1.3.1 ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGI (OZE)

Odnawialne źródła energii (OZE) – są to takie źródła energii, których wykorzystanie nie powoduje długotrwałego ich niedoboru, ponieważ są stosunkowo szybko odnawiane.

Odnawialne źródła energii to przede wszystkim:

– energia słoneczna

– energia wiatru,

– energia wody,

– energia geotermalna,

– energia pozyskiwana z biomasy.

EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNA

 Efektywność energetyczna to ilość zaoszczędzonej energii ustalona poprzez pomiar i/lub oszacowanie zużycia przed wdrożeniem i po wdrożeniu jednego lub więcej środków poprawy efektywności energetycznej, przy jednoczesnym zapewnieniu warunków normalnych dla czynników wpływających na zużycie energii.

Ograniczenie zużywania energii prowadzi do obniżenia kosztów eksploatacji i możliwe przyczynienie się do oszczędności w wydatkach konsumentów oraz ograniczania emisji gazów cieplarnianych i innych zanieczyszczeń, co w efekcie przynosi także inne korzyści np. w poprawie zdrowia publicznego i ograniczenia wydatków w tym celu. Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej poprawa efektywności energetycznej budynków(izolacja termiczna budynku pozwala na użycie mniejszej ilości energii do jego ogrzewania i chłodzenia), procesów przemysłowych i transportu mogłaby zmniejszyć światowe zapotrzebowanie na energię 1/3 do 2050 r. oraz pomóc kontrolować światowe emisje gazów cieplarnianych.

Efekt energetyczny przedstawić można poprzez obliczenie średniorocznego efektu energetycznego i pokazanie stosunku uzyskanej, dzięki wykonaniu danego przedsięwzięcia, oszczędności energii. Efektywność to uzyskanie jak najlepszych efektów jak najniższym kosztem. A zatem efektywność energetyczna wiąże się z oszczędzaniem energii. Nowoczesne technologie, stosowane w urządzeniach i sprzętach AGD, pozwalają na jej wprowadzenie

energooszczędne lodówki zużywają obecnie o 40% mniej energii niż konwencjonalne modele wyprodukowane w 2001 r. Na etykiecie energetycznej dla lodówek widnieje skala od A+++ do D (7 klas),

o efektywność energetyczną dba się również w budownictwie przez tzw. domy pasywne. Ich specyficzna budowa wymaga większych nakładów finansowych przy stawianiu domu, jednak zwraca się to z czasem w niższych opłatach za ogrzewanie,

wykorzystanie świetlówek kompaktowych zmniejszy zużycie energii o 2/3 w stosunku do tradycyjnych żarówek. Efektywność poprawi też zastosowanie pasywnych czujników podczerwieni w takich pomieszczeniach, jak kuchnie czy toalety oraz czujniki światła dziennego regulujących jego natężenie w zależności od pory dnia,

– głównym trendem w poprawianiu wydajności energetycznej pojazdów jest rozwój pojazdów elektrycznych lub hybrydowych. Pojazdy hybrydowe wykorzystują hamowanie rekuperacyjne, aby odzyskiwać energię, którą w normalnych samochodach traci się. Hybrydy zasilane energią z gniazdka zwiększyły także wydajność akumulatorów, co umożliwia jazdę na ograniczonych odcinkach nie spalając benzyny, co gwarantuje wydajność energetyczną bez względu na to, jaki proces był wykorzystany do produkcji energii.

SYTUACJA POLSKI NA TLE INNYCH KRAJÓW W ASPEKCIE KORZYSTANIA Z ODNAWIALNYCH ŻRÓDEŁ ENERGI

   Energia odnawialna w Polsce z roku na rok rozwija się coraz intensywniej. Rozwój cywilizacji oraz samoistny wzrost potrzeb człowieka, w tym wzrost zapotrzebowania na energię doprowadza do powolnego, ale postępującego wyczerpywania się tradycyjnych paliw kopalnych. Przez ostatnie 150 lat bardzo mocno wykorzystujemy naturalne zasoby naszej planety takie jak węgiel, ropa naftowa, czy gaz ziemny.

Moc zainstalowana w OZE w Polsce w latach 2012-2018 w MW (źródło: URE) (wykres załączony w pliku – wykres 1)

Rozkład na poszczególne technologie OZE wygląda następująco (wykres załączony w pliku – wykres 2)

Według danych z 2017r. łączna wartość energetyczna pozyskanej energii ze źródeł odnawialnych w Polsce wyniosła 383 168 TJ. Udział energii odnawialnej w Polsce wynosi 10,9 proc. (dane Eurostatu za rok 2017).Energia odnawialna w naszym kraju pochodzi przede wszystkim z biopaliw stałych (67,9%), wiatru (14,0%) i z biopaliw ciekłych (10,0%).

