Snižování energetické náročnosti bytových domů využíváním obnovitelných zdrojů energie
Energetické a ekonomické hodnocení je důležitým faktorem při hodnocení efektivity využívání obnovitelných zdrojů. Délka životnosti a náklady na údržbu komponentů jsou důležité i pro provoz budov.
Úvod
Energetické a ekonomické hodnotenie budov je v súčasnej problematike náročnosti budov významným činiteľom nielen pri posudzovaní efektívnosti využívania obnoviteľných zdrojov energie, ale aj pri obnove a prevádzke budov, ktoré prispieva k dlhšej životnosti a ekonomickej návratnosti investícií.
1. Organizácia nákladov
Prístup výpočtovej metódy vychádza zo všeobecného hľadiska (celkových nákladov). V závislosti od cieľa investora sa však výpočtová metóda môže použiť pri uvažovaní o použití vybraných špecifických nákladových položiek. Napríklad výpočty týkajúce sa alternatívnych riešení vykurovacích systémov môžu sa vykonať tak, že sa zoberú do úvahy náklady na systém prípravy teplej vody a na vykurovací systém z predošlých realizovaných systémov. Náklady sa delia na:
- investičné náklady (vrátane periodickej výmeny súčastí),
- bežné náklady.
Obr. 1 Organizácia rôznych typov nákladov (príklad výpočtu, vstupy)
1.1 Princíp výpočtu celkových nákladov
Výpočty celkových nákladov sa vykonávajú pre časti systému alebo systém vzhľadom na začiatočné investičné náklady CI a – pre každú časť alebo systém j – ročné náklady na každý rok i (uvedené na prvý rok) a konečnú hodnotu. Celkové náklady sú priamo spojené s trvaním výpočtového obdobia τ.
CG (τ) = CI + ∑j τ∑i=1(Ca,i (j) ‧ Rd (i)) − Vf,τ (j) (1)
kde
- CG (τ)
- – celkové náklady (uvedené na prvý rok τ0)
- CI
- – začiatočné investičné náklady
- Ca,i (j)
- – ročné náklady roka i na komponent j (vrátane bežných nákladov a periodických alebo reprodukčných nákladov)
- Rd (i)
- – diskontná sadzba na rok i
- Vf,τ (j)
- – konečná hodnota komponenta j na konci výpočtového obdobia (uvedená na prvý rok τ0)
Výpočty sa môžu vykonať z podrobných údajov o ročných nákladoch alebo zo všeobecných údajov na ekonomické výpočty na každý komponent. Dynamické výpočty berú do úvahy ročné zmeny miery vývoja ceny jednotlivých nákladov zahrnuté do ročných nákladov (napr. energetické náklady, prevádzkové náklady, periodické alebo reprodukčné náklady, náklady na údržbu a prídavné náklady).
1.2 Všeobecná metóda výpočtu nákladov energetického systému
Obrázok 2 zobrazuje jednotlivé stupne metódy, ktoré sú bližšie špecifikované v STN EN 15459.
Priebeh je lineárny. Niektoré údaje sa uvádzajú na informáciu (prostredie projektu), ale musia sa zdokumentovať, aby sa poskytla možnosť porovnania medzi budovami alebo použitím tradičného percenta ceny na konštrukciu budovy (napr. náklady na povrchovú jednotku).
Parametre sa musia vybrať v súlade s jednotkami, ktoré sa brali do úvahy pre energetickú certifikáciu budovy.
Obr. 2 Vývojový diagram jednotlivých stupňov metódy
2. Ekonomické údaje pre energetické systémy
Tabuľka 1 prezentuje niektoré údaje o strednej dĺžke životnosti, o ročných nákladov na údržbu a disponibilné náklady na komponenty a produkty. Stĺpec 3 uvádza globálnu hodnotu. Národné prílohy môžu poskytnúť viaceré detailné hodnoty nákladov na údržbu, opravu a služby. Termíny a definície sú v súlade s existujúcimi normami.
| Komponent | Stredná dĺžka životnosti min – max [roky] | Ročná preventívna údržba zahŕňajúca prevádzkové náklady, náklady na opravu a služby v % začiatočných investícií | Disponibilné náklady v % začiatoč. investícií |
|---|---|---|---|
| Kotol – kondenzačný | 20 | 1–2 | |
| Teplovodné podlahové vykurovanie | 50 | 2 | 20 |
| Regulačný systém, centrálny | 15–25 | 4 | |
| Regulačný ventil, automatický | 15 | 6 | |
| Regulačný ventil, manuálny | 30 | 4 | |
| Expanzné membránové nádoby | 15 | 0,5 | |
| Rúry, Cu | 30 | 1 | |
| Potrubný systém | 30 | 0,5 | |
| Čerpadlá, cirkulačné | 10–20 | 2 | |
| Vykurovacie telesá, voda | 30–40 | 1–2 | |
| Uzatváracie ventily, automatické | 15 | 4 | |
| Uzatváracie ventily, manuálne | 30 | 2 | |
| Solárne kolektory (rúrk. aj ploché) | 15–25 | 0,5 | |
| Zásobník na teplú vodu (+ výmen.) | 20 | 1 | |
| Ventil s termostatickou hlavicou | 20 | 1,5 | 5 |
3. Opis systému
V tabuľke 2 sú uvedené jednotlivé komponenty slnečného energetického systému a náklady investičné ako aj bežne (údržba), ktoré sú vztiahnuté na referenčný rodinný dom.
| Solárny systém na teplú vodu | Komponent | Investičné náklady [€] | Bežné náklady Údržba (ako % investícií) |
|---|---|---|---|
| Účnnosť systému | EN 12975 | ||
| Distribúcia | Potrubie | 120 | |
| Výmenník tepla | 150 | ||
| Akumulácia | Zásobník | 2000 | |
| Solárny systém | Solárny kolektor | 2000 | Čistenie |
| Potrubie a izolácia | 150 | ||
| Čerpadlo a regulácia | 40 | ||
| Ochrana proti mrazu | X | Kontrola zloženia kvapaliny | |
| Dodávka energie pre čerpadlo a reguláciu | 200 | ||
| Špičkový zdroj | Elektrický kotol | 1000 |
4. Príklad výpočtu celkových nákladov
Ako príklad výpočtu nákladov na slnečný energetický systém je uvedený rodinný dom s pôdorysnou plochou 100 m2. Na valbovej streche so sklonom 30° sú umiestnené 4 ks rúrkových vákuových slnečných kolektorov o ploche 8 m2. Bivalentný slnečný energetický systém je dimenzovaný na prípravu (ohrev) teplej vody a podporu vykurovania. Doplnkovým zdrojom je elektrický kotol.
Tab. 3 Formulár údajov na výpočet celkových nákladov
Z výpočtu je zrejmé, že celkové náklady na slnečný energetický systém sú 14 395 eur. Po výpočtu nákladov anuity budú ročné náklady na energetický systém 1 044 eur. Formulár údajov na výpočet anuity zohľadňuje mieru inflácie 2 %, trhovú úrokovú sadzbu 4,5 % a navrhovaný čas návratnosti 20 rokov. Vzor formuláru je uvedený v STN EN 15 459 (tab. E.8).
Záver
Cieľom príspevku je poukázať na spôsoby energetického a ekonomického hodnotenia prevádzky slnečného energetického systému v budovách, ktoré tvoria podklad pre posudzovanie energetickej efektívnosti obnovitelných zdrojov tepla.
Príspevok vznikol za podpory projektu VEGA č. 1/0734/08
Literatúra
- [1] PETRÁŠ, D., a kol. Obnovitelné zdroje energie pre nízkotepolotné systém. Bratislava: Vydavateľstvo JAGA group. 2009. 216 s. ISBN 978-80-8076-075-5, str. 186, 188.
- [2] EN 15316-4-3 Vykurovacie systémy v budovách. Metóda výpočtu energetických požiadaviek systému a účinností systému. Časť 4-3. Systémy výroby tepla, solárne termálne systémy.
- [3] STN EN 15459 Energetická hospodárnosť budov. Ekonomické hodnotenie energetických systémov.
- [4] Vyhláška č. 311/2009 Z.z. Ministerstva výstavby a regionálneho rozvoja Slovenskej republiky z 13. júla 2009, ktorou sa vykonáva zákon č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov a o zmene a doplnení niektorých zákonov.
Energy and economic evaluation is an important factor in evaluating the effectiveness of the use of renewable resources. Length of life and components maintenance costs are also important for the operation of buildings.