatorjem?

energijaporabljena

aodstranjentoplotaKEE

_

_=

Opomba: V večini primerov bo ventilator deloval tako, kot klima. Temperaturo v prostorih zmanjšajo za 3°C do 5°C predvsem pa porabi-jo manj elektrike kot klima (ponavadi malo manj kot 10% celotne pora-be klime).

Lestvica energetske učinkovitosti

Količnik energetske učinkovitosti (KEE)

A 3.20 < KEE B 3.20 ≥ KEE > 3.00 C 3.00 ≥ KEE > 2.80 D 2.80 ≥ KEE > 2.60 E 2.60 ≥ KEE > 2.40 F 2.40 ≥ KEE > 2.20 G 2.20 ≥ KEE

37


Če si se končno odločil, da potrebuješ klimo, izberi tip, ki ti ustreza. Sledi prikaz glavnih možno-sti klimatskih naprav. Sobne klime Uporabljajo se za hlajenje ene sobe in ne cele stavbe. Njihovo delovanje je cenejše kot delovanje cen-tralnega sistema, a njihova učinkovitost je na splošno manjša. Najpogostejši so "ločeni sistemi" (kot je prikazano na sliki), kar pomeni, da je tuljava (uparjalnik) nameščena znotraj, kondenzator pa zunaj. Obe enoti sta med seboj povezani z vodom, skozi katerega kroži hladilna tekoči-na. Če sta izparilnik in kondenzator nameščena skupaj, imenujemo tak sistem “sestavljeni sistem” ali “combos”. Centralni klimatski sistem Centralni klimatski sistem uporablja dovodne in odvodne vode, ki so razporejeni po vsej stavbi. Po njih krožita ohlajen in topel zrak. Večina centralnih klimatskih sistemov je ločenih sistemov (glej zgoraj). Toplotne črpalke Toplotna črpalka lahko služi kot grelnik in kot klima. Pozimi toplotna črpal-ka črpa toploto iz zraka zunaj, nato ta toplota po vodih zaokroži po stavbi. Poleti pa toplotna črpalka črpa toploto iz notranjosti in jo spušča ven. S tem sistemom lahko pri-hranimo precejšnje količine energije, saj delujejo kot grelniki in klime.

3.2.5. Nasveti in namigi kako uporabljati klimatsko napravo

Sledi naslednjim nasvetom, ki ti bodo povedali, kako povečati energetsko učinkovitost in prihra-niti denar. � Izogni se uporabi klimatske naprave, kadar je le možno:

• V večini primerov ventilator deluje tako kot klimatska naprava. • Izogni se nepotrebnem gretju, kot je pretirana osvetlitev, vroča oprema, itd. Ugasni

jih, kadar jih ne uporabljaš. • Napušči in senčniki so dobri pripomočki s katerimi se poleti izognemo soncu (glej

poglavje o oknih). � Ustrezne dimenzije in pravilna uporaba klimatske naprave:

Uparjalnik Kondenzator

Ločeni sistem

Sestavljeni sistem

Opomba: Poleti lahko hlajenje obsega 50% ali več celotnega računa za elektriko.

38


Tabela 5: Navodila za pravilno velikost klime N.B. Nakazane vrednosti kot so gradbeni materiali, usmerjenost hiše in njena sestava pomembno vplivajo na potrebe hlajenja. Če je soba obsijana s soncem, ali pa je na podstrešju, moramo pove-čati moč hlajenja za 15%. Če so v prostoru naprave, ki oddajajo toploto, npr. v kuhinji, je potreb-no moč hlajenja povečati za 1 kW.

• Nastavi primerno temperaturo (med 23şC in 25şC, slednja je najboljša) in namesti naprave, ki to kontrolirajo (termostate). Ti bodo uravnavali klimatizacijski sistem, da bo ohranjal želeno temperaturo. Z vsako stopnjo, ki je pod ustrezno temperaturo, pot-rošiš 8% več energije.

• Kadar je klimatska naprava prižgana, imej vrata in okna zaprta. • Dobra izolacija je zelo pomembna, ker se z njo izognemo uhajanju hladnega zraka

(isti nasvet velja za sistem ogrevanja, glej tudi poglavje o izolaciji). • Prepričaj se, da je tok hladnega zraka dobro porazdeljen po prostoru, tako se izogneš

območjem s premrzlimi ali pretoplimi tokovi (blizu oken, vrat, itd). Če ima klimatska naprava prilagodljive lopute, jih nastavi tako, da klima piha proti stropu, ker se tako hladen zrak odbije in spusti.

• Pozorno poglej na energetsko uvrstitev nove klimatske naprave, kjer A predstavlja najboljšo opremo, G pa najslabšo.

� Poglej, če je oprema pravilno nameščena in jo primerno vzdržuj.

• Namesti enoto kondenzatorja na zračno mesto, stran od sončnega sevanja. • Pri sobnih klimatskih napravah naj bo sistem nameščen blizu oken ali zidu, na sredi-

ni sobe ali v najbolj temnem delu hiše. • Klimatsko napravo očisti in pregleduj vsakih nekaj mesecev. Umazani filtri in tuljave

lahko ovirajo normalni pretok zraka in poslabšajo sposobnost uparjalnika za vpijanje toplote, in s tem zmanjšajo učinkovitost sistema. Prihraniš lahko od 3% do 10% ener-gije.

• 3.3 Vaja/vprašanja 1. Kaj lahko povzroči neprijeten občutek v posameznih delih telesa?

�� 2. Kateri prenašalec toplote se pri sistemu ogrevanja najbolj pogosto uporablja?�� 3. Razloži kako deluje toplotna črpalka?��. 4. Zakaj bi moral biti faktor ogrevanja pri toplotni črpalki večji kot 1? ……………………………………………………………………………………….

Tabela z napotki, kako izbrati moč hlajenja Področje hlajenja (m2) Moč hlajenja (KW)

9 – 15 1.5 15 - 20 1.8 20 - 25 2.1 25 - 30 2.4 30 - 35 2.7 35 – 40 3 40 – 50 3.6 50 – 60 4.2

39


5. Naštej sestavne dele solarnega sistema ogrevanja: ………………………………………………………………………………………. 6. Kateri trije glavni dejavniki vplivajo na udobno temperaturo?

– ........................ – ........................... – ............................ 7. Kako visoka bi morala biti temperatura na klimatski napravi v poletnem času, da bi se poču-

tili prijetno in bi se izognili toplotnemu šoku? ..................... 8. Kateri del klimatske naprave porablja elektriko? (Obkroži pravilni odgovor) • Kompresor � • Uparjalnik � • Kondenzator � Rešitve 1. Hlajenje ali segrevanje delov telesa s sevanjem, hlajenje nog in segrevanje glave naenkrat,

segrevanje ali hlajenje nog 2. topla voda ali zrak 3. Glej poglavje 4. Toplotna energija, ki jo odda toplotna črpalka, je vsota električne energije kompresorja in

nizke potencialne energije zunanjega okolja. Toplotni faktor je toplotni učinek deljen z elek-trično energijo kompresorja.

5. zbiralnik, regulacija, črpalka, grelnik, senzorji 6. Temperatura zraka, vlaga in zračnost. 7. 23–25 şC. 8. Kompresor

Spletne povezave

http://www.rerc-vt.org/solarbasics.htm http://www.price-hvac.com/media/trainingModule.aspx http://www.idae.es/

Reference:

Greg Pahl: Natural Home Heating: The Complete Guide to Renewable Energy Options, Chelsea Green Publishing, 2003 ASHRAE, Fundamentals Handbook (SI), GA, ASHRAE, 2001, Atlanta. Moran, M. J. and H. N. Shapiro, Fundamentals of Engineering Thermodynamics: SI version, John Wiley & Sons, Inc., 2006. VV. A. A.: Guía práctica de la energía. Consumo Eficiente y Responsable (Practical Guide for Energy. Efficient and Responsible Consumption), Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), 2007.

40


Klju čne točke: • Prijetna temperatura je eden izmed najpomembnejših dejavnikov, ki omo-

goča najboljše počutje v zaprtih prostorih. • Najboljši način, kako zagotoviti prijetno temperaturo, ne da bi povečal

porabo energije je, da prostora ne pregreješ ali shladiš preveč. • Obstaja kar nekaj možnosti in kombinacij virov in elementov ogrevanja.

Pomembno je, da izberemo najboljšo kombinacijo in pravilno uravnavan-je.

• Obnovljive vire je možno učinkovito uporabiti za ogrevanje - solarne, biomaso, toplotno črpalko.

• V mnogih evropskih regijah poleti klime drastično povečajo zneske na računih industrijskih objektov, hotelov, bolnišnic, raznih ustanov, šol, itd.

• Funkcija kateregakoli hladilnega ali klimatizacijskega sistema je prenos toplote iz enega kraja na drugi, pri čemer porabljajo elektriko. To je kot izmenjava, toplota se absorbira iz notranjosti doma, ki se ohladi, toploto pa naprava prenese ven iz hiše.

• Temperatura s katero klima deluje mora biti poleti med 23ºC in 25ºC (slednja je najbolj primerna). Z vsako stopnjo, ki je pod ustrezno tempera-turo, potrošiš 8% več energije.

• V večini primerov bo ventilator deloval tako, kot klima. Temperaturo v prostorih zmanjšajo za 3 °C do 5 °C predvsem pa porabijo manj elektrike kot klima.

41


4. Ogrevanje vode v hiši Ogrevanje vode je običajno drugi največji porabnik toplotne energije v hiši. Poraba je odvisna od navad uporabnika in se razlikuje od države do države in od gospodinjstva do gospodinjstva.

V hišah, ki imajo centralno ogrevanje, isti vir ogreva vodo v radiatorjih in vodo za umivanje, itd. V hišah z lokalnim sistemom ogrevanja pa porabijo največ elektrike za ogrevanje vode.

Med kurilno sezono toplo vodo v hiši ogreva peč. Poleti moramo toplo vodo ogrevati posebej, ker drugače ne izkoristiš celotne vhodne moči grelnika. Predvsem zato, ker je učinkovitost starej-ših grelcev le 40 % odstotkov učinkovitosti modernejših, ki lahko preidejo v poletni način, v katerem lahko delujejo z 80 % učinkovitostjo ali več.

Tabela 1: Koliko pitne vode potrebujemo/porabimo?

4.1 Tipi naprav za ogrevanje vode Poznamo kar nekaj sistemov za ogrevanje vode – grelce, ki takoj segrejejo vodo ali sistem shran-jevanja, neposredno ali posredno ogrevanje. Lahko jih razvrstimo glede na vir energije, s katerim ogrevajo vodo. Neposredno ogrevanje pomeni, da je voda v stiku z virom ogrevanja (elektrika, ogenj, itd.). Posredno ogrevanje pomeni, da se voda ogreva s pomočjo toplotnega izmenjevalni-ka. Sistem shranjevanja je najstarejši sistem ogrevanja pitne vode. Ne porabimo vedno enake količi-ne vode, zato se ogreta voda shrani v zbiralniku. Če uporabljamo grelnik na trda goriva, ki ga ni mogoče nadzirati, je potrebno uporabiti ta sistem. Izračun primerne velikosti kotla je odvisen od časa ogrevanja vode. Ta čas nato uporabiš za izračun vhodne moči zbiralnika. Ta tip kotla ima nizek odjemni priključek za dolgo časa. Slabost tega zbiralnika je, da je izguba toplote lahko pre-cej velika (najnovejši tipi imajo količino izgub natisnjeno na energijski nalepki). Pri grelcu, ki vodo takoj segreje, voda steče čez površino za toplotno izmenjavo in se tako segre-je. Grelci, ki vodo segrejejo takoj, niso primerni za prostore, kjer vodo rabimo pogosto in v maj-hnih količinah (npr. umivanje rok). Temperatura se spreminja z odtokom, kar včasih povzroča

Opomba: Ena oseba v enem dnevu porabi minimalno 40 litrov vode, kar je približno 2 kWh energije. V povprečju pa ena oseba v enem dnevu porabi 3,4 – 4 kWh energije (ta številka vključuje izgubo toplote v ceveh).

Opomba: Da bi se izognili izgubam toplote, mora biti cevovod čim krajši in dobro izo-liran. Temperatura vode mora biti približno 45-60 °C.

Umivanje rok 3 - 6 l 37 ° 0,1 - 0,2 kWh

Nega telesa (v enem dnevu)

9 - 12 l 37 ° 0,3 - 0,4 kWh

Posoda (1 oseba) 4 - 7 l 60 ° 0,3 - 0,5 kWh

Tuširanje 30 - 50 l 37 ° 1,0 - 1,7 kWh

Kopanje v kadi 150 - 180 l 27 ° 5,0 - 6,0 kWh

42


težave. Ta tip kotla ima visok odjemni priključek za kratek čas. A je precej občutljiv na vodo, ki vsebuje veliko vodnega kamna.

4.1.1. Električne naprave za shranjevanje Ogrevanje z elektriko je ponavadi neposredno ogrevanje. Vodo se pri tem tipu naprav ponavadi ogreva ponoči, ko je elektrika cenejša. Torej je dobra lastnost tega tipa naprav nižja cena elektri-ke in manjša vhodna moč naprave. Grelna spirala, ki je povezana s sistemom ogrevanja, je lahko montirana v zbiralnik, tako lahko pozimi ogrevaš vodo skupaj z ogrevanjem prostorov. Temu tipu naprave pravimo kombinirani (ali 'kombi’) kotel. Njegova slabost je omejena količina vode, ki jo lahko segreješ. Kadar porabiš vso ogreto vodo, moraš kar precej časa čakati (včasih do nas-lednjega dne), da se voda spet segreje.

4.1.2. Električne naprave za takojšnje ogrevanje Ta tip ponavadi najdemo pod umivalnikom. Če uporabljamo ta tip naprav, imamo toplo vodo vedno na voljo, a njena slabost je, da je inštalirana vhodna moč te naprave precej velika. Zato potrebuješ boljši prekinjevalec električnega tokokroga, kar pomeni večje stroške in višje račune za elektriko.

4.1.3. Plinska naprava za neposredno takojšnje ogrevanje vode V preteklosti je bil to najbolj pogost tip naprav za ogrevanje vode. Dandanašnji pa ponavadi upo-rabljamo plinske zbiralnike. Glavne prednosti teh naprav so enostavna zgradba in delovanje, ter velikost (ponavadi so majhni). Po drugi strani ima majhno učinkovitost, temperatura pa se spre-minja glede na tok.

4.1.4. Plinske naprave za neposredno shranjevanje Pri tem tipu naprav se izognemo slabostim, ki jih ima hitri grelec. Vhodna moč gorilnika je lahko nižja, temperatura ni odvisna od toka, poleg tega je učinkovitost večja, celo če segrevaš le maj-hno količino vode. A v primerjavi z drugimi napravami je večji in dražji. V primerjavi z električ-nim grelnikom, plinski lahko deluje cel dan; vnos je večji, zato je velikost lahko manjša. Ta grel-nik vode lahko tudi povežemo s pečjo. Na tržišču je veliko grelnikov z vgrajenim zbiralnikom.

4.1.5 Posredne plinske naprave za shranjevanje Te so povezane z grelnikom vode in vodo ogrevajo tako, da jo pošljejo skozi izmenjevalnik, ki je montiran v rezervoarju. To je primerna rešitev, če poleg plinskega grelnika uporabljaš še druge vire ogrevanja.

4.1.6 Druge možnosti Zbiralnik z izmenjevalnikom toplote je univerzal-ni sistem ogrevanja vode, ki ga lahko uporabljamo s katerimkoli drugim virom energije, npr. fosilni-mi gorivi, biomaso, lesom, solarno energijo, toplotno črpalko, itd. Uporabljamo lahko tudi geo-termalno energijo. V zadnjem času so v uporabi protitočni izmenjevalniki, a v glavnem je bolj pri-poročljivo zadrževati energijo v vodi. Pri solarnem sistemu ali toplotni črpalki je potrebna aku-mulacija.

43


4.2. Nasveti in namigi kako prihraniti vodo in energijo Ni prijetno plačevati računov, posebno kadar so vedno višji. Zato je bolje varčevati z energijo in vodo. Če varčujemo z vodo, pravzaprav dvojno prihranimo – vodo in energijo, ki je potrebna za segrevanje vode. Ogrevanje pitne vode predstavlja približno 25 % porabe vse porabljene energi-je.

Naslednji korak je, da zmanjšamo porabo. Za to obstaja veliko možnosti. Se tuširaš ali kopaš? Ceneje je, če se na hitro stuširaš, ker tako porabiš le tretjino vode v primerjavi s kopanjem. Kadar za umivanje rok ali posode uporabljamo pipo, ki je podobna tisti od tuša, nam ta prihrani vodo, saj je voda pomešana z zrakom, in ima zaradi tega hitrejši tok. Z ekonomično glavo od tuša lahko prihraniš še dodatnih 30-35 % pitne vode. Če uporabljaš pipe z eno ročico, zmanjšaš čas, ki je potreben za uravnavanje temperature, kar prihrani skoraj 20 % energije, potrebne za ogrevanje vode. Če se držiš vseh teh načel, lahko prihraniš 30 – 40 % energije, potrebne za ogre-vanje vode, to je približno 7 – 10 % porabe energije enega gospodinjstva. In to ni majhna količi-na. Natančno si torej oglej možne prihranke: Mešanje Veliko vode in energije izgubimo medtem, ko se voda v pipi meša do želene temperature. Veli-kanska količina vode odteče, ne da bi jo porabili, preden se voda zmeša tako, kot hočemo. Zato je tu preprost trik: najprej odpri toplo vodo in počakaj, da steče. Nato odpri mrzlo, ki ima tempe-raturo okoli 20 °C, ker se v pipi ogreje, in jo zmešaj. Mrzla voda iz vira (10 °C) kmalu priteče in zmanjša temperaturo. Če si le umivaš roke, je voda pravšnja, če se pa tuširaš, pa povečaj tempe-raturo. Ko končaš, najprej zapri toplo vodo. Morda se zdi nepomembno, a v gospodinjstvih z majhnimi otroci je na tisoče dolgotrajnega mešanja vode. Če prihraniš decilitre ali litre vode pri vsakem pranju, lahko letni prihranki dosežejo kar nekaj kubičnih metrov. Pipa z eno ročico Težavo z mešanjem vode lahko rešimo z uporabo pip z enojno ročico. Če uporabljaš take pipe, se moraš naučiti, kateri položaj ročice je najbolj primeren za toplo vodo. Medtem, ko pomivaš posodo, je dobro pipo večkrat zapreti, vzeti drug kos posode, in jo znova odpreti. Drugi nasveti: s kratko ročico ne moreš tekoče uravnavati toka vode. Med uravnavanjem pona-vadi poskakuje, zato je bolje kupiti pipo z daljšim ročajem. Najboljša rešitev je, da po celem sta-novanju uporabljate pipo s termostatom, ker lahko enostavno nastavite temperaturo, in nato vod-ni curek. Tako ni treba skrbeti za toplo vodo. Krajša vodovodna napeljava Če postavimo grelnik iz kleti v kopalnico ali čim bližje pipam, lahko zmanjšamo izgubo toplote iz cevovoda. Kopalnice so postale reprezentativen del stanovanja in arhitekti ne marajo bojlerjev v kopalnici, a lahko ga enostavno namestite v omarico. Spremeni svoje navade Če se na hitro stuširaš, lahko porabiš skoraj 70 % manj vode v primerjavi s kopanjem. Ni potreb-no, da se odrečeš uživanju v banji, le zmanjšaj to navado. Banja vsebuje približno 150 litrov vode, za tuširanje pa porabiš le 50 litrov.

Opomba: Prvi korak je, da preprečimo kapljanje tople vode iz pip. Če kapne 10 kapljic na minuto, v enem tednu izgubimo 40 litrov

44


Zmanjšaj trošenje Kadar si namilimo roke, umivamo zobe, šamponiramo lase, se brijemo, itd., ponavadi ne zapre-mo vode in tako veliko čiste vode steče v kanalizacijo. To je le eden izmed mnogih načinov tro-šenja vode. Roke si ponavadi umivamo z zelo majhno količino vode. Ponavadi obrnemo ročico s toplo vodo, a iz pipe najprej priteče voda z 20 °C, in ko priteče toplejša voda, si roke že nehamo umivati, ta topla voda pa se v cevovodu ohladi. Zato si poskušaj roke umivati z mrzlo vodo, ki ima 20 °C, ker ta ponavadi ostane v cevovodu. Še dva nasveta kako zmanjšati porabo vode: za umazana dela uporabi rokavice za enkratno uporabo, za umivanje zob ali za britje pa kozarčke.

4.3. Solarni grelniki vode A stroški investicije so precej visoki, zato je obdobje, ko se povrnejo, precej dolgo, poleg tega pa

je celoten sistem odvisen od sončne svetlobe, ki je nepredvidljiva. Ti aktivni solarni sistemi uskladiščijo zbrano solarno energijo v zbiralnik (to je lahko rezervoar za vodo, bazen, ali prodni zbiralnik). Uskladiščeno energijo ponavadi porabimo kot toplo vodo ali za ogrevanje. A po pravilu daljše skladiščenje pomeni večje stroške. V primeru, ko je le malo ali pa nič sonca (ko je oblačno, noč, itd.), moramo solarni sistem povezati z drugimi viri ogreva-nja (npr. plinski bojler, električni bojler, itd.). Poleti je lahko nosilec toplote voda, a skozi leto je potrebno uporabiti tekočino, ki ne zmrzne. 4.4. Vaja/vprašanja

1. Katera je primerna temperatura za ogrevanje vode v hiši?

……………………………………………………………………………………….. 2. Kaj porabi manj vode?

□ Kopanje v kadi □ Tuširanje

3. Kolikšen del ogrevanja vode v hiši lahko med letom zagotovi solarni sistem?

……………………………………………………………………………………….. Rešitve

Opomba: Ta tip ogrevanja vode v hiši spada med najpogostejše uporabe solarne ener-gije. Glavna prednost solarne energije je, da je dostopna, delovanje sistema ne stane skorajda nič, montira pa se ga lahko kdajkoli.

Opomba: Prednosti ogrevanja tople vode s solarnim sistemom:

• zagotovi 50 % do 70 % letnih potreb po topli vodi • življenjska doba je 20-30 let • solarni grelniki bodo prepolovili vaše letne račune za vodo • poleti ste popolnoma preskrbljeni z vodo • deluje, ko je zasenčen • enostavno planiranje

45


1. Okoli 45-60 °C 2. Tuširanje 3. Zagotovi 50 % do 70 % letnih potreb po topli vodi. Reference:

Greg Pahl: Natural Home Heating: The Complete Guide to Renewable Energy Opti-

ons, Chelsea Green Publishing, 2003

Spletna stran:

http://www.engineeringtoolbox.com http://www.rerc-vt.org/solarbasics.htm http://www.diydoctor.org.uk/projects/domestic_hot_water_systems.htm

Klju čne točke: • Ogrevanje vode je običajno drugi največji porabnik toplotne energije v

hiši. • Ena oseba v enem dnevu porabi minimalno 40 litrov vode, kar je približ-

no 2 kWh energije. V povprečju pa ena oseba v enem dnevu porabi 3,4 – 4 kWh (ta številka vključuje izgubo toplote v ceveh).

• Poleti je težava, da se izgube iz cevovoda spremenijo v nezaželeno toploto, ki ogreva zidove. Da bi se izognili izgubam toplote, mora biti cevovod čim krajši in dobro izoliran. Temperatura vode mora biti pribli-žno 45-60 °C.

• Prvi korak je, da preprečimo kapljanje tople vode iz pip. Če kapne 10 kapljic na minuto, v enem tednu izgubimo 40 litrov.

• Ceneje je, če se na hitro stuširaš, ker tako porabiš le tretjino vode v pri-merjavi s kopanjem. Kadar za umivanje rok ali posode uporabljamo pipo, ki je podobna tisti od tuša, nam ta prihrani vodo, saj je voda pome-šana z zrakom, in ima zaradi tega hitrejši tok.

• Obnovljive vire je možno učinkovito uporabiti za ogrevanje - posebno solarne

46


5. Razsvetljava Objektivno učenje: V tem poglavju se boste naučili:

• Pomen svetlobe za ljudi • Kako uporabljati dnevno in umetno svetlobo • Pregled možnih virov umetne svetlobe • Kaj je svetloba, kako jo meriti in priporočila za primerno osvetljenost v stav-

bah Za delo in za to, da vidimo potrebujemo primerno svet-lobo. Glavna zahteva za notranje prostore (s tega stališ-ča) je udobje, da vidimo.

Osvetljenost vključuje uporabo umetnih virov svetlobe, kot so luči, in naravno osvetljenost notranjih prostorov z dnevno svetlobo.

Kjer ni možno uporabiti dnevne osvetlitve, lahko uporabi-te mešano osvetlitev, ali v najslabšem primeru samo ume-tno osvetlitev.

Da bi zagotovili potrebno osvetlitev prostora, je ponavadi potrebna umetna osvetlitev. Umetna

osvetlitev, torej, predstavlja velik del porabe energije, in prispeva pomem-ben delež k celotni porabi energije na svetu. Dandanašnji nam umetno svetlobo dajejo električne luči, a v preteklosti so za osvetlitev uporabljali plinske luči, sveče, ali oljne svetilke, ki jih v nekaterih situacijah uporabimo tudi danes. Pravilna osvetlitev lahko poveča delavno storilnost ali estetiko; čeprav potroši veliko elektrike in ima škodljive učinke na zdravje. Notranja osvetlitev je oblika inventarja ali pohištva, in je ključni del notra-nje opreme. Razsvetljava je lahko tudi bistven del krajine.

Definicija :To pomeni, da mora svetlob-no okolje fiziološko, psihološko in estet-sko zadovoljiti človeške potrebe.

Opomba: Za ljudi je dnevna svetloba zelo pomembna. Če smo brez vsakodnevne dne-vne svetlobe, se naš vid lahko okvari. Dnevno svetlobo (ki prihaja skozi okna, strešna

Opomba: Če podnevi izkoriščate dnevno svetlobo, s tem zmanjšate potrebo po ener-giji pa tudi stroške.

47


5.1. Dnevna svetloba Vir dnevne svetlobe so sončni žarki ali sončna svetloba, razpršena po nebu. Jakost in barva dnev-ne svetlobe se spreminja skozi dan in leto, odvisna pa je tudi od geografske širine in vremenskih pogojev. Dnevna svetloba je ena izmed glavnih dejavnikov v okolju in ima velikanski vpliv na človekovo fizično in psihično stanje. Zato obstaja nekaj količinskih in kvalitativnih zahtev po standardu ali priporočilih. Količinski kriterij je stopnja moči dnevne svetlobe, kvaliteta pa je opisana kot svetlobni tok in smer svetlobe, enakomernost ali intenzivnost osvetlitve ter svetlost in bleščanje. Bleščanje povz-roči zelo močna svetloba ali velik kontrast npr. strešna okna, ki so obrnjena proti nebu. Zato je potrebno uravnavati neposredne žarke dnevne svetlobe v notranjih prostorih. Poznamo veliko načinov, kako uravnavati dnevno svetlobo. Izberite tista sredstva, ki vam najbolj ustrezajo in so ekonomična.

• Trdna pokrivala za okna – morajo biti na zunanji strani oken (npr. rolete)

• Premična pokrivala za okna – (npr. zavese, notranje rolete) lahko prilagajamo po potrebi in so lahko nameščena na obeh straneh. Na zunanji strani preprečujejo, da bi izkoristili sončno svetlobo.

5.2. Umetna razsvetljava Umetno razsvetljavo nam dajejo viri umetne razsvetljave, kadar ni možno dobiti dnevne svetlo-be. Moderni viri lahko ustvarijo notranjo dnevno osvetlitev, ki je podobna dnevni svetlobi.

Razsvetljavo ponavadi razdelimo na središčno in obrobno. Glavno načelo pri načrtovanju razsvetljave je – da mora biti tam kjer jo potrebujemo (npr. na tleh, na delovni površini, itd.). Pomemben je tudi način osvetljave. Lahko je neposreden, ne čisto neposreden, mešan ali posreden. Neposredna osvetli-tev pomeni, da svetloba pada na delovno površino ali na tla. Neposredna osvetlitev uporablja vso svetlobo, ki jo oddaja svetilo, zato je zelo ekonomi-čna, a povzroča temne sence z ostrimi robovi in blešča-nje. Poleg tega sta v temi zgornji del stropa in stene.

Delno neposredna osvetlitev pomeni, da vir svetlobe ne oddaja le v spodnji del, ampak tudi v strop ali stene. Soba se tako zdi bolj udobna. Svetloba, odbita od stropa, naredi sence bolj mehke, tako da je bleščanje bolj sprejem-ljivo. Delno neposredna osvetlitev je najboljša in najpogostejša.

Opomba: Jakost svetlobe mora odgovarjati dejavnosti, za katero potrebujemo svetlo-bo. Manjša jakost je potrebna za tiste dejavnosti, kjer ne potrebujemo veliko luči, večja pa za tiste, kjer jo potrebujemo. Poleg tega mora razsvetljava ustvarjati primerno in pri-jetno okolje.

48


Mešana osvetlitev oddaja svetlobo v vse smeri, tako da je intenzivnost osvetlitve vseh površin (tal, stropa, sten) enaka. Posredna osvetlitev pomeni, da vsa svetloba pada na strop in zgornji del sten. Osvetljen strop je tako vir svetlobe z majhno močjo, in vsa soba je enakomerno osvetljena brez kakršnega-koli bleska. Slabost tega sistema osvetlitve je velika izguba svetlobe, ki jo povzroči odsev.

5.3. Viri svetlobe Poznamo dve glavni skupini virov - toplotne in svetlobne. Toplotni viri (npr. Sonce, navadna žarnica) svetlobo oddajajo tako, da se zelo segreje-jo. Luminiscentni viri (flourescenčne sijalke) pa svetlobo oddajajo z luminiscenco (sevanjem). Tukaj je seznam tehničnih podatkov, ki označuje vire, ki določajo količino in kvaliteto svetlobe:

• napetost (V) • vhodna moč (W) • svetilni tok (lm) • lumen na vat (lm/W) • temperatura (K)

Klasične žarnice so najbolj pogosti in najbolj neekonomični viri. Samo približno 3-4 % vhodne energije se pretvori v svetlobo, ostalo pa se potroši za toploto. Prednost teh žarnic je nizka cena

in enostavna namestitev, ker zanje ni potrebno nameščati dodatnih pripomočkov. Barva svetlobe je zelo prijetna in je najbolj podobna dnevni svetlobi. Navadna žarni-ca ima kratko življenjsko dobo, le kakih 1000 ur. Vhodna moč niha od 15 do 200 W, lumen na vat pa od 6 do 16 lm/W. Halogenske svetilke so precej nov vir. Zaradi njihove oblike jih imamo raje za deko-rativno in intimno razsvetljavo. Količina lumnov na vat je večja, od 11 do 25 lm/W. Življenjska doba pa daljša, od 2000 - 3000 ur. Te žarnice

proizvajajo v 2 tipih, z nizko napetostjo (12 V), z vhodno močjo od 5 do 75 W, in z visoko napetostjo, ki ima vhodno moč od 60 do 2000 W. Te žarnice imajo izmed vseh virov najvišji barvni indeks. Če jih upora-bljaš ne pozabi, da so izdelane za nizko napetost, da je njihova tempe-

ratura visoka, in da segrevajo okolico. Trenutno se najpogosteje uporabljajo floures-cenčne svetilke. Spadajo med vire z nizko vhodno močjo. Svetlobo oddajajo tako, da UV svetloba vpada na fluorescenčno plast, ki pokriva notranjo stran fluorescenčne svetilke. Svetilke izdelujejo v različnih barvnih tonih, od rožnate do take, kot je dnevna svetloba. Barvni indeks svetilke je kar dober. Količina lumnov na vat je večja kot pri drugih, od 35 do 60 lm/W. Življenjska doba pa precej dolga, od 5000 do 8000 ur. A pogosto prižiganje in ugašanje zmanjša življenjsko

dobo. Obstajajo bojazni, da imajo te svetilke negativne učinke na človeški organizem (glavoboli, suhe oči, izguba las, itd.) a raziskave so pokazale, da je ta strah odveč.

49


Poznamo dva tipa fluorescenčnih svetilk: linearne in kompaktne. Linearne vire proizvajajo v dol-žinah 60, 120 in 150 cm in z induktivnim stabilizatorjem (INDP), vžigalnim starterjem za 230 V ali brez starterja z električnim stabilizatorjem (ELP). Te svetilke imajo približno 10-krat daljšo življenjsko dobo in 5-krat večjo izhodno moč kot navadne žarnice. Kompaktne fuorescenčne sijalke spadajo v skupino najmodernejših virov. Nekatere izmed njih izdelujejo z enakimi navoji kot navadne žarnice, tako da jih lahko z lahkoto nadomestiš. Življenjska doba je približno 8-krat daljša in vhodna moč približno 6-krat večja kot pri navadnih žarnicah. Tabela 1: Koliko energije lahko prihraniš, če navadne žarnice zamenjaš s fluorescenčnimi?

*Odstotek neporabljene energije.

5.2.2 Luči Pomemben del razsvetljave so tudi luči. Različna svetila zahtevajo različ-ne luči, na primer, luči za linearno fluorescenčno sijalko imajo drugačno obliko in konstrukcijo kot luči za klasične žarnice. Luči so sestavljene iz svetilnega dela in konstrukcijskega dela. Svetilni del je lahko razprševalec (ki razprši svetlobo), odsevnik (ki odseva svetlobo) ali lomilec (ki lomi svetlobo). Pomembna lastnost luči je njena učinkovitost, ki je izražena kot količnik med svetilnostjo (lumni) in vhodno močjo (W). Najbolj učinkovi-te so luči, ki so odprte na dnu. Pogost problem luči je bleščanje svetila. Svetila morajo imeti senčilo (npr. lestenec). Dobra izbira luči, nam prinese večjo delovno učinkovitost, udobje, boljši pogled in zdravje.

5.2.3. Poraba energije Umetna razsvetljava porabi precejšen del vse porabljene energije po svetu. V domovih in pisar-nah se od 20 do 50 odstotkov celotne energije porabi za razsvetljavo. Kar je najbolj pomembno, v nekaterih zgradbah porabijo več kot 90 odtsotkov energije po nepotrebnem. Stroški take raz-svetljave so lahko precejšnji. Le ena 100 W žarnica, ki jo imamo prižgano 6 ur na dan, nas v enem letu stane 28 € (računanje porabe je isto kot za druge električne aparate). Čeprav razsvet-ljava dandanašnji predstavlja pomembno sestavino porabe energije, posebno v večjih poslovnih stavbah, kjer za razsvetljavo uporabljajo različne možnosti izkoriščanja energije. Poznamo več strategij za zmanjšanje energetskih zahtev v katerikoli stavbi:

• Podroben načrt zahtev po osvetljenosti za vsako območje. • Analiza kvalitete razsvetljave, ki zagotovi, da neugodni elementi razsvetljave (na pri-

mer, bleščanje ali napačen barvni spekter) ne vplivajo na načrt/sestavo.

Vrsta fluourescenčne sijalke (ki nadomesti klasično žarni-co)

Prihranki*

Linearna fluorescenčna ţarnica ¨ 38 mm z INDP 62 %

Linearna fluorescenčna ţarnica ¨ 26 mm z INDP 72 %

Kompaktna fluorescenčna žarnica z INDP 76 %

Kompaktna fluorescenčna žarnica z ELP 79 %

Linearna fluorescenčna ţarnica ¨ 26 mm z ELP 82 %

Linearna fluorescenčna ţarnica ¨ 16 mm z ELP 88 %

50


• Povezovanje prostorskega planiranja in notranje arhitekture (ki vključuje izbiro notran-jih površin in dimenzije sobe) z načrtovanjem razsvetljave.

• Načrtovanje koliko časa na dan bomo imeli luči prižgane, da ne bomo trošili energije po nepotrebnem.

• Izbira nastavkov in tipov luči z najboljšo možno tehnologijo, ki prihrani energijo.

5.3 Vaja/vprašanja

1. Kateri so kvantitativni in kvalitativni kriteriji svetlobe? 2. Zakaj je potrebno uravnavati neposredne žarke dnevne svetlobe v notranjih prostorih? 3. Kaj je neposredna osvetlitev? 4. Kateri tehnični podatki opredeljujejo vir?

Rešitve 1. Količinski kriterij je stopnja moči dnevne svetlobe, kvaliteta pa je opisana kot svetlobni tok

in smer svetlobe, enakomernost ali intenzivnost osvetlitve ter svetlost in bleščanje. 2. Bleščanje povzroči zelo močna svetloba ali velik kontrast, zato je nujno uravnavati direktne

žarke dnevne svetlobe. 3. Svetloba pada na delovno površino ali na tla. 4. napetost (V), vhodna moč (W), svetilnostni tok (lm), lumen na vat (lm/W), temperatura (K).

Reference:

Fetters, John L.: The Handbook of Lighting Surveys & Audits, CRC Press, 1997

Spletna stran:

http://www.iesna.org/ http://www.enlighter.org/ http://www.newbuildings.org/ALG.htm http://www.lrc.rpi.edu/ http://www.homeenergy.org/archive/hem.dis.anl.gov/eehem/97/970109.html http://www.lightingmanual.com/ http://www.vgklighting.com/

Opomba: • Izobraževanje stanovalcev stavbe o tem, kako uporabljati opremo za osvetlitev na najbolj učinkovit način. • Vzdrževanje sistemov razsvetljave. S tem se zmanjša poraba energije. • Uporaba naravne svetlobe - nekatere velike trgovske centre so zgradili tako, da imajo na stropu številna plastična okenca, zaradi katerih jim čez dan ni potrebno upora-bljati umetne svetlobe.

51


Klju čne točke: • Za delo in za to, da vidimo potrebujemo primerno svetlobo. Dnevna svetlo-

ba (ki prihaja skozi okna, strešna okna, itd.) mora biti čez dan v zgradbah, kjer ljudje živijo in delajo, glavni vir svetlobe.

• Jakost svetlobe (osvetlitve) mora odgovarjati dejavnosti, za katero potrebu-jemo svetlobo. Manjša jakost je potrebna za tiste dejavnosti, kjer ne potre-bujemo veliko luči, večja pa za tiste, kjer jo potrebujemo. To je tesno pove-zano z vhodno močjo elektrike in porabo umetnih virov svetlobe; večja jakost, večja vhodna moč, večja poraba.

• Možno je prihraniti 60 - 80 % energije, če zamenjamo navadne žarnice s fluorescenčnimi.

• Da se izogneš izgubi električne energije po nepotrebnem, je najbolj enosta-vno, da luči izklopiš, kadar jih ne potrebuješ.

52


6. Električni aparati in elektronske naprave (ter sončne PV) Objektivno učenje: V tem poglavju se boste naučili:

• enote za merjenje električnega toka in kako jih računati. • kako brati evropsko energijsko nalepko na električnih napravah • pregled značilnosti naprav, ki jih navadno najdemo v gospodinjstvu, in kako

prihraniti energijo, če jih pravilno uporabljamo.

6.1. Pregled V naših domovih smo obdani z različnimi električnimi in elektronskimi pripomočki, ki nam pomagajo pri vsakdanjih opravilih. Imamo jih za nekaj samoumevnega, tako da včasih pozabimo na stroške energije. V Evropi električne naprave zajemajo približno 8 % porabe energije v hiši.

Med te naprave sodi šest največjih porabnikov elektrike (hladilniki, zmrzovalniki, pralni stroji, pomivalni stroji, TV-ji in sušilniki), in veliko manjših aparatov. Največji porabniki so naslednji:

• Hladilniki in zamrzovalniki • Pralni in sušilni stroji • Pomivalni stroji • Grelniki vode • Sušilniki za lase • Sobne klime • Električne pečice

Poleg cene naprave, ki je ponavadi kriterij za nakup naprave, bi morali pomisliti na stroške, ki nam jih bo skozi leta delovanja povzročila s porabo elektrike. Modeli, ki imajo velik izkoristek energije, ponavadi stanejo več, a prihranijo precejšnje vsote stroškov energije (torej denarja).

Opomba: Odstotek je veliko višji, če pomislimo na porabo elektrike v gospodinjtvu. Poraba vseh električnih naprav in razsvetljave predstavlja približno 55 % elektrike, ki jo porabi posamezno gospodinjtvo.

53


Ali veš, kaj je energijska nalepka? Eden izmed glavnih ciljev evropskega energijskega označevanja je pomagati gospodinjstvom pri odločanju za nakup naprav, ki porab-ljajo energijo. Poleg tega spodbuja proizvajalce, da izboljšajo ener-getske zmogljivosti njihovih proizvodov. Energijsko označevanje je obvezno le za nekatere skupine proizvo-dov, žarnice, avte in večino električnih aparatov (npr. hladilnike, šte-dilnike, pralne stroje, vse zgoraj naštete naprave). Ostali aparati, ki imajo na splošno nizko porabo energije, niso primerni za energijsko označevanje. To so npr.: toasterji, ventilatorji, likalniki, mešalci, itd.

Slika energijske porabe prikazuje enote električne porabe v kWh, kar omogoča primerjavo med različnimi modeli. Vsaka črka, ki sledi črki A, pomeni večjo porabo energije za približno 12-15 %. Torej lahko trdimo, da na primer pralni stroj razreda A, porabi do 24 % manj energije kot pralni stroj z enakimi lastnosti razreda C in do 36 % manj kot pralni stroj razreda D. Samo v primeru hladilnih aparatov (hladilnikov, zamrzovalnikov, itd.) je na vrhu (pri A) potrebno dodati dve vrstici, da vključimo razreda A+ in A++, ki označujeta še manjšo relativno porabo. Torej, če pomisliš, da je življenjska doba električnih aparatov, ki jih uporabljaš doma, več kot deset let, je energijski prihranek zelo pomem-ben. Kako oceniš porabo elektrike posameznega aparata? Koliko elektrike porabi aparat? Prvi korak k bolj energetsko učinkovitem domu je, da razumemo, kje porabljamo energijo. ener-gijska nalepka Najbolj učinkovito lahko zmanjšamo račun, če se osredotočimo na področja, kjer porabimo največ energije. A za to je potrebno poznati naslednja dva osnovna pojma!! 1. Električna moč Poraba električne energije neke naprave je odvisna od njene električne moči ali vatne moči, to je največja moč naprave. Vatno moč večine naprav lahko najdeš na spodnji ali zadnji strani naprave ali pa na nalepki.

Ponavadi je izražena z vati (W) ali kilovati (kW) (Zapomni si, da je 1 kilovat (kW)= 1.000 vatov)

Torej, če imaš 500 vatov, to pomeni 0,5 kW (to dobiš iz 500/1000)

Definicija :Energijska oznaka je nalepka, ki prikazuje jasne in razumljive podatke o tem, koliko energije izdelki porabijo. Na aparatih, ki so naprodaj, mora biti nalep-ljena na vidno mesto. Pomemben del energijske nalepke je lestvica energetske učinkovitosti, preprosto kazalo sestavljeno iz črk in barv. Najbolj učinkovite so naprave, ki so označene s črko A in zeleno barvo, najmanj pa tiste s črko G in rdečo barvo.

54


Tukaj je prikazano nekaj primerov razpona vatne moči: različnih naprav. Pomni, da se vatna moč pri posamezni napravi lahko precej razlikuje glede na tip, velikost in delovne pogoje.

Tabela 6: Običajne vatne moči različnih aparatov

2. Poraba elektrike Kadar gledaš televizijo 1 uro (ali pa jo imaš samo prižgano!), porabiš 150 vatnih ur elektrike.

1.000 vatnih ur je enako 1 kilovatna ura (1.000 Wh = 1 kWh). A najpomembneje je, da upoštevaš to, da ima veliko naprav širok razpon nastavitev (na primer, glasnost pri radiu, izbira temperature pri klimi), torej je dejanska količina porabljene elektrike odvisna od vsakokratnih nastavitev. To pomeni, da če naprava ne deluje z maksimalno močjo (na primer, da klima ne deluje z maksi-malno močjo), poraba elektrike ni enaka 1 kWh, ampak je manjša. To dobimo, če množimo s tako imenovanim “ faktorjem porabe”,* ki je enak številu 1 (če naprava deluje z največjo močjo) ali manj kot 1 (če ne deluje z maksimalno močjo). Izračun porabe: To, da se poraba elektrike meri v kilovatnih urah (kWh), že veš. Da boš lahko ocenil porabo električne energije neke naprave, moraš slediti temle korakom:

1. Poišči njeno vatno moč (tabela prikazuje vgrajeno moč v vatih ali kilovatih).

2. Oceni koliko ur* na dan deluje (na primer, TV 3 ure, hladilnik 24 ur).

3. Množi vatno moč z urami, ko je naprava v uporabi (na dan).

Aparati Vatna moč Aparati Vatna moč

Kavni aparat (4/10 skodelic) 700–1200 Klima (sobna) 1000 +

Toaster 1000 Akvarij 50–1210

Mešalec 300 Razvlaževalnik 800

Mikrovalovna pečica 700 - 1500 Električna odeja 200

Likalnik 750 - 1200 Grelec vode (150 litrov) 4500-5500

Pralni stroj 900 CD player 30

Sušilni stroj 2000 - 5000 Računalnik + zaslon 120 - 160

Pomivalni stroj 1200 - 1500 Prenosnik 50

Ventilator (miza) 20 - 250 Televizija (25” / 19”) 150 - 80

Ventilator (strop) 10 - 50 Radio (stereo) 50 - 300

Sesalnik za prah 1200 Cvrtnik 1200

Sušilnik za lase 1000 + Hladilnik 200 - 800

Opomba: Drugače povedano, porabo dobimo tako, da moč množimo s časom.

55


Formula je: Moč (kilovati) x Čas (ur na dan, ko deluje) = Poraba energije (kWh).

4. Nato množi dnevno porabo s številom dni v tednu, mesecu, letu (odvisno katero obdobje te zanima), ko je naprava v uporabi.

5. Na koncu lahko izračunaš letne, mesečne ali dnevne stroške delovanja naprave, tako da množiš porabo elektrike (kWh) s ceno na enoto kWh (npr., 9 centov €/kWh).

Formula je: poraba energije (kWh) x cena elektrike (centi € / kWh) = stroški (€). Primeri izračunov:

Kako brati račun Tvoj račun ponavadi prikazuje, koliko moraš plačati za kilovatne ure in koliko kilovatnih ur (kWh) si porabil. Če pomnožiš ti dve številki in dodaš še druge stvari (davke, administrativne stroške, itd.), dobiš končno ceno.

• Likalnik: Poraba elektrike = (850 vatov × 1 ur/dan × 3 dni/teden × 4 tedne na/mesec) ÷ 1,000* = 10.2 kWh/mesec Denarni stroški = 10.2 kWh × 13 centov €/kWh = 132.6 centov €/mesec (.........× 12 mesecev/leto = 1,591 centov €/leto= 15.91 €/leto). • Računalnik in monitor: Poraba elektrike = (120 + 160 vatov × 4 ur/dan × 365 dni/leto) ÷ 1,000* = 408.8 kWh Stroški = 408,8 kWh × 13 centov €/kWh = 5.314 centov €/mesec = 53.14 €/leto. *Pomni, da je 1,000 Wh = 1 kWh. V zgornjih formulah smo delili s 1.000, da smo spremenili vatne ure (Wh) v kilovatne ure (kWh), kar je bolj primeren način za prikaz električne porabe. Opazuj: če bi bila poraba električne energije podana v vatih, bi bil razultat = 10,200 Wh (za likalnik) in 408,800 (za raču-nalnik in monitor). To bi pomenilo velike in zoprne številke! Upoštevaj: da se cena elektrike po evropskih državah razlikuje. Poglej na svoj račun za elektriko!

Opomba: V Evropi je povprečna vsota 20 centov za kWh, od 9 centov €/kWh (Bolgarija) do 32 centov €/kWh (Danska). Povprečno evropsko gospodinjstvo porabi prib-ližno 4,500 kWh na leto, kar v povprečju stane 900 € na leto.

56


6.1.1. Splošni nasveti kako prihraniti energijo Dve osnovni točki, ki jih je potrebno upoštevati: • Bodite previdni, kadar kupujete električne naprave. Kupujte energetsko učinkovite proiz-

vode (razreda A) in se navadite na to, da preverite električno moč (vatno moč). • Z njimi upravljajte učinkovito: ne uporabljajte jih takrat, kadar ni nujno in jih izklopite, če

niso v uporabi.

Večina phantom loads poveča porabo energije teh naprav za nekaj vatnih ur. Tem loads se lahko izognemo tako, da jih izklopimo iz vtičnic ali pa izklopimo stikalo na razdelilniku.

6.2. Električne naprave

6.2.1 Hladilniki/ zamrzovalniki: Dandanašnji so hladilniki nepogrešljiv pripomoček, ki nam omogoča, da hrana ostane sveža dlje časa.

Čeprav imajo te naprave relativno nizko moč, so zaradi velikega števila ur delovanja večje porabnice kot drugi z veliko večjo močjo. Primerjaj:

Kot lahko vidiš, hladilnik porabi več energije kot klima, ki ima 10-krat večjo vatno moč. Kot smo že omenili, imajo hladilni aparati (hladilniki, zamrzovalniki, itd.) na energijski nalepki dve dodatni kategoriji energetske učinkovitosti, to sta razreda A+ in A++, ki označujeta še manj-šo relativno porabo. Nov hladilnik z oznako A+ porabi naj-manj 42 % manj elektrike kot običajni modeli (razreda D ali E), in še 30 % manj, če ima hladilnik oznako A++. Pri hladilnih napravah je zelo pomem-bno, da se ne segrejejo, ker se morajo nato spet ohladiti. Glavni vzroki za izgubo toplote so: • Izolacija: prenos toplote skozi material, ki sestavlja stene hladilnika.

Opomba: Veliko naprav, četudi so ugasnjene, še vedno porablja majhno količino elek-trike. Ti "phantom loads" se pojavljajo v večini naprav, ki porabljajo elektriko, npr.

Opomba: Ker so stroji, ki delujejo 8,760 ur na leto (celo leto), je njihova poraba največja od vseh naprav, ki jih imamo doma.

Klima: Električna moč =2 kW

Hladilnik: Električna moč =0,2 kW

Ure delovanja = 480 ur/leto Poraba elektrike = 2 x 480 = 960 kWh/leto

Ure delovanja = 8.760 ur/leto Poraba elektrike = 0,2 x 8.760 = 1.752 kWh/leto

A++ A+ A B C D E F G

<30 <42 <55 <75 <90 <100 <110 <125 >125

57


• Hrana: prenos toplote iz hrane (hrana, ki jo damo v hladilnik ima večjo temperaturo, kot je v hladilniku).

• Tesnenje vrat (tesnilo): prenos toplote skozi ploščo, ki je odgovorna za vzdrževanje nepro-dušnosti.

• Odpiranje vrat: prenos toplote se zgodi, ko so vrata odprta.

Graf 2: Razlog za izgubo mraza

Energetski nasveti za hladilnike in zmrzovalnike: • Kadar kupuješ nov hladilnik, poglej na ENERGIJSKO NALEPKO in izberi A+ ali A++. • Izberi tak hladilnik, ki je ravno prave velikosti za tvoje gospodinjstvo. Večji kot je, več

energije porabi. • V hladilnik nikoli ne daj vroče hrane. • Kadar moraš odtajati zamrznjeno hrano, jo odtajaj v hladilniku, ki bo porabil hlad, ki ga

oddaja zamrznjena hrana. • Prepričaj se, da vrata hladilnika dobro tesnijo. Preizkusi jih tako, da preden zapreš vrata,

vmes vstaviš košček papirja. Če papir z lahkoto potegneš ven, je tesnilo potrebno zamenja-ti.

• Vrata imej odprta čim krajši čas. • Ne namesti hladilnika v tople prostore in prostore z malo ventilacije. • Ne nastavi hladilnika ali zamrzovalnika na največjo možno hlajenje. Priporočene tempera-

ture so 5°C za hladilni predelek za svežo hrano in -18şC za predelek za zamrzovanje. • Redno tajaj zamrzovalnik in skrinjo, ker led zmanjšuje energetsko učinkovitost enote. Led

ne sme biti debelejši od treh mm.

6.2.2. Pralni stroji: So nepogrešljive naprave, ki jih najdemo skoraj v vseh gospodinjstvih v Evropi. Kolikokrat jih uporabljajo, je odvisno od navad uporabnikov, a ocenimo lahko, da se jih uporablja od tri do petkrat na teden. Takoj za hladilnikom in televizijo je pralni stroj tisti, ki porabi več energije, kot ostale naprave. Stroj pere oblačila tako, da med vrtenjem bobna uporablja toplo vodo in pralni prašek. Drug pomemben dejavnik porabe je poraba vode, ki jo lahko ocenimo na

3 0 – 5 0 litrov.

Opomba: Pralni stroj porabi za ogrevanje vode veliko več energije kot pa za vrtenje bobna. Vodo ogreva z električnim uporom in pri tem porabi okoli 85 % celotne energije.

58


Energijska nalepka za pralne stroje prikazuje naslednje podatke: učinkovitost pranja, učinkovi-tost vrtenja, porabo vode in energije pri enem pranju. Nasvet za uporabo: • Kupi stroj z energijsko nalepko razreda A. • Peri toliko perila kolikor je največ dovoljeno. Če pereš manjšo količino perila, uporabi pri-

merne nastavitve za porabo vode ali še bolje, počakaj, dokler nimaš več umazanega perila. • Peri pri čim nižjih temperaturah. 30şC je dovolj!!! • Izogibaj se uporabi sušilne funkcije - za to imamo sonce. • Najnovejši bi-termalni stroji uporabljajo dva vira vode, vročega in mrzlega. Vroča voda

prihaja iz domačega omrežja ACS, in je že ogreta, ter tako porabi manj energije.

6.2.3. Pomivalni stroji: Zaradi zahtev po večjem udobju in zaradi pomanjkanja časa, uporaba te naprave narašča iz dneva v dan. Ena izmed štirih evropskih družin ima pomivalni stroj, ki ga uporablja skoraj vsak dan, kar ga uvršča med naprave, ki porabijo največ energije. Trenutno je na voljo veliko naprav s številnimi nastavitvami progra-mov, kjer je možno izbrati srednjo storilnost in način pranja z nizko

temperaturo, kar omogoča zmanjšanje porabe energije. Nasveti za uporabo: • Kadar kupuješ nov pomivalni stroj, poglej, v kateri energijski razred spada! • Preden ga vključiš, se prepričaj, da je pomivalni stroj poln, a ne prepoln. • Nastavi grelec vode na nižjo temperaturo. • Pusti, da se po zadnjem splakovanju posoda posuši na zraku. Vratca pusti odprta, da se bo

posoda prej posušila.

6.2.4. Domača elektronska oprema - Naprave za zabavo in domačo pisarno: Te naprave so zelo pogoste in v uporabi več ur na dan. Vsako leto se pojavijo nove, izboljšane elektronske naprave, ki ponujajo še bolj privlačno zabavo. Večina se porabi za naprave, ki so namenjene zabavi ali pa jih uporab- l j a m o v domači pisarni. A tudi majhni porabniki energije, med njimi prenosne napra-ve z baterijami, dodajo precejšen delež, ne zato ker bi vsak izmed njih porabil veliko energije, ampak zato, ker jih je veliko, in ker so dolgo časa vključene.

Opomba: Tako kot pri pralnem stroju, gre tudi tukaj približno 70–80% porabljene električne energije za gretje vode.

Opomba: Energije, ki jo porablja elektronska oprema, skoraj ne opazimo. Zaradi tega se približno 10% do 15% vse električne energije v evropskih domovih porabi za elektronske naprave.

59


V to skupino spadajo: televizije in hišni kini, predvajalniki video kaset in DVD-jev, kombinirane enote (TV/VCR; TV/DVD), zvočniki, računalniki, igralne konzole, itd. Režimi porabe Vsi ti proizvodi imajo različne

načine delovanja. Eden izmed njih je stanje pripravljenosti, ki se lahko vključi ali izključi z daljinskim upravljanjem. To je le navidezna izključi-tev, saj naprave v pripravljenosti porabijo skoraj 10 do 15 % normalne porabe. Torej je bolj priporočljivo, da jih popolnoma ugasneš, če jih ne boš spet kmalu uporabljal. Načini delovanja so naslednji:

Tabela 7: Načini delovanja

Spodaj je tabela običajne elektronske opreme in povprečje energije, ki jo v enem letu porabi v vsakem načinu (od najbolj energetsko intenzivnih do najmanj energetsko intenzivnih). V zadnjih dveh stolpcih, so prikazani stroški relativne letne porabe energije, ki upoštevajo najnižje in najvi-šje evropske cene elektrike.

Način Definicija Primeri

Aktivno (v uporabi)

Naprava opravlja svoje nalogo. TV prikazuje sliko in/ali zvok. VCR snema ali previja kaseto. Tiskalnik tiska dokument.

Aktivno stanje pripravljenosti

Naprave so pripravljene za uporabo, a ne opravljajo glavne funkcije. Uporabniku se zdi, da je vključeno.

DVD predvajalnik je vključen, a ne igra. Brezžično polnjenje aparata.

Pasivno stanje pripravljenosti

Naprava je izključena/v pripravljenosti. Uporabniku se zdi, da je izključena, a jo lahko aktivira z daljinskim upravljanjem ali deluje z obrobnimi funkcija-mi.

Mikrovalovka ne deluje, a ura je vključena. CD predvajalnik je izključen, a ga lahko vključimo z daljin-skim upravljalcem.

Izklop Naprava je izključena, nobena funkcija se ne izvaja. Uporabnik je ne more vključiti z daljinskim upravljan-jem.

Računalniške slušalke so izključene, a priklopljene TV ni vklopljen in ga ne moremo prižgati z daljincem.

60


Tabela 8: Elektronska oprema in povprečna poraba energije

Zunanji adapter Elektronski proizvodi delujejo na nizki napetosti enosmernega toka (DC), in zato potrebujejo zunanji adapter, ki pretvori 220-voltni izmenični tok (AC) iz vtičnice. Nekateri večji proizvodi, kot na primer TV-ji, stereo naprave in naprave, ki se priključijo na televizijo, imajo napajalnik že vdelan v aparat. Ostali uporabljajo zunanje napajanje, znan "zidni napajalnik", ki tekmuje za prostor v naših vtičnicah in razdelilnikih.

Proizvod Pasivno stanje pripravljenosti ali izklop (vati)leto)


(vati)leto)


(vati)leto)

Povprečna poraba energi-

je (kWh)

Stroški energije v enem letu (Evri)

Stroški energije v enem letu (Evri)

Najnižja cena v EU (0,09 €/kWh)

Najvišja cena v EU (0,32 €/kWh)

Naprave za prosti čas Plazma TV (<40") 3 - 246 441 39,69 141,12

DVR/TiVo 37 37 37 363 32,67 116,16

Digitalni kabel 26 26 26 239 21,51 76,48

Satelitski kabel 12 11 16 124 11,16 39,68

LCD TV (<40") 3 - 70 77 6,93 24,64

Igralna konzola 1 - 24 16 1,44 5,12

DVD 1 5 11 13 1,17 4,16

Naprave za domačo pisarno Namizni računalnik 4 17 68 255 22,95 81,6

Prenosni računalnik 1 3 22 83 7,47 26,56

LCD zaslon 1 2 27 70 6,3 22,4

Modem 5 - 6 50 4,5 16

Brezžični usmerjevalnik 2 - 6 48 4,32 15,36

Tiskalnik 2 3 9 15 1,35 4,8

Fax 4 4 4 26 2,34 8,32

Večfunkcijska naprava tiskal-nik/skener/kopirni stroj

6 9 15 55 4,95 17,6

Naprave za polnjenje

Električno orodje 4 - 34 37 3,33 11,84

Brezžični telefon 2 3 5 26 2,34 8,32

Električna ščetka za zobe 2 - 4 14 1,26 4,48

MP3 predvajalnik 1 - 1 6 0,54 1,92

Mobilni telefon 0 1 3 3 0,27 0,96

Digitalni fotoaparat 0 - 2 3 0,27 0,96

Opomba: Ti viri napajanja porabljajo elektriko ne glede na to, če je naprava vklopljena ali izklopljena, in celo, če z njimi ni pove-zana! Da zidni adapter uporablja energijo, ugotoviš tako, da ga nekaj časa zatem, ko je bil vklopljen, potipaš in ugotoviš, da je topel.

61


Nasveti in namigi: Kar takoj lahko nekaj narediš za zmanjšanje porabe energije, ki jo porablja elektronika v tvojem domu. • Izklopi jo iz vtičnic. To je najbolj enostavna in očitna stvar, ki jo lahko narediš, da se izog-

neš izgubi električne energije. Doma preglej, če so v vtičnicah polnilniki, ki niso povezani z napravo, ali pa druge naprave, za katere ni potrebe, da bi bile priključene. Kadar mobi ali kakšno drugo napravo napolniš, izvleči polnilnik iz vtičnice.

• Uporabljaj razdelilnike. Vtakni kable za elektroniko doma ali v službi v enojen razdelilnik z gumbom vklop/izklop. To ti bo omogočilo, da boš izklopil elektriko vsem napravam, ki so nanj priklopljene, naenkrat.

Posebej za računalnike: • Kadar ne uporabljaš računalnika, četudi za kratek čas, ugasni ekran. • Uporabi črn ohranjevalnik zaslona, ker ta porabi manj energije. • Zapomni si, da moraš omogočiti funkcije upravljanja z energijo (režim nizke porabe

"spanja") na tvojem računalniku. Tako je pri »Windows« in »Macintosh« operacijskem sistemu. Preprost dotik miške ali tipkovnice "zbudi" računalnik in monitor v sekundi.

6.3. Vaja/vprašanja

1. Približno koliko odstotkov porabe v gospodinjstvu gre za električne apara-te? ...........................................

2. Katere informacije najdemo na evropski energijski nalepki? In katera črka predstavlja najbolj

učinkovito kategorijo? ................................................................................................

3. Kateri aparati imajo dva dodatna energijska razreda (A+ in A++)? ................................................................................................ 4. Poglej v tabelo s podatki o vatih in napiši koliko energije porabijo naslednje naprave

(izraženo s kW): - Mešalec=..................... - Sesalnik za prah =..................

5. Izračun porabe. Vstavi podatke:

Moč (W) X Čas (ure)

= Elektrika (W) X Cena (cent€/kWh)

= Stroški

1100 X 4 = X 15 =

100 X 10 = X 15 =

600 X 4 = X 15 =

800 X 4 = X 15 =

150 X 4 = X 15 =

62


6. Koliko elektrike bi te naprave porabile, če bi vsaka delovala 2,5 ure? - Mešalec =kWh..................... - Sesalnik za prah =kWh..................

In koliko, če bi jih uporabljali pol ure na dan, 12 dni na mesec? - Mešalec = kWh/mesec..................... - Sesalnik za prah =kWh/mesec..................

7. Kol iko elektr ike (pribl ižno) porabi običajno evropsko gospodinj-stvo?....................................................... In koliko jih stane? ................................................

8. Kateri gospodinjski aparat ima največjo porabo (v povprečju) v enem letu? In zakaj?

....................................................

9. Kam je najbolje postaviti hladilnik? (Prečrtaj napačen odgovor/e): - Blizu pečice � - V majhno shrambo brez oken � - Kamorkoli, samo da je daleč stran od toplote �

10. Za kaj pralni in pomivalni stroji porabijo največ elektrike? .........................................................................................

11. Označi naslednje trditve s pravilno (P) ali napačno (N): - Pečice ne izgubljajo energije, če vratca med pečenjem odpiramo ........ - Majhni gospodinjski aparati imajo energijsko nalepko...... - Nekateri majhni gospodinjski aparati imajo veliko vatno moč........

12. Kolikšen delež elektrike (v procentih) porabi domača elektronska oprema v evropskih domo-vih? ............................

13. Naštej vsaj dve električni ali elektronski napravi, ki kljub majhni vatni moči v enem letu

porabita veliko elektrike: – ............................ – ............................... Razloži zakaj: .........................................................................

14. Kakšna je povprečna cena kilovatne ure elektrike na prebivalca v Sloveniji? .................................................. Rešitve 1. Vsak zase, 8% in 35%. 2. Poraba energije v kWh in lestvica energetske učinkovitosti. 3. Hladilni aparati kot so hladilniki in zmrzovalniki. 4. Mešalnik = 300 W Sesalnik za prah = 1,200 W. 5. .................... 6. Mešalnik = 300 W × 2.5 h = 0.75 kWh. Sesalnik za prah = 1.200 W × 2.5 h = 3 kWh. Mešalnik = 300 W × 0,5 h × 12 days = 1.8 kWh/mesec. Sesalnik za prah = 1.200 W × 0,5 h × 12 days = 7,2 kWh/mesec. 7. 4,500 kWh na leto. Povprečni stroški so 900 € na leto. 8. Hladilnik, ker deluje vse dni v letu (8,760 ur na leto).

63


9. Blizu pečice - V majhno shrambo brez oken. 10. Za gretje vode, ki jo ogreva z električnim uporom, in pri tem porabi okoli 85 % celotne ener-

gije delovanja. 11. N – N – P. 12. Približno 10%–15%. 13. Hladilniki - televizije, ker delujejo veliko časa. 14. (Odvisno od države). Pojmi Faktor porabe: količnik (a) med dejansko maksimalno energijo, ki jo sistem porabi in (b) dejan-sko maksimalno energijo, ki bi jo porabili, če bi bila celotna obremenitev, ki je povezana s siste-mom, aktivirana istočasno. Spletna stran:

www.energystar.gov/

http://www.energysavingtrust.org.uk/ http://www.energylabels.org.uk/eulabel.html http://www.energysavingcommunity.co.uk/

Reference: VV. AA.: Guía práctica de la energía. Consumo Eficiente y Responsable (Practical Gui-

de for Energy. Efficient and Responsible Consumption), Instituto para la Diversificación y Ahor-ro de la Energía (IDAE), 2007.

64


6.4. Energija iz sončnih celic Objektivno učenje: V tem poglavju se boste naučili:

• Osnov o sončni energiji in kako jo pretvorimo v elektriko • Glavne tipe fotonapetostnih celic • Osnovne obsege fotonapetostnih sistemov

6.4.1. Postopek, kako se sončna svetloba spremeni v elektriko Beseda "fotovoltaičen" (»fotonapetost« v slovenščini) je sestavljena iz dveh besed: "foto", ki izvira iz grške besede, in pomeni svetloba, in "voltaičen", ki izvira iz "volta", enote, ki se upora-blja za merjenje električne napetosti.

Trenutno fotonapetostne celice, ki so nam na voljo v prodaji, spremenijo le okoli 6% do 15% energije sevanja v elektriko. Vendar, čeprav se ne zdi tako, je to dober rezultat. Solarna tehnolo-gija namreč ponuja velike možnosti. Znanstvene raziskave so v zadnjih letih prinesle velik nap-

Klju čne točke: • Cena električnega aparata je ponavadi kriterij za nakup. Modeli, ki imajo

velik izkoristek energije, ponavadi stanejo več, a prihranijo precejšnje vsote stroškov energije (torej denarja).

• Poraba električne energije neke naprave je odvisna od njene električne moči ali vatne moči, ki je največja možna moč naprave. Torej, porabo dobimo tako, da množimo moč s časom delovanja.

• Energijska oznaka je nalepka, na kateri so podatki o porabi energije in zmogljivost naprave. Pomemben del energijske nalepke je lestvica ener-getske učinkovitosti, preprosto kazalo sestavljeno iz črk in barv. Najbolj učinkovite so naprave, ki so označene s črko A in zeleno barvo, najmanj pa tiste s črko G in rdečo barvo.

• Največ energije v napravah kot so pralni in pomivalni stroji se porabi za ogrevanje vode, ki jo ogrevajo z električnim uporom, in pri tem porabijo od 70 do 85 % celotne energije delovanja.

• Domača elektronska oprema in naprave namenjene zabavi ter domači pisarni so vedno bolj razširjene in vedno več časa v uporabi. Njihovo porabo energije pogosto prezremo, zato se približno 10% do 15% vse električne energije v evropskih domovih porabi za elektronske naprave.

• Izklop je najbolj enostavna in očitna stvar, ki jo lahko narediš, da se izo-gneš izgubi električne energije.

Definicija :Fotonapetostni sistemi uporabljajo celice, da z njimi sončno sevanje spremenijo v elektriko. Celice so sestavljene iz ene ali dveh plasti polprevodnih materialov.* Ko svetloba posije na celico, na plasteh ustvari električno pol-je ter s tem sproži tok elektrike. Bolj kot je svet-loba intenzivna, večji je pretok elektrike.

65


redek na tem področju, predvsem na področju materialov, ki so sposobni dose-či fotonapetostno pretvorbo. Najbolj običajen material za polprevodnike, ki ga uporabljajo za fotonapetost-ne celice je silicij, element, ki ga najpogosteje najdemo v pesku. Silicij je kot surovina zelo dostopen, saj je drugi najbolj pogost material v Zemljini skorji. Fotonape-tostni sistemi, torej ne potrebujejo močne sončne svetlobe za svoje delovanje. Elektri-

ko lahko proizvajajo tudi, kadar je oblačno. Zaradi odboja sončne svetlobe lahko ob obla-čnih dneh pridobi več elektrike, kot v dneh brez oblačka.

Kako deluje sončna celica? Najbolj pomembni deli fotonapetostnih sistemov so celice, ki sestavljajo osnovno zgradbo enote in zbirajo sončno svetlobo, ter moduli, ki združujejo veliko število celic v enoto (in v nekaterih primerih pretvorniki, ki se jih uporablja za pretvorbo elektrike v takšno obliko, da je primerna za vsakdanjo rabo).

Slika 16: Delovanje sončne celice

Ne glede na velikost tipična silikonska sončna celica proizvede od 0,5 do 0,6 voltov DC (enosmernega toka). Tokovni (in električni) donos sončne celice je odvisen od njene učinkovito-sti in velikosti (območja na površini), in je v sorazmerju z jakostjo sončne svetlobe, ki sije na površino celice.

Opomba: Pri maksimalni sončni svetlobi, na primer, običajna sončna celica s povrñino 16 cm˛ proizvede pribliţno 2 vata maksimalne moči. Če intenzivnost sončne svetlobe obsega 40 % maksimalne, bo ta celica proizvedla 0,8 vata.

66


Proces delovanja celice Na voljo je kar nekaj tipov tehnologij, ki se ponavadi razlikujejo po tipu surovine, ki sestavlja celice, in metodah, ki so uporabljene pri gradnji modulov. Najbolj pogoste so naslednje: Sončne celice so povečini narejene iz silicijevega kristala, na tri načine: iz tankih plasti, ki jih izrežejo iz posameznega silicijevega kristala (monokristala) ali iz kvadra silicijevega kristala (polikristala) ali kristala, mešanega z drugimi polprevodniki (amorfnimi); njihova učinkovitost se giblje med 12% in 17%. To je najbolj običajna tehnologija, ki predstavlja okoli 90% današnjega tržišča.

Slika 18: Tipi fotonapetostnih celic

Drugi tip je na voljo s tehnologijo tanke prevleke. Moduli so zgrajeni tako, da na poceni materiale kot so steklo, nerjaveče jeklo ali plastika polagajo izredno tanke plasti fotoobčutljivih* materialov. Zaradi izdelovanja tanke prevleke, so stroški proizvodnje nižji v primerjavi z materialno bolj učinko-vito kristalno tehnologijo, a prednost v ceni se zmanjša zaradi slabše učin-

kovitosti (od 5% do 13%). Dandanašnji so razvili več drugih tipov fotonapetostnih tehnologij, ki bodo kmalu naprodaj ali pa so še v raziskovalni fazi, kot na primer prilagodljive celice, ki temel-jijo na podobnem proizvodnem procesu kot celice s tanko prevleko - kjer je aktivni material položen na tanko plastiko, kar omogoča, da je celica prilagodljiva.

Kakorkoli, 2 vata nista dovolj, da bi z njima lahko pognali katerokoli električno napra-vo. A na stotine celic, ki sestavljajo modul, znan tudi kot plošča, ki bi delovale dolgo časa, bi bile zanimive za proizvodnjo elektrike in bi lahko proizvedle moč v območju od 10 do 300 vatov, odvisno od uporabljene tehnologije-celo še več, če bi več modulov povezali skupaj (kar imenujemo polja).

Slika 17: Sestavni deli sončnih celic

Običajen fotonapetostni modul z močjo 160 vatov, ki je na voljo v trgovinah, ima lahko površino 1,2 kvadratnega metra (1.5 m x 0.8 m).

67


V zadnjih letih so znanstvene raziskave dosegle pomembne dosežke na področju tehnologije sončnih celic. Znanstveniki so dosegli 40 % učinkovitost s celico, sestavljeno iz več spojev ter izdelano iz več elementov (galija, indija, arzenika in germanija), a zaradi velikih stroškov izdela-ve ni primerna za tržišče.

6.4.2 Uporaba sončnih celic Fotonapetostna tehnologija se lahko uporablja na različne načine. • Prve in verjetno najbolj "visokotehnološke" aplikacije so razvili za vesoljska

plovila. • Poznamo že računalnike, ki se napajajo s sončnimi celicami, igrače, svet-

lobne box in telefonske govorilnice, in veliko drugih izdelkov za široko porabo, ki se napajajo s sončnimi celicami.

• Kjer ni na voljo glavnega električnega omrežja, uporabljajo "stranska omrežja", da v oddaljene kraje, kot so daljinske telekomunikacijske posta-je, gorske koče, države v razvoju in na podeželje, pripeljejo elektriko.

• Še bolj pogosto pa je, da na podeželju na poljih zasledimo srednje in veli-ke elektrarne, takoimenovane v mrežo povezane elektrarne.

• Na tem področju je naš osnovni interes, da povečamo število zgradb, ki imajo fotonapetostni sistem.

Ti fotonapetostni sistemi lahko pokrivajo strehe in fasade, in tako prispevajo k zmanjšanju porabe energije. Ne povzročajo hrupa in vgraditi jih je mogoče tako, da imajo estetski izgled. Evropska gradbena zakonodaja je bila in je v postopku spreminjanja v tej smeri, da spodbuja uporabo obnovljivih energij v javnih in zasebnih zgradbah. Ta akcija pos-pešuje razvoj ekozgradb in energetsko pozitivnih zgradb (E+ zgradbe), ki odpirajo številne možnosti za boljše vključevanje fotonapetostnih siste-mov v gradbeno okolje.

Glede na njihovo shemo delovanja, so ponavadi ti sistemi povezani z lokalno električno mrežo, ki omogoča, da se vsakršen presežek energije shrani v električno mrežo in se proda uporabnikom. Kadar ni sonca, elektriko dobijo iz mreže. Pret-vornik uporabljajo za pretvorbo enosmernega toka (DC)*, ki ga proiz-vaja sistem, v izmenični tok (AC), ki poganja električne naprave.

6.4.3. Koliko elektrike lahko proizvede PV-sistem? Glede na to, kje se solarna naprava nahaja, je lahko na voljo več ali manj energije, in posledično se proizvede več ali manj elektrike. Odgovor se torej skriva v več dejavnikih. Potrebno je upoštevati naslednje korake: 1. količino energije, ki doseže neko lokacijo; sončno obsevanje in število ur, ko sije sonce; 2. pravilno lego in naklon modulov; 3. tehnologijo, ki jo uporablajo fotonapetostni moduli. 1. Energijo, ki jo pridobivamo s pomočjo sonca, merimo s "sončnim obsevanjem", ki je vpadla energija na enoto površine v določenem časovnem intervalu (izražamo jo v vatih ali kWs/m2). Če množimo podatke o obsevanju (moč) s številom ur, ko na določenem področju sije sonce (čas trajanja), dobimo količino obsevanja (energijo). Z drugimi besedami, obsevanje nakazuje količi-no sončne energije (kWh), prejeto na kvadratni meter povrñine (kWh/m˛) v določenem času. Na

68


primer, če mnoţimo s povprečnim ñtevilom ur, ko na določenem področju sije sonce (ali ure/dan), dobimo dnevno količino obsevanja (kW·h/m˛·dan). Karta, ki sledi, grafično prikazuje letno obsevanje v Evropi. 2. Drugi pomemben korak je pravilna lega PV modulov glede na sonce tako, da so čim dalj časa izpostavljeni sevanju. Dalj časa ko je direktno izpostavljen soncu, več elektrike proizvede. Pri namestitvi je potrebno upoštevati tri vidike: • Usmeritev: sistem za sončno energijo mora biti obrnjen, kolikor je to mogoče, proti jugu

(če prebivate na severni polobli). • Naklon (kot): PV moduli morajo imeti naklon, ki omogoča, da opoldanski sončni žarki

navpično padajo nanj. To po pravilu sovpada z zemljepisno širino kraja. V Evropi je najugodnejši kot naklona PV modula, ki maksi-mira letni donos energije, od 26ş na jugu Grčije do 48ş ali več na severu Evrope. Razlog za to je, da na jugu sonce po nebu potuje bolj navpično kot na severu, in zato mora imeti bolj vodoraven naklon, da dobi čim več sevanja. Na severu pa je ravno obratno. Tam ima sonce nižjo pot glede na horizont, in zato morajo biti moduli v bolj navpični legi. Enak koncept velja za letne čase: sonce je višje na horizontu poleti kot pozimi.

Slika 19: Položaji sonca

• Senca in žica: tem se je potrebno izogniti, tako kot senčenju s strani stavb, gora ali dreves.

Vsaka senca bo zmanjšala količino proizvedene elektrike. 3. Tretji korak je povezan s tehnologijo, za katero, kot smo omenili že zgoraj, obstajajo številne možnosti, predvsem za material, ki sestavlja fotonapetostne celice. Tukaj je ključni dejavnik predstavljen kot "pretvorna učinkovitost", ki jo boljša komercialna tehnologija, lahko doseže do 17 %. To pomeni, da se lahko le majhna količina sprejetega sevanja pretvori v elektriko. Dandanašnji, so za vsako državo na voljo karte sončnega obsevanja in sistemi medsebojnih apli-kacij. Vključujejo vse zgoraj naštete dejavnike in razumljivo podajajo oceno, koliko elektrike je mogoče pridobiti na določenem območju. Tem orodjem se lahko zahvalimo, da poznamo regijski in lokalni potencial, in zaradi njega lahko izračunamo, koliko elektrike lahko pridobimo z dolo-čeno solarno napravo. Eden izmed teh orodij je Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS), ki je na voljo na internetu z zelo prijazno in zabavno aplikacijo.

69


Obišči stran Joint Research Centra, in ugotovi koliko sončne energije seva na tvojo regijo (http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/). V Sloveniji znaša povprečno letno obsevanje na horizontalno ploskev 1250 kWh/m2. Trajanje sončnega obsevanja v Sloveniji niha od 1500 ur na leto v dolinah v gorskem svetu, 1800 ur v

Izračunajmo skupaj... Karta, ki sledi (iz PVGISa), prikazuje količino pridobljene elektrike s fotona-petostnimi sistemi v evropskih regijah. Karta upošteva: količino sončnega sevanja, povprečje števila ur, ko sije sonce, in druge dejavnike, kot so pretvorna učinkovitost PV tehnologije, optimalno usmerjenost in naklon, ter izgubo energije pri žicah. Na kratko, omogoča dobro oceno energijskega potenciala določenega kraja.

Slika 20: Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) Bolj ko je določen kraj obarvan z rdečo barvo, bolj je primeren za pridobivanje energije. Na dnu karte, enako obarvana lagenda prikazuje dva pomembna pokazatelja: • ·Letno vsoto obsevanja na kvadratni meter fotonapetostnega modula,

izraženega z kWh/m2 (globalno obsevanje).

70


krajih kontinentalne Slovenije in 2300 ur na Primorskem. Dnevna količina proizvedene električ-ne energije pri optimalni postavitvi modulov znaša za potencialno lokacijo v Piranu 4,1 kWh/m2 (ali nekaj nad 1500 kWh/m2 v enem letu in s tem okoli 1200 kWh letno proizvedene električne energije na kilovat vršne moči modula. Ostale potencialne lokacije v Sloveniji v povprečju prej-mejo manj kot 3,9 kWh povprečnega dnevnega sončnega obsevanja na m2 (iz slike je razvidno, da to znaša v enem letu okoli 1250 kWh/m2), s čimer v povprečju proizvedejo nekaj pod 1000 kWh električne energije na kilovat vršne moči modula. V zadnjih letih Slovenija beleži hitro rast postavljenih PV sistemov. Prvo sončno elektrarno vrš-ne moči 1,1 kilovata je v Ljubljani v letu 2001 postavila na streho svoje poslovne stavbe Agenci-ja za prestrukturiranje energetike. Do konca leta 2008 je bilo postavljenih sončnih elektrarn v višini 1156 kilovatov vršne moči, kjer se je instalirana moč v letu 2008 glede na predhodno leto kar potrojila. Največjo sončno elektrarno so v letu 2009 postavili na Kozjanskem in sicer se ponaša s 450 kilovati instalirane moči, nameravajo pa dograditi dodatnih 150 kilovatov.

• Začetno vsoto potenciala solarne elektrike, pridobljene z vgrajenim 1

kWp sistemom, ali kWh/kWp (solarna elektrika). Prva vrstica podatkov (globalno obsevanje) se nanaša na letno obsevanje na en kvadratni meter podlage. Upoštevaj, da to ne pomeni, da 1 m2 zares proizvede navedeno vrednost. Kot smo že povedali, se vsa sončna svetloba, ki posije na fotonapetostno celico, ne pretvori v elektriko. Tako je zaradi tehničnih omeji-tev (pretvorna učinkovitost ) in drugih izgub. Druga vrstica podatkov (solarna elektrika) nam pove koliko elektrike lahko proizvede1 kW PV sistem, montiran na določenem kraju. Ocenjena vrednost že vklučuje različne izgube in tehnične omejitve. Vse kar moraš narediti je, poiskati tvoje mesto in pravilne vrednosti...... Primer: • En kilovatni (kW) PV sistem, postavljen na Sardiniji (Italija) lahko proi-

zvede približno 1,350 kWh elektrike na leto (glej karto). Jasno je, da dvo-kilovatni sistem proizvede dvakrat toliko (1,350 x 2) torej 2,700 kWh na leto. Upoštevaj: To je skoraj vsa napetost, ki jo porabi običajni evropski porabnik. Povprečen prebivalec porabi 3,200 kilovatnih-ur (kWh) elektrike na leto (povprečje je v Evropi 27). • Kako velik bo PV sistem? Če vzamemo en-kW strešni sistem in montiramo 200-vatne module: Potrebno bo 5 modulov (ki bodo pridobili: 1 kW (or 1,000 W)/200 = 5). A upoštevaj, da površine (vrste) modulov ne smemo nikoli prištevati med nedeljive module, kar pomeni, da je 6 modulov primerna vsota. Poleg tega je celo bolje, da zaradi različnih izgub, naredimo večji sistem. Nazadnje, če vsak modul meri 2 kvadratna metra, bo površina, pokrita s PV moduli 12 kvadratnih metrov (iz česar izhaja: 2 m2 x 6 modulov).

71


6.6. Vaja/vprašanja

1. Kaj pomeni beseda fotovoltaičen (fotonapetosten)? .................................................................................................

2. Kako učinkovite so današnje PV celice? Razloži kaj pomeni pretvorna učinkovitost. ................................................................................................. 3. Kateri tok proizvajajo PV celice: izmeničnega (AC) ali enosmernega

(DC)? .................................................................................. 4. Oceni koliko elektrike bi porabil PV sistem, ki bi bil montiran na šolski stavbi (poglej karto

sončnega obsevanja), in izračunaj kako velik bi bil. Zgornji primer izračuna prilagodi lokaciji tvoje šole. Podatki:

• 5 kW sistem za montažo • Izbrani moduli z močjo 160 vatov (vsak) • Velikost vsakega modula: 2 kvadratna metra

Rešitve 1. (Definicija). 2. Učinkovitost navadnih PV celic se giblje med 5% do 14%. Pretvorbna učinkovitost prikazu-

je količino energije žarkov, ki jo je mogoče pretvoriti v elektriko. 3. DC tok (enosmerni tok). 4. Primer: šola v Parizu.

Približno 900 kWh/kWp solarne elektrike (glede na karto). V enem letu proizvedena elektrika = 900 W × 5 h = 4.500 kWh. Število modulov = 5.000 W ÷ 160 W = 31.25 (32) Dimenzije PV-ja = 32 × 2 = 64 m˛.

Slovarček pojmov Polprevodnik: polprevodnik je snov, ponavadi trden kemijski element ali spojina, ki lahko preva-ja elektriko (električna prevodnost) med kovinami (prevodniki) in izolatorji (ne prevodniki). Pre-vaja lahko le pod določenimi pogoji, zaradi tega je tudi dober posrednik za nadzor električnega toka. Fotoobčutljivost: je količina, do katere predmet reagira po prejemu fotonov (sončno sevanje), posebno vidna svetloba. Enosmerni tok (ali DC elektrika): je nenehno gibanje elektronov skozi prevoden material, kot je na primer kovinska žica, od področja z negativnim (−) nabojem do področja s pozitivnim (+) nabojem. Enosmerni tok so za običajno komercialno porabo v poznih 1880-ih nadomestili z izmeničnim (AC), ker je bilo enosmerni tok neekonomično pretvarjati v visoko napetost, ki je potrebna za prenos na velike razdalje. Tehnika, ki so jo razvili v 60. letih prejšnjega stoletja, je premagala to oviro in enosmerni tok sedaj prenašajo na velike razdalje, čeprav ga morajo za končno porabo ponavadi spremeniti v izmeničnega.

72


Reference:

1. de Francisco G. A. in drugi Energías Renovables para el desarrollo, (Renewable Energies for Development), Cooperación Internacional, Thomson-Paraninfo, Madrid,

2007. 2. F 3, Oglasna priloga časnika Finance, petek. 6. marca 2009: Fotovoltaika.

3. Šrot N.: Geografski pogoji rabe sončne energije (fotovoltaika) v Sloveniji in na Portugalskem; Diplomsko delo; dr. Dušan Plut (mentor), Univerza v Ljubljani, Filozofska Fakulteta, Oddelek za Geografijo, Ljubljana, 2007. Spletna stran:

http://www.epia.org http://www.soda-is.com/eng/index.html

http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/ http://www.pvsunrise.eu/Pictures.asp

Klju čne točke: • Ena izmed najbolj pomembnih obnovljivih energij je solarna energija,

ker je njen vir sonce; ki je na voljo zastonj, je neizčrpen in ga lahko izkoriščamo na različne načine.

• Imamo veliko možnosti za uporabo solarne energija doma, v šoli in na zgradbah na splošno. Trije glavni načini so: pasivna toplota, solarna toplotna in fotonapetostna energija.

• Sončne celice so povečini narejene iz silicijevega kristala, na tri načine: iz tankih plasti, ki jih izrežejo iz posameznega silicijevega kristala (monokristala) ali iz kvadra silicijevega kristala (polikristala), ali krista-la, mešanega z drugimi polprevodniki (amorfnimi); To je najbolj pogosta tehnologija, ki predstavlja približno 90 % današnjega trga.

• Običajna komercialna sončna celica s površino 16 cm˛ proizvede samo pribliţno 2 vata maksimalne moči. A na stotine celic, ki sestavljajo modul, znan tudi kot ploñča, ki bi delovale dolgo časa, bi bile zanimive za proizvodnjo elektrike in bi lahko proizvedle moč v območju od 10 do 300 vatov, odvisno od uporabljene tehnologije-celo še več, če bi več modulov povezali skupaj (kar imenujemo polja).

• Količina elektrike, ki jo lahko proizvede PV sistem, je odvisna od treh dejavnikov: količine sončne energije, ki doseže lokacijo; položaja in naklona modulov in tehnologije, uporabljene za njihovo izdelavo.

73


7. Vaja - spremljanje porabe energije - energetski pregled stavb doma in v šoli Osnovna raven: srednja Področje: naravoslovje, matematika, ekonomija, družboslovni predmeti, jezik, umetnost Metodologija Pri tej vaji bodo dijaki naredili izčrpen energetski pregled in uporabili ukrepe za prihranek ener-gije, ki so se jih naučili v "Priročniku o stavbah”. Naslednje aktivnosti je potrebno izvajati korak za korakom, tako da sledite spodnjim 6 korakom in drugim predlaganim aktivnostim, čeprav lahko vsak korak služi kot individualna vaja. Za vsak korak so predlagane tabele in formati, čeprav lahko poleg tega uporabite tudi druge tabe-le, slike in podatke, fotografije in grafične predstavitve. Celotno nalogo lahko delajo z: • nalivnikom/papirjem, in/ali • računalnikom (vse tabele in tabele z računi so na vojo v Excel formatu na spletni strani

IUSES in DVD multimediji). Učenci/dijaki lahko delajo samostojno, v parih ali majhnih skupinah, da ugotovijo porabo energi-je in najdejo rešitve, kako prihraniti energijo. Cilj(i) Narediti energetski pregled, v prvem koraku oceniti koliko energije zgradba porabi in se odločiti kakšne ukrepe lahko izvedejo, da postane bolj energetsko učinkovita. (Lahko si sami naredite preprost energetski pregled, ali prosite strokovnjaka, da vam izdela bolj natančen načrt.) • Oceniti potrebe/porabo energije električnih in toplotnih naprav; • Izračunati stroške električne energije. • Razumeti emisije, ki so povezane s CO2, in kako jih računati; • Kako ukrepati, da bi zmanjšali izgube energije in porabo. Povzetek 1. korak Pregled vseh virov, ki porabljajo energijo (naprave - razsvetljava - ogrevanje in hlajen-je) 2. korak - Zabeležiti in izračunati porabo

2a - Poraba elektrike 2a - Poraba goriva

3. korak - Grafična predstavitev 4. korak - Preračunati CO2 (ekvivalent) emisije 5. korak - Pregled stavbe 6. korak - Predlagane rešitve za prihranek energije * Dodatni korak - variante in kombiniranje z drugimi aktivnostmi:

74


1. korak Pregled vseh virov, ki porabljajo energijo (naprave - razsvetljava - ogrevanje in hlajenje) Naredi spisek vseh naprav, ki porabljajo energijo in jih lahko najdeš v šoli ali doma. To lahko narediš tako, da slediš dvema glavnima kriterijema (in uporabiš spodnje tabele): • pregledaš prostor za prostorom (telovadnico, jedilnico, razred - kuhinjo, kopalnico, dnevno

sobo, itd.); in • preveriš tip stroškov porabe (električne in elektronske naprave, razsvetljava, itd.). Razdeliš jih na tiste naprave, ki za svoje delovanje porabljajo elektriko in tiste, ki za svoje delo-vanje potrebujejo gorivo (zemeljski plin, kurilno olje, premog, les). Seznam električnih naprav (aparati - razsvetljava)

Seznam naprav, ki delujejo na goriva (ogrevanje-hlajenje, itd.)

Po potrebi razširi seznam. 2. korak Zabeležiti in izračunati porabo 2a - Poraba elektrike Naredi obsežen seznam vseh električnih naprav (doma ali v šoli), nato zabeleži njihovo moč porabe (vatna moč) in oceni kako dolgo so v uporabi (kako dolgo so prižgane). Dijaki naj vprašajo starše ali učitelje, če sami kakšne naprave ne uporabljajo, in skupaj naj oceni-jo koliko ur jih porabljajo. V primeru, da na napravi ne najdete ploščice, kjer piše koliko je vatna moč, uporabi podatke v priročniku ali iz spodnjega primera. Nato izračunaj količino porabljene električne energije tako, da množiš vatno moč vsake naprave s številom ur delovanja. Poraba energije (kWh) = Moč (kilovati) x Čas (število ur na dan, ko deluje). Na koncu izračunaj stroške porabe elektrike tako, da pomnožiš porabo s ceno na enoto elektrike (kot piše v računu za elektriko). Stroški (€) = €/kWh × kWh.

Soba/prostor

Ime naprave Tip (razsvetljava; električna, elektron-ska naprava)

Soba/prostor Ime naprave Tip (ogrevanje in hlajenje prosto-ra; ogrevanje vode; kuhanje itd.)

Tip goriva (zemeljski plin, olje, itd.)

75


Name:Subject of measurement:Place/Location:

Hours per day

5

Days of use X

Week 6

Hours per week 7 =

5 x 6

Lighting Incandescent light bulb 40W 40 1 0 0Incandescent light bulb 60W 60 1 0 0Incandescent light bulb 75W 75 1 0 0Incandescent light bulb 100W 100 1 0 0Fluorescent lamp 13W 13 1 0 0Fluorescent lamp 17W 17 1 0 0Fluorescent lamp 20W 20 1 0 0Fluorescent lamp 32W 32 1 0 0Fluorescent lamp 40W 40 1 0 0

Electric Appliances 0Air conditioner (room) 800 0,7 0 0Air conditioner 2000 0,7 0 0Fan (table) 200 0 0Fan (ceiling) 50 0 0Clothes Iron 1000 0,9 0 0Water heater (50 litre) 1500 0,9 0 0Motor or pump 0,3 0 0Clothes washer 600 0,4 0 0Dishwasher 1500 0Refrigerator 200 0,6 0 0Freezer 100 0,6 0 0Hair dryer 1000 1 0 0Clothes dryer 2500 1 0 0Blender 600 1 0 0Mixer 200 1 0 0Microwave oven 800 1 0 0Juicer / squeezer 50 1 0 0Toaster 700 1 0Vacuum cleaner 1200 1 0 0Coffee maker 1000 1 0 0Fryer 1200 0 0Electric blanket 200 0 0Dehumidifier 800 0 0Aquarium 1000 0 0

Electronic AppliancesPersonal computer + monitor 140 0,9 0 0Radio (stereo) 150 1 0 0Television 120 1 0 0VHS 60 1 0 0Lap top 50 0,9 0 0Equipo de sonido completo 300 1 0 0Nintendo 5 1 0 0CD player 30 0,9 0 0Extractor 500 1 0 0

0000000

04,3

00,00

Untill 200 kWh 200Between 201 and 1100 kWhMore than 1101 kWh

Register and calculate the electricity consumption

Wh per

Week

2 x 3 x 4 x 7

1

Hours of use per Week

CHARGENº of

Charge 2

Power (W) 3

Demand Factor

4

8 TOTAL Wh x Week:Number of Weeks a Month = 30/7=

10 Transforming to kWh x Month = 9 /10009 Wh x Month = 7 x 4,3

12 c€/kWh

Sub-total:Range consumptionsTotal electricity

consumption cost:20 c€/kWh15 c€/kWh

Electricity Price (Residential):

76


2b - Poraba goriva Namen te vaje je pretvoriti porabo goriva v kWh, da bi tako bolje razumeli te vrste porabo in jo primerjali z električno porabo. Da bi dobili količino porabe goriva, je najbolje pogledati na račun za gorivo ali vprašati starše ter učitelje, koliko ga porabijo. Pretvorba v kWh je potrebna zato, ker je, v nasprotju s sledečim postopkom za električno porabo (korak 2a), precej zapleteno računati porabo goriva neke naprave, če pričnemo z računanjem pri njeni moči (ki je ponavadi izražena s CV, kilokalorijami, kalorijami, itd.). Pretvori porabo (količino goriva: kg – mł za zemeljski plin - litri za kurilno olje) v kilovate tako, da uporabiñ naslednjo tabelo pretvorbe (ki je veljavna za najbolj pogosta goriva v Evropi). (Na voljo je list v Excelu z izračuni)

3. korak Grafična predstavitev Razvrsti vse energijske bremenitve in naprave, ki si je našel (zdaj imaš vse v kWh), v povzete skupine, kot v spodnji tabeli. Pretvori porabo (kWh) v procente (%). Nato nariši tortni graf, da grafično prikažeš, kako je razdeljena poraba v tvoji šoli/domu. Graf izpolni s pomočjo Excelove aplikacije, ali tako, da graf ročno narišeš.

Fuel ConsumptionsEnergy content of selected fuels for end use — Conv ersion Table

Name:

Subject of measurement:

Place/Location:

Converting fuel types to kWh (1)

Fuel TypeAmount consumed

(per month)Units Units X Total kWh

Natural Gas (2) kg m³ × 13,1 kWh/kg 7,85 kWh/m³ 0Liquefied petroleum gas (Butane/Propane)

kg litre × 12,78 kWh/kg 7,65 kWh/l 0

hard coal kg × 6,65 kWh/kg 0

Gasoil kg litre × 11,75 kWh/kg 9,87 kWh/l 0

Wood (25 % humidity) kg × 3,83 kWh/kg 0

Pellets/wood bricks kg × 4,67 kWh/kg 0

TOTAL (Source: DIRECTIVE 2006/32/EC of 5 April 2006 on energy end-use efficiency and energy services)

(2) 93 % methane.

(1): Member States may apply other values depending on the type and quality of fuel most used in the respective Member State.

Conversion factor (1) (kWh per unit)

Calculated on a Net Calorific Value basis

77


Delitev porabe energije (Primer)

4. korak Preračunati CO2 (ekvivalent) emisije Cilj te vaje je približno izračunati izpuste toplogrednih plinov, ki jih izpustiš s svojo porabo ener-gije. Najbolj pomemben toplogredni plin je CO2, ki glede na količino predstavlja veliko večino. Med-tem ko koncept "CO2 ekvivalenta" pomeni vključitev drugih toplogrednih plinov, kot je metan (CH4) in dušikov oksid (N2O), ki predstavljajo samo majhno količino v primerjavi s CO2. V spodnji tabeli so prikazani "faktorji emisij" za razred goriv (tistih, ki jih uporabljamo za ogre-vanje in v terciarnem sektorju), prav tako je prikazan faktor emisij, ki jih izpusti elektrika iz jav-nega omrežja. Emisijki faktor = količina emisij na enoto energije (jouli ali kWh) ali na enoto mase (kg, mł, liter). Samo v primeru CO2, so podani faktorji različnih masnih enot, da bi poenostavili računanje in omogočili vklju čitev porabe energije v enoti, ki jo imaš ti. Za ekvivalent CO2 je dovoljen le vnos energije v kWh. Upoštevaj: • Faktor emisije elektične energije je odvisen od mešanice elektrike v vsaki državi (to pome-

ni, da je elektrika lahko pridobljena iz več virov) in se lahko razlikuje od države do države in od leta do leta.

• Emisijski faktorji goriv: Natančna ocena emisij (večinoma za CH4 in N2O) je odvisna od pogojev izgorevanja, tehnologije, in usmeritve za kontrolo oddajanja, kot tudi od značilno-sti goriva. Zato smo tu kot dovedeno energijo upoštevali povprečni faktor za CO2 ekv. na kWh.

Kako narediti vajo: 1. Vstavi tvojo porabo energije s tistimi enotami, v katerih so zapisane. 2. Množi z ustreznim faktorjem. Na primer:

a) če je tvoja poraba energije izražena z kg premoga jo, da dobiš le emisije CO2, množi s 1.9220.

Pie Chart of Energy Consumption

18,98%

6,33%

24,04%

7,91%

6,33%

16,13%

14,80%

3,61%

1,90%

Space heating & cooling

Water heating

Lighting

Cooking

Refrigeration

Electric Appliances

Electronic Appliances

Standby / ghost power

Other

78


b) če so izražene s kWh zemeljskega plina, jih, da dobiš le emisije CO2, množi z 0.2019 in z 0.2178, da dobiš CO2 ekvivalent.

c) če je vsa poraba energije izražena s kWh, kar si naredil v prejšnji vaji (2b), pomnoži le s faktorji v dveh stolpcih CO2 in CO2 ekvivalentom na kWh. (Upoštevaj, da računalnik pri Excelu slednjega za množenje uporablja kot privzeto.)

3. Poglej svoje izpuste in si zapomni, da je ena tona CO2 približno enaka velikosti plavalne-ga bazena, širokega 10 metrov, dolgega 25 metrov in globokega 2 metra.

5. korak Pregled stavbe...Preglej izbrano stavbo

79


Izraču

n C

O2

(e

kviv

ale

nt)

em

isij

PR

ET

VO

RI P

OR

AB

O E

NE

RG

IJE

V C

O2

(ekv

iva

len

t)

(Na

voljo

je li

st v

Exc

elu

z iz

računi

)

(1)

CO

2 e

kviv

ale

nt

vključ

uje

dru

ge t

op

log

red

ne i

zpu

ste,

kot

so C

H4

(m

eta

n)

in

N2

O (

du

šiko

v o

ksid

). N

ata

nčn

a o

cen

a e

mis

ij za

CH

4 in

N2

O je

od

visn

a o

d p

og

oje

v iz

go

reva

nja

, te

hn

olo

gi

j in

usm

eri

tve z

a k

on

tro

lo o

dd

aja

nja

, ko

t tu

di o

d z

na č

ilno

sti g

ori

va.

Za

to s

mo

tu

ko

t d

ove

den

o e

nerg

ijo u

po

števa

li p

ovp

rečn

i fa

kto

r za

CO

2 e

kv.

na

kW

h.

Ref

eren

ce:

•

Eg

gle

sto

n,

S.,

Bu

en

dia

, L

., M

iwa

, K

., N

ga

ra,

T.

an

d T

an

ab

e,

K.,

Ed

s.,

20

06

. “2

00

6 I

PC

C G

uid

elin

es

for

Na

tion

al

Gre

en

ho

use

In

ven

tori

es.

2.

izd

aja

: E

nerg

y”,

•

IPC

C N

atio

na

l Gre

en

ho

use

Ga

s In

ven

tori

es

Pro

gra

mm

e,

In

stitu

te f

or

Glo

ba

l En

viro

nm

en

tal S

tra

teg

ies

(IG

ES

), H

am

aya

, Ja

pa

n.

• Z

a n

eto

ka

lorič

ne v

red

no

sti:

“DIR

EC

TIV

E 2

00

6/3

2/E

C o

f 5

Ap

ril 2

00

6 o

n e

nerg

y en

d-u

se e

ffic

ien

cy a

nd

en

erg

y se

rvic

es”

.

Inse

rt he

re y

our

cons

umpt

ions

kg o

f CO

2 eq

uiva

lent

(1)

Ener

gy T

ype

Ener

gy

Cons

umpt

ion

XkW

hKg

of g

asoi

llit

re o

f fue

lm

³ of f

uel

TJ

per k

Wh

kg o

f CO

2 kg

of C

O2

equi

vale

n

Publ

ic E

lect

ricity

X

0,51

08---

------

---0,

5387

00

Natu

ral G

asX

0,20

192,

6479

---3,

7827

5610

00,

2178

00

Liqu

efie

ld P

etro

leum

Gas

(LPG

) X

0,22

712,

9026

4,84

57---

6310

00,

2440

00

Coal

X0,

3459

1,92

20---

---96

100

0,34

700

0G

asoi

l (fo

r boi

ler)

X0,

2786

3,27

403,

8976

---77

400

0,28

000

0O

ther

Fue

lsX

00

TOTA

L0

0

Emiss

ions

Em

issio

ns F

acto

rs fo

r sel

ecte

d fu

els

for E

nd U

se

kg o

f CO

2 pe

r diffe

rent

uni

ts a

s fo

llow

s:

80


Ta korak ti bo pokazal težave, ki ti bodo, ko jih boš odpravil, čez nekaj časa prihranile veliko denarja. Med pregledom lahko izpostaviš tiste stvari, zaradi katerih hiša ali šola izgubljata ener-gijo. Pregled prav tako določi učinkovitost grelnega in hladilnega sistema in ti pokaže način, kako prihraniti vročo vodo in elektriko. Z lahkoto lahko sam narediš preprost energetski pregled. Ko dom pregleduješ, naredi seznam področij, ki si jih pregledal in problemov, ki si jih našel. To ti bo pomagalo določiti, katere ener-getsko-učinkovite izboljšave so prednostne. Naloga dijaka: določiti, kaj pomaga ali ovira ohranjanje energije v določeni zgradbi. Poiskati "škodljive elemente", ki tratijo energijo in denar.

List s podatki energetskega pregleda Variante in kombiniranje z drugimi aktivnostmi:

Stopnja izvršitve

Osnovni standardi

Nič Začetek

Izvr-ševanje

Obširno

Luči in oprema Kadar je na voljo primerna sončna svetloba, ali kadar ni nikogar v sobi, naj bodo ugasnjene

vse luči. X

So vse luči v prehodnih prostorih (npr., hodnikih, straničih, itd.) ugasnjene, kadar ni tam nikogar? X

Je montiran elektronski balast, ki omogoča pravilen zagon in delovanje električnih pogojev za pogon luči? X

Računalniški zasloni naj bodo ugasnjeni, računalniki pa v Sleep mode kadar niso v uporabi. X Dodatna računalniška oprema kot so tiskalniki, skenerji in druga elektronska oprema, naj

bo ugasnjena, kadar ni v uporabi. X

Vse zunanje luči naj bodo podnevi ugasnjene. X Vse zunanje luči naj bodo ponoči ugasnjene (kadar jih ne potrebuješ). X Prenosne grelnike imejte le za kratkoročno rešitev. Za uporabo prenosnih grelcev v prime-

ru hudega mraza, morate vprašati ravnatelja. X

Majhni "barski" hladilniki so prepovedani, razen, če ni nujnih razlogov za njihovo uporabo. X

Kupite le najbolj energetsko učinkovito opremo (npr.Highest Energy Label in Energy Star ). X

Izvršite program združitve oprem, ki bo preprečil tratenje energije nepotrebne opreme (npr. izklop in/ali odstranitev hladilnikov in zmanjšanje števila tiskalnikov, tako da naredite računalniško mrežo). X

Imate sistem upravljanja z lučmi, kot so: stabilizatorji moči svetlobe, ki so odvisni od son-čne svetlobe (svetlobni senzorji) ali avtomatično stikalo, kadar je kdo v prostoru (senzor gibanja), ali preproste timerje? X

Izvajajte čiščenje svetil in njihovih delov. X Ali so stene in strop dovolj obarvani, da dobro odsevajo svetlobo? X Razsvetljavo na žarilno nitko ste zamenjali in nadomestili s komapktno flourescenčno. X

Itd. ..Razširi seznam...

81


Itd. ..Razširi seznam... Ogrevanje in hlajenje Po koncu pouka zagrnite zavese in zaprite okna. X Prostor okoli zračnikov na zidu ali okenskih polic naj ne bo zastrt z raznimi predmeti. X Vhodnih vrat ne puščajte odprtih dlje kot je potrebno. X Zapirajte notranja vrata, ki vodijo v telovadnico. X Mehanično opremo redno pregledujte in o okvarah poročajte takoj. X Ali pipe puščajo? X Je strop izoliran? (vprašaj ravnatelja ali učitelja) X Je oprema za ogrevanje in hlajenje (ducts/vodi, radiatorji, rešetke) zastrta z zavesami,

pohištvom, odejami, itd.? X

So zavese, ki služijo kot izolalacija, ali druga tesnila za okna, kot na primer okvir ???, na mestu? X

So bili vsi kotli za kurjavo pregledani in dobro izolirani? X Izklopi ventilatorje, če jih ne potrebuješ (telovadnica, stranišča). Kadar je v sobi vroče, je bolje odpreti okna ali zmanjšati temperaturo na termostatu?

X

Je nameščen učinkovit vreme??? na vratih? X

Itd. ..Razširi seznam... Splošna ozaveščenost in ravnanje Ali na šoli najdete letake, ki podpirajo varčevanje energije (kot so "Ne puščaj prižganih

luči" ali "Zapri vrata, da se izogneš izgubi toplote", itd.)? X

Ali dijaki sodelujejo pri ekoloških delavnicah in za sodelovanje dobijo nagrado? X Ste izdelali energetski ali okoljski plakat za pospešavanje energetskega delovanja, pri kate-

rem so sodelovali učenci in učitelji? X

Itd. ..Razširi seznam...

Zgornja tabela vključuje le omejen seznam predmetov, ki jih morate pregledati, zato ga je pripo-ročljivo razširiti, glede na značilnosti zgradbe. 6. korak Naredi priporočila za prihranek energije Pri zadnjem koraku, potem, ko si zbral podatke in informacije o energetskih zmogljivosti v šoli ali doma, stopi v akcijo in uvedi ukrepe za prihranek energije. V tem koraku naredi listo priporočil, vedenjskih in tehničnih, ki ti bodo pomagala zmanjšati porabo energije in izgube. Očitno je, da mora obseg sprememb izhajati iz slabosti in napak, ki si jih zasledil pri pregledu zgradbe (v 5. koraku); z namenom, da nekaj izboljšaš in jih rešiš. Zaradi tega lahko vpelješ številne ukrepe. Cilj je, da upoštevaš le najbolj pomembne ukrepe ali tiste, za katere meniš, da so v tvojem prime-ru tehnično ali ekonomsko izvedljive. Sledi tem korakom: a) Predlagaj obseg ukrepov/sprememb/posegov (seznam lahko razširiš); b) Izračunaj prihranek energije (približno oceni možne odstotke prihranka za vsak ukrep gle-

de na porabo elektrike in/ali porabe goriva); c) Oceni stroške akcij in čas, ko se bodo povrnili (da dobiš čas, ko se bodo stroški povrnili,

82


poišči tržno ceno predlagane akcije; in jo deli s prihranki). d) Izračunaj koliko izpustom CO2 si se izognil (uporabi iste faktorje emisij, ki si jih prej upo-

rabljav v tabeli CO2 - vaja pri 5 koraku).

Tabela, ki sledi, vključuje samo nekaj primerov predlaganih ukrepov: Po želji razširi seznam gle-de na značilnosti zgradbe. • Tu vstavi porabo in podatke o emisijah glede na tip uporabljenega goriva, ter cenah elektri-

čne energije v tvojem okolju. Uporabi iste faktorje in enote, ki si jih uporabljal v prejšnjem listu emisij CO2.

• Nato uporabi te podatke, da lahko nadaljuješ z izračuni, ki so potrebni za izpolnitev spod-nje tabele.

Primer

Primer: Če nameravaš zamenjati "žarnice", je tip prihranka "elektrika":

prihranek energija vpliva na elektriko = 15% (približen % prihranka) od 3.500 kWh (tvoja poraba elektrike);

Količina izpustov CO2, ki si se ji izognil = množi prihranek energije (525 kWh) s faktorji emisij elektrike (0.54 kg of CO2/kWh – “različen je od države do države”);

Prihranek denarja = prihranek elektrike (525 kWh) x cena elektrike (0.19 €/kWh – “poišči ceno, ki velja na tvojem področju”).

Če nameravaš “montirati okna z dvojno zasteklitvijo”, je to “ukrep pri ogrevanju”, torej: izračunaš odstotek prihranka glede na količino porabljenega goriva (10% x 30.000 kWh); emisijski faktor CO2 emisij je zemeljski plin ena (0.2 kg/kWh); prihranek denarja izračunaš tako, da množiš s ceno zemeljskega plina.

Energy Type

UnitConsumpti

on per month

Emission Factors

(kg CO²eq/.....)

Price €/.....

Electricity (from grid) kWh 3500 0,54 0,19

Fuels for Heating

Natural Gas kWh 3200 0,22 0,20

Liquefied Petroleum Gas (Butane, Propane) litre 0

Coal kg 0

Gasoil litre 0

Other Fuels 0

83


Type of Energy

MEASURES PROPOSED

Type Behavioural/Technical

% of Savings

Energy Savings

CO2

avoided kg/month

Economic Savings

(€/month)

Cost of the

Action (€)

Pay-back period

(months)

Recommendations about feasibility

Thermal Heating

Improving thermal insulation of the walls

T 30% 960,00 192 192 50.000 260,4 In the case of renovation

Installation of double-glazed windows T 10% 320,00 64 64 35.000 546,9Whenever the existing

w indow s are single pane and not recently installed

Apply weather-stripping and caulking around doors

T 25% 800,00 160 160 1.500 9,4 Alw ays

Installation of self-closing systems for external doors

T 5% 160,00 32 32 2.000 62,5 Alw ays

Install Thermoregulation systems (thermostatic valves and timers)

T 5% 160,00 32 32 1.500 46,9 Alw ays

Keep windows and doors closed when heating or cooling systems are operating

B 5% 160,00 32 32 0 0,0 Alw ays

Do not use drapes or curtains to cover the windows during winter days (solar gain) And Close them at the end of the school day (avoiding heat loss)

B 5% 160,00 32 32 0 0,0 Alw ays

In winter, set temperature at 15ºC for bathroom and corridors, while 20-21ºC for rooms

B 5% 160,00 32 32 0 0,0Alw ays, unless a

particularly strong cold season

Do not leave doors open to the outside of the building longer than necessary

B 2% 64,00 13 13 0 0,0 Alw ays

Start the heating system (boiler) one hour before school activity begins and turn off at least one hour before the end

B 5% 160,00 32 32 0 0,0Alw ays, unless a strong

cold season

Do not block heating and cooling equipment (ducts, radiators, grilles) by curtains, furniture, blankets, etc.

B 2% 64,00 13 13 0 0,0 Alw ays

Electricity Lighting and Equipment

Replace Incandescent lighting with low consumption compact fluorescent ones

T 15% 525,00 284 100 800 8,0Alw ays, w herever the frequency of sw itch on

and off is not so frequent

Install lighting Control Systems (light sensors, occupancy motion sensors or timers) especially in corridors and bathrooms

T 10% 350,00 189 67 500 7,5

Alw ays, mainly in corridors, bathrooms and

places w here sw itch on/off is f requent

Install electronic ballasts to fluorescent lamps

T 6% 210,00 113 40 700 17,5 Alw ays

Use Power Strips. Plug home electronics and office equipment into power strip with an on/off switch

T 2% 70,00 38 13 200 15,0 Alw ays

When adequate light is available from the sun, or when rooms are unoccupied all lights are to be turned OFF

B 4% 140,00 76 27 0 0,0 Alw ays

Put in place a frequent programme for cleaning lighting fixtures

B 2% 70,00 38 13 0 0,0 Alw ays

All lights, including the outside ones, are to be turned OFF at night

B 10% 350,00 189 67 0 0,0 Alw ays

Computer monitors are either turned OFF, or computers are put into Sleep mode when not in use

B 3% 105,00 57 20 0 0,0 Alw ays

84


• “Detektivi za energijske nalepke” – Raziskovanje razlik med porabo energije najbolj in najmanj varčnega aparata, ki je na voljo v trgovinah.

• “Pomožno napajanje v šoli/doma” –Raziskovanje porabe pomožnega napajanja doma ali v šoli.

• CO2 odtis: Dijaki naj izračunajo CO2 odtis svoje družine. Pri tem naj uporabijo internetni računalnik kot je www.carbonfootprint.com.

• Bodite zares ustvarjalni: Vprašajte dijake, če si predstavljajo življenje brez elektrike. Pos-kusite biti en dan brez elektrike. Kaj so počeli naši predniki, ko še ni bilo elektrike? Že če se ozremo 100 let v preteklost, to otrokom odpre oči.

• Malo zgodovine: Naredite veliko časovno razpredelnico, ki bo kazala, kdaj so izumili posamezno električno napravo. Začnite z žarnico.

• Uvedite tekmovanje: Izziv! Lahko prihranite 500 vatov na teden? Dijaki naj s pomočjo staršev/učiteljev naredijo načrt, kako prihraniti 500 vatov.

energetska učinkovitost stavbe

Documents