Struktura wykorzystania odnawialnych źródeł energii w Polsce w latach 2007–2013 [%] ( tabela załączona w pliku – tabela 1)

To z jakiego rodzaju odnawialnych źródeł energii korzystamy w kraju, zależy przede wszystkim od położenia konkretnego miejsca. Od warunków geograficznych zależy zagospodarowanie zasobów.

W polskiej energetyce najlepiej rozwija się wykorzystanie energii wiatrowej. Najwięcej wiatraków jest na Pomorzu, gdyż nad morzem z uwagi na jego płaską powierzchnię i brak przeszkód terenowych wieją najsilniejsze wiatry. Największa farma wiatrowa w Polsce położona jest w miejscowości Margonin w województwie wielkopolskim. Energia słoneczna. W Polsce kolektory słoneczne montowane są głównie na dachach i najczęściej służą do podgrzewania wody w kranach, rzadziej do ogrzewania pomieszczeń. Natomiast ogniwa fotowoltaiczne przetwarzają ciepło słoneczne w energię elektryczną. Energia wód wykorzystywana jest w tzw. hydroelektrowniach, czyli elektrowniach wodnych. Największa taka polska elektrownia znajduje się na Wiśle we Włocławku i ma moc 160 MW. Energia geotermalna to energia pochodząca z wód podziemnych. Polskie wody geotermalne charakteryzują się temperaturą w granicach od 30 do 120°C, co czyni je bardziej przydatnymi do pozyskiwania energii cieplnej niż elektrycznej.

Na przełomie lat 2000 – 2018 roku Unia Europejska znacznie zwielokrotniła udział OZE w krajowej produkcji energii. Największy progres zanotowano wśród krajów skandynawskich, jak również Niemiec, Węgier, Bułgarii czy Czech. W ostatnich czterech latach, udział „zielonej energii” w Unii Europejskiej znacznie się zwiększył, w tym również w Polsce. Coraz więcej państw członkowskich UE zmniejsza wykorzystanie tradycyjnych rozwiązań energetycznych. Obecnie odnawialne źródła energii są w największym stopniu wykorzystywane w Szwecji i w Niemczech. Podsumowując bilans zużycia energii odnawialnej, względem wykorzystania innych źródeł energetycznych w Szwecji aż 53,8% użytej energii pochodziło z OZE. Lider ten, pozostawił w tyle Finlandię – 38,7%, Niemcy 38,2%, Łotwę, 37,2%, Austrię 33,5% i Danię 32,2%.

Zdaniem GUS udział energii z OZE w Polsce w latach 2013-2017 wzrósł z 11,9% do 14,1%. Polska znajduje się na środkowym miejscu w tabeli państw członkowskich UE. W maju 2018r. odnotowano w Polsce wzrost produkcji energii elektrycznej, której wartość wynosiła blisko 13 TWh. Choć porównując te wartości z rokiem 2017, zanotowano spadek. Obecnie łączna moc wszystkich czynnych instalacji fotowoltaicznych w Polsce wynosi +/- 300 tys. MW. (wykres załączony w pliku – wykres 3)

MOŻLIWOŚĆI WSPARCIA FINANSOWEGO INSTALACJI FOTOWOLTAICZNYCH

Czyste Powietrze to kompleksowy program, którego celem jest zmniejszenie lub uniknięcie emisji pyłów i innych zanieczyszczeń wprowadzanych do atmosfery przez domy jednorodzinne.

 Program przewiduje dofinansowania na:

  • źródło ciepła – wymianę, zakup, montaż,
  • instalację centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej,
  • wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła,
  • mikroinstalację fotowoltaiczną,
  • stolarkę drzwiową i okienną,

 Część pierwsza programu przeznaczona jest dla beneficjentów uprawnionych do podstawowego poziomu dofinansowania, czyli są to osoby fizyczne, będące właścicielami/współwłaścicielami budynków mieszkalnych jednorodzinnych o dochodzie rocznym nieprzekraczającym 100 000zł.

 Część druga programu dotyczy osób fizycznych, którzy są właścicielami/współwłaścicielami budynku mieszkalnego jednorodzinnego lub wydzielonego w budynku jednorodzinnym lokalu mieszkalnego z wyodrębnioną księgą wieczystą; przeciętny miesięczny dochód na jednego członka ich gospodarstwa domowego nie przekracza kwoty 1400 zł w gospodarstwie wieloosobowym lub 1960 zł w gospodarstwie jednoosobowym.

Wsparcie banków

Banki są źródłem finansowania uzupełniającego i pomostowego w postaci pożyczek i kredytów. Nową formą wsparcia jest dotacja z przeznaczeniem na częściową spłatę kapitału kredytu. Rola banków ma także polegać na udostępnieniu placówek bankowych jako nowych kanałów dystrybucji dotacji w programie.

Programy gminne WFOŚ i GW:

– Ograniczenie emisji zanieczyszczeń do powietrza, zmniejszenie zużycia energii cieplnej oraz wykorzystanie odnawialnych źródeł energii,

– Modernizacja oświetlenia elektrycznego.

System wsparcia FIT jest doceniany przez wytwórców energii elektrycznej z OZE, wytwarzających energię elektryczną na małą skalę, może zapewnić stabilny przychód. Korzystać z tego systemu mogą tylko wytwórcy energii elektrycznej z biogazu, biomasy oraz w elektrowniach wodnych. W systemie FIT wsparcie obejmuje wyłącznie energię elektryczną sprzedaną wprowadzoną do sieci elektroenergetycznej.

Net Metering to sposób handlowania energią ze źródeł odnawialnych. Jednocześnie działa jako skuteczna zachęta do nabycia własnego źródła odnawialnego, a więc przedstawia alternatywę dla innych form wsparcia. Najłatwiej można go opisać jako „obracanie licznikiem energii w obu kierunkach”.

1.3.2   ZASADY DZIAŁANIA FOTOWOLTAIKI- ASPEKT TEORETYCZNY

Odpowiednia ilość ogniw fotowoltaicznych składa się na jeden panel PV. Aby ogrzać dom, potrzebne jest od 15 do 30 paneli. W zakresie ogniw fotowoltaicznych stosowane są następujące rozwiązania konstrukcyjne:

  • tradycyjne ogniwa PV pierwszej generacji
  • ogniwa PV drugiej generacji
  • ogniwa PV trzeciej generacji

Zasada  funkcjonowania instalacji fotowoltaicznej zakłada, że minimalna jednostka światła, pada na panel fotowoltaiczny zbudowany z krzemu.Na końcu instalacje fotowoltaiczne przekształcają energię słoneczną na prąd zmienny.

Zasada działania fotowoltaiki opiera się na jak największym dostępie do promieni słonecznych.

Systemy on-grid stosuje się w domach połączonych z siecią elektryczną. System ten składa się z paneli fotowoltaicznych, inwertera, liczników produkcji i zużycia prądu, oraz przyłączenia do sieci i zabezpieczeń.

System off-grid jest praktykowany szczególnie w domkach letniskowych. Oprócz składowych wymienionych wcześniej, akumulatory są elementem niezbędnym. Do ładowania kupuje się odpowiedni regulator ładowania.

TECHNOLOGIA PRODUKCJI

Głównym surowcem do produkcji ogniw fotowoltaicznych jest wysokiej czystości krzem krystaliczny.

Pierwszym etapem jest chemiczne usunięcie zanieczyszczeń. Następnie płytki krzemowe poddaje się teksturowaniu. W ogniwie tworzy się złącze p-n poprzez dyfuzję fosforu. Na aktywnej stronie ogniwa nanoszona jest powłoka antyrefleksyjna. W kolejnym etapie, na powierzchnię ogniwa nanosi się metalową siatkę. Na spodniej i wierzchniej stronie ogniwa tworzy się także cienkie szyny zbiorcze. Gotowe fotoogniwa są następnie klasyfikowane według właściwości elektrycznych i optycznych, sortowane i przygotowywane do produkcji modułów fotowoltaicznych

Moduł fotowoltaiczny podczas normalnej pracy, jest często narażony na działanie zarówno niskich, jak i wysokich temperatur. Dlatego też bardzo ważne jest, aby wszystkie elementy elektryczne były w sposób trwały hermetycznie odizolowane od wpływu czynników zewnętrznych. (schemat w załączniku – schemat 1 )

CZYNNIKI SPRZYJAJĄCE I OGRANICZAJĄĆE WYDAJNOŚĆ SYSTEMU FOTOWOLTAICZNEGO:

-Natężenie promieniowania słonecznego

– Kąt pod jakim promieniowanie pada (Optymalne ustawienie to pochylenie paneli fotowoltaicznych 30-40 stopni na południe)

– Sposób montażu instalacji

– Technologia wykorzystana do produkcji paneli fotowoltaicznych

– Zacienienie dachu

– Wentylacja i temperatura

– Regulacja jednoosiowa i dwuosiowa

– Nachylenie dachu

– Brud

 DEFINICJA PROSUMENTA

PROSUMENT – jest to konsument będący jednocześnie zaangażowany w proces tworzenia i promowania produktu marki. Słowo to pochodzi od połączenia wyrazów “producent” i” konsument”. Używane często w odniesieniu do fotowoltaiki, dlatego że człowiek, który posiada moduł fotowoltaiczny może wytwarzać energię elektryczną z odnawialnych źródeł energii za pomocą mikroinstalacji w calu zużycia jej na własne potrzeby. Może ją także magazynować lub przekazać nadwyżkę do sieci energetycznej.