W tym i kolejnych zadaniach zastosujecie w praktyce zdobytą wcześniej wiedzę. Na początek trzeba będzie sprawdzić jaki jest wpływ na środowisko jednorodzinnego budynku mieszkalnego. Żeby to zrobić, zaproście do współpracy właścicieli trzech domów jednorodzinnych. Mogą to być Wasi sąsiedzi, rodzice, nauczyciele. Spotkanie z nimi może się odbyć w formie wideokonferencji, rozmowy telefonicznej lub wymiany maili. Najlepiej będzie, jeśli domy będą w miarę różnorodne. Różnej wielkości, z różną liczbą mieszkańców, starsze i nowsze, o płaskich lub pochyłych dachach. Opiszcie je dokładnie – w jakiej miejscowości leżą, jaka jest liczba pomieszczeń, pięter, powierzchnia, liczba mieszkańców.

Kolejnym krokiem będzie obliczenie zużycia energii wybranych domów. Obliczenie całkowitego zapotrzebowania energetycznego budynku polega na zsumowaniu zapotrzebowania wszystkich urządzeń elektrycznych w nim pracujących. Najlepiej zrobić to, określając oddzielnie zużycie każdego pomieszczenia, a następnie je sumując. Wykorzystajcie do tego nasz Kalkulatora: zużycie energii elektrycznej dla domu. Poniżej zamieszczamy krótką instrukcję jego obsługi:

  • wejdź w zakładkę Kalkulatory i wybierz Zużycie energii elektrycznej dla domu na stronie głównej;
  • po lewej stronie pojawi się lista pomieszczeń;
  • wybierz jedno z pomieszczeń, klikając na jego nazwę na liście;
  • pojawi się tabela z listą urządzeń elektrycznych często obecnych w pomieszczeniach tego typu (np. w kuchni będą to: czajnik elektryczny, lodówka, mikrofalówka, robot kuchenny itd.);
  • sprawdź, jakie urządzenia znajdują się w badanym przez Ciebie pomieszczeniu i wprowadź do tabeli informacje o nich;
  • podaj: liczbę urządzeń, ich moc (znajdziesz ją na tabliczce znamionowej lub w instrukcji. Jeśli nie znajdziesz tej informacji, użyj średniej wartości podanej przez nas) i czas dobowego wykorzystywania urządzenia (jeżeli urządzenie nie jest wykorzystywane codziennie, a np. raz w tygodniu przez godzinę, podziel 60 min. przez 7 dni i wpisz tę wartość);
  • po podaniu mocy urządzenia i czasu jego wykorzystywania kalkulator obliczy dobowe, miesięczne i roczne zużycie energii dla tego urządzenia podane w watogodzinach (kWh). Poza tym, kalkulator wyliczy dobowe, miesięczne i roczne zużycie energii dla całego pomieszczenia, sumując zużycie wszystkich urządzeń;
  • powtórz te same czynności dla wszystkich pozostałych pomieszczeń;
  • pełną tabelę wszystkich pomieszczeń i urządzeń zapiszcie w formie PDF;

UWAGA: Pamiętajcie, że liczycie tylko zużycie energii elektrycznej, nie uwzględniajcie energii potrzebnej do ogrzania domu przez kocioł węglowy, gazowy czy olejowy. Wyjątkiem są domy z ogrzewaniem elektrycznym!

Teraz już wiecie ile energii zużywają badane przez Was budynki. Po dokonaniu obliczeń zużycia energii przez poszczególne pomieszczenia domu, przygotujcie wykres kołowy, na którym przedstawicie otrzymane wyniki np. w procentach. Zaznaczcie pomieszczenia, które zużywają najwięcej energii.

Zaproponujcie też sposoby oszczędzania energii w Waszych domach. Pomyślcie sami jak to zrobić, możecie też poszukać różnych sposobów w Internecie.

Kolejne zadania to:

  • analiza z jaką emisją CO2wiąże się takie zużycie;
  • uzyskanie wiedzy jak można tę emisję skompensować, czyli ile drzew potrzeba zasadzić, żeby pochłaniały dwutlenek węgla emitowany przez elektrownię podczas produkcji prądu dla tych domów – dla potrzeb ćwiczenia zakładamy, że wybrane przez Was budynki zasilane są prądem z elektrowni węglowej. Nawet jeśli w rzeczywistości znajdują się w pobliżu elektrowni wodnej czy farmy wiatrowej;
  • wyliczenie mocy instalacji, która pokryłaby w 100% zapotrzebowanie energetyczne Waszego budynku. Oprócz samego zużycia energii należy też wziąć pod uwagę warunki geograficzne, czyli średnie roczne nasłonecznienie w Waszym regionie, a także charakterystykę budynku, czyli kąt nachylenia i azymut dachu. Żeby to zrobić musicie podać:
  • nasłonecznienie w danym miejscu, które odczytacie z mapy nasłonecznienia Polski;
  • współczynnik korekcyjny, który odczytacie z tabeli. Żeby to zrobić, musicie znać kąt nachylenia dachu, na którym będą panele oraz jego azymut (czyli kąt odchylenia od południa. Jeżeli dach skierowany jest wprost na południe, azymut wynosi 0, jeżeli na wschód lub zachód, wynosi -90, jeżeli na południowy zachód -45 itd.);
  • zapoznanie się z liczbą paneli fotowoltaicznych potrzebnych do zapewnienia takiej mocy. Moc paneli jest różna w zależności od ich jakości i technologii, ale dla potrzeb ćwiczenia przyjmujemy uśrednione 250 W (0,25 kW);
  • obliczenie wydajności projektowanej instalacji fotowoltaicznej i oszacowanie oszczędności, które zostaną wygenerowane w wyniku zainstalowania systemu fotowoltaicznego;
  • wyliczenie szacunkowego kosztu instalacji fotowoltaicznej przy założeniu określonej wartości 1 W takiej instalacji;
  • obliczenie wartości energii elektrycznej produkowanej we własnym systemie fotowoltaicznym.

Służy do tego kolejny kalkulator: Emisja i kompensacja CO2 oraz ekonomia rozwiązań fotowoltaicznych. Wystarczy, że w odpowiednie pole – Masa spalonego paliwa – wpiszecie wartości uzyskane podczas obliczania zapotrzebowania energetycznego budynku. Kalkulator wyliczy ile węgla trzeba spalić, żeby wytworzyć zakładaną ilość energii i ile CO2 – Emisja CO2 – w związku z tym zostanie wyemitowane do atmosfery. Następnie wartość przeliczy na liczbę drzew potrzebnych do pełnej kompensacji emisji – Kompensacja CO2.

Pamiętajcie, że ilość CO2 pochłanianego przez drzewo jest uśredniona – w rzeczywistości zależy od wielu czynników, przede wszystkim gatunku i wieku drzewa. Druga rzecz, o której należy pamiętać – w kalkulatorze podane jest ile drzew pochłonie roczną emisję budynku w ciągu ich całego życia. Oznacza to, że jeśli Wasz wynik to przykładowo 20 drzew, to mieszkańcy domu musieliby co roku sadzić 20 roślin, żeby skompensować swoją emisję CO2.

W kolejnym kroku – Dobór systemu fotowoltaicznego – dowiecie się jaka moc systemu fotowoltaicznego potrzebna jest do pokrycia wcześniej wyliczonego, całkowitego zapotrzebowania badanego budynku na energię elektryczną. Później, w części – Liczba modułów systemu PV – po podzieleniu mocy całego systemu przez moc pojedynczego modułu fotowoltaicznego uzyskacie liczbę modułów odpowiednią dla budynku.

Do oszacowania oszczędności, ceny instalacji oraz wartości wyprodukowanej energii uzyskacie kolejno w częściach: Wydajność systemu fotowoltaicznego; Koszt instalacji fotowoltaicznej; Wartość prądu wyprodukowanego we własnej instalacji fotowoltaicznej.