Samostatnรฝ ostrov vย mori ยญelektrickej energie
Budova SMA Solar Academy vย nemeckom Niestetale mรก kapacitu 500 osรดb, priฤom energeticky tu musia byลฅ pokrytรฉ vลกetky beลพnรฉ systรฉmy aย vybaveniaย โ vykurovanie, vetranie, klimatizรกcia, poฤรญtaฤe, zรกzemie na stravovanie ฤi modernรก prezentaฤnรก technika. Vฤaka technolรณgii pre ostrovnรฉ (off-grid) systรฉmy aย inteligentnej energetickej koncepcii sa vลกetky energetickรฉ poลพiadavky zabezpeฤujรบ vlastnou vรฝrobou aย budova funguje sebestaฤne, bez dodรกvok elektrickej energie zย rozvodnej siete.
Snehovobiela hlinรญkovรก fasรกda ลพiari vย poludลajลกom slnku aย pretiahnutรก silueta budovy Solar Academy pรดsobรญ dojmom, ako by sa vznรกลกala nad zemou. Vedฤพa vstupnรฝch dverรญ svieti รบdaj oย aktuรกlnom vรฝkone elektrickej energie, ktorรบ systรฉmy prรกve vyrรกbajรบ โ 83 kilowattov. Futuristickรก budova neฤerpรก elektrickรบ energiu zย verejnej rozvodnej siete โ miesto toho si vลกetku energiu, ktorรบ potrebuje na svoju prevรกdzku, vyrรกba vlastnรฝmi systรฉmami. Vรฝrobu aย spotrebu elektrickej energie vย budove riadia striedaฤe Sunny Island pre ostrovnรฉ systรฉmy. Novรฉ ลกkoliace stredisko ako ostrov dokonca tak trochu aj vyzerรก โ stojรญ bokom od okolitej zรกstavby aย navyลกe na pilieroch, keฤลพe sa budova nachรกdza vย zรกplavovej oblasti rieky Fulda. Ilรบzia ostrova tak mรดลพe byลฅ vย prรญpade veฤพkej vody dokonalรกโฆ Budova spรกjajรบca modernรฉ technolรณgie si dรกva za cieฤพ nรกzorne ukรกzaลฅ nรกvลกtevnรญkom, akรฉ moลพnosti prinรกลกajรบ produkty spoloฤnosti.Centrum sa bohato vyuลพรญva โ vย ลกtyroch seminรกrnych miestnostiach zvyฤajne sedรญ okolo 120 รบฤastnรญkov, pri vรคฤลกรญch prednรกลกkovรฝch akciรกch sa poฤรญta sย 500 osobami. Seminรกre sa konajรบ celoroฤne โ pri 30 ยฐC vย lete aย takisto aj na jeseล, keฤ je intenzita slneฤnรฉho ลพiarenia minimรกlna. Vรฝrazne tak kolรญลกe nielen spotreba elektrickej energie, kolรญsavรก je aj vรฝroba prรบdu zย fotovoltickรฉho (FV) systรฉmu. Samotnรก spotreba elektrickej energie tejto budovy zodpovedรก spotrebe 35 priemernรฝch nemeckรฝch domรกcnostรญ. Popri nezรกvislosti od verejnej rozvodnej siete mรก budova Solar Academy spฤบลaลฅ eลกte jeden ambiciรณzny cieฤพ: energia mรก pochรกdzaลฅ vรฝluฤne zย obnoviteฤพnรฝch zdrojov.
Off-grid โ vlastnรก ostrovnรก sieลฅ Vรฝstavba a prevรกdzka sebestaฤnej elektrickej siete je vrcholnou disciplรญnou systรฉmovej techniky. Koncepcia zahลลa koordinรกciu najrozliฤnejลกรญch generรกtorov i spotrebiฤov a dรดslednรฉ dodrลพiavanie uhlov fรกzovรฉho posunu vzhฤพadom na aktuรกlne napรคtie a frekvencie. Nevyhnutnรก je zรกroveล inลกtalรกcia zรกloลพnรฉho zdroja energie, ktorรฝ treba neustรกle monitorovaลฅ a riadiลฅ. |
Ekologickรก aย nรญzkoenergetickรก koncepcia
Elektrickรก energia sa zรญskava predovลกetkรฝm pomocou FV systรฉmov โ jeden je sรบฤasลฅou juลพnej sklenenej fasรกdy aย druhรฝ je umiestnenรฝ na streche budovy. Pri vรคฤลกej spotrebe alebo horลกom poฤasรญ moลพno kย ostrovnej sieti pripojiลฅ navyลกe aj devรคลฅ FV polohovacรญch systรฉmov (trackerov), ktorรฉ inak dodรกvajรบ elektrickรบ energiu do verejnej rozvodnej siete. Kaลพdรฝ zย tรฝchto trackerov sย veฤพkosลฅou pribliลพne 45 m2 je ako obrovskรก slneฤnica, ktorรก nepretrลพite sleduje drรกhu slnka, ฤรญm zachytรกva veฤพkรฉ mnoลพstvo slneฤnรฉho svitu. ล etrne kย okolitรฉmu prostrediu sa prevรกdzkuje aj internรก tepelnรก elektrรกreล โ druhรฝ zdroj elektrickej energie pre budovu. Spaฤพovacรญ agregรกt vyrรกba elektrickรฝ prรบd, priฤom teplo, vznikajรบce pri vรฝrobe elektriny ako vedฤพajลกรญ produkt, sa vyuลพรญva na vykurovanie. Spojenรญm vรฝroby elektriny aย tepla vย blรญzkosti miesta spotreby sa zuลพitkuje aลพ 90 % energie paliva โ pribliลพne dvakrรกt viac neลพ vย beลพnรฝch elektrรกrลach. Navyลกe sa ako palivo vyuลพรญva aj bioplyn, ktorรฝ je obnoviteฤพnรฝm zdrojom energie.
Riadiaca centrรกla
Riadenie aย koordinรกciu zabezpeฤuje technickรก centrรกla na poschodรญ vybavenรก veฤพkou interaktรญvnou obrazovkou, kde si nรกvลกtevnรญci mรดลพu prezrieลฅ schematickรฉ znรกzornenie energetickej koncepcie celej budovy.Ako manaลพรฉri celรฉho energetickรฉho systรฉmu tu fungujรบ striedaฤe Sunny Island, ktorรฉ sรบ prepojenรฉ sย akumulรกtorom. Stanovujรบ napรคtie aย frekvenciu striedavรฉho prรบdu aย riadia aj ostatnรฉ generรกtory elektrickej energie. ฤalลกie riadiace prรญstroje kontrolujรบ mohutnรฝ akumulรกtor, ktorรฝ zaberรก takmer celรบ samostatnรบ miestnosลฅ. Ak FV systรฉmy generujรบ viac energie, neลพ vย danรบ chvรญฤพu treba, ukladรก sa prebytoฤnรก energia do akumulรกtora. Vย opaฤnom prรญpade vytvรกrajรบ striedaฤe zย jednosmernรฉho prรบdu akumulรกtora striedavรฝ prรบd aย poskytujรบ ho prostrednรญctvom internej siete vย budove. Internรก elektrรกreล sa spรบลกลฅa len vย tom vย prรญpade, keฤ energia zo slnka nestaฤรญ aย zรกroveล ani akumulรกtor nie je dostatoฤne nabitรฝ. Kย tejto situรกcii dochรกdza obฤas vย zimnรฝch mesiacoch, keฤ je intenzita slneฤnรฉho svitu niลพลกia. Keฤลพe je vลกak elektrรกreล vย prevรกdzke vลพdy len prechodnรฝ ฤas, potrebu tepla na vykurovanie priebeลพne pokrรฝva veฤพkรฝ vyrovnรกvacรญ zรกsobnรญk.
–>–>
Odvod tepelnej zรกลฅaลพe
Rozmernรก sklenenรก fasรกda orientovanรก na juh znamenรก znaฤnรบ tepelnรบ zรกลฅaลพ vnรบtornรฉho priestoru poฤas letnรฝch mesiacov. Na obmedzenie prechodu tepla sa pouลพilo kvalitnรฉ izolaฤnรฉ zasklenie, klimatizรกcia vnรบtornรฉho priestoru vลกak bola aj tak nevyhnutnรก. Rieลกila sa vลกak atypicky aย sย ohฤพadom na ekologicky ลกetrnรบ koncepciu celej budovy โ zdrojom chladu je spodnรก voda ฤerpanรก zย hฤบbky 40 metrov pod povrchom. Prรญrodnรฝ zdroj chladu celoroฤne poskytuje studenรบ vodu aj sย teplotou 11ย ยฐC. Miesto energeticky nรกroฤnรฝch chladiacich kompresorov tak chladenie zaisลฅujรบ len dve menลกie ฤerpadlรก.
รspory energie โaลพโ na prvom mieste
Dรดleลพitรฝm predpokladom prevรกdzky budovy nezรกvislej od rozvodnej siete je รบฤelnรฉ zaobchรกdzanie sย elektrickou energiou. Popri kvalitnej izolรกcii budovy aย maximรกlnom vyuลพรญvanรญ dennรฉho svetla je dรดleลพitรก najmรค efektivita pouลพรญvania aย riadenia elektrickรฝch spotrebiฤov. Pri nรกvrhu ลกkoliaceho centra sa klรกdol dรดraz nielen na komfort uลพรญvateฤพov, ale aj na celkovรบ nรญzkoenergetickรบ koncepciu. Tรกto snaha viedla aj kย vรฝberu spotrebiฤov, ktorรฉ zodpovedajรบ najmodernejลกรญm ลกtandardom รบspor energie. Miesto beลพnรฝch stolnรฝch poฤรญtaฤov tak moลพno vย uฤebniach nรกjsลฅ รบspornรฉ notebooky, projektory so ลกpeciรกlnym hospodรกrnym vypรญnanรญm aย osvetlenie rieลกenรฉ vรฝhradne รบspornรฝmi ลพiarovkami alebo LED lampami. Znรญลพeniu spotreby energie napomรกha aj automatizรกcia budovy. Riadiaca centrรกla sama rozpoznรก, kedy je prรญliลก svetlo alebo naopak tma, prispรดsobuje vetranie aktuรกlnym teplotรกm aย na noc vypรญna vลกetky spotrebiฤe vย pohotovostnom reลพime.
Eลกte oย krok ฤalej ide tzv. inteligentnรฉ riadenie zรกลฅaลพe โ ฤasovรก koordinรกcia rozliฤnรฝch elektrospotrebiฤov. Pretoลพe sรบฤasnรฉ zapnutie energeticky nรกroฤnรฝch spotrebiฤov niekoฤพkonรกsobne zvyลกuje maximรกlny poลพadovanรฝ vรฝkon ostrovnej siete, odber energie zo siete sa synchronizuje aย niektorรฉ poลพiadavky sa krรกtkodobo odloลพia. Naprรญklad, pri zapnutรญ kanvice vย kuchynke pri sรบฤasnom zapnutรญ vรฝลฅahu aย nabรญjanรญ notebookov posluchรกฤov sa uprednostnรญ poลพiadavka na vรฝลฅah โ ฤaj bude hotovรฝ oย niekoฤพko sekรบnd neskรดr, priฤom รบฤastnรญci seminรกra vรดbec nespozorujรบ, ลพe ich poฤรญtaฤe na krรกtky ฤas beลพia na batรฉriu. Prรญnos takรฝchto opatrenรญ je vลกak vรฝznamnรฝ.
Schรฉma energetickej koncepcie budovy
Internรก tepelnรก elektrรกreล
Bioplynom pohรกลanรก internรก tepelnรก elektrรกreล je popri fotovoltike druhรฝm pilierom ostrovnรฉho napรกjania. Zariadenie sย vรฝkonom 140 kW vyrobenรฉ na mieru spoloฤnosลฅou ยญKirsch sa riadi spotrebou prรบdu aย mรก plynulรบ regulรกciu otรกฤok. Prevรกdzku tepelnej elektrรกrne urฤuje poลพadovanรฝ elektrickรฝ vรฝkon aย vznikajรบce teplo sa ukladรก do zรกsobnรญka. Striedaฤe Sunny Island si mรดลพu vย zรกvislosti od aktuรกlnej spotreby vyลพiadaลฅ 30 aลพ 100 % menovitรฉho elektrickรฉho vรฝkonu. Vรฝhody sรบ zrejmรฉ: jednoduchลกie riadenie ostrovnej siete aย minimalizรกcia spotreby bioplynu. Okrem toho moลพno akumulรกtory nabรญjaลฅ aj napรกjacรญm prรบdom, ฤo zvyลกuje ich ลพivotnosลฅ โ prebytok energie tepelnej elektrรกrne by sa musel vย opaฤnom prรญpade ukladaลฅ ฤalej niekde inde. Premenlivรฉ otรกฤky vedรบ kย variabilnej frekvencii vyrรกbanรฉho striedavรฉho prรบdu. Premenu na konลกtantnรบ frekvenciu ostrovnej siete preto zaisลฅuje trojfรกzovรฝ frekvenฤnรฝ meniฤ. Ak pri intenzรญvnom slneฤnom svite aย nรญzkych teplotรกch tepelnรก elektrรกreล vyrรกba teplo vรฝluฤne podฤพa okamลพitej potreby budovy, elektrickรฝ prรบd zรญskanรฝ zย FV systรฉmov dopฤบลa ohrev tepelnรฉho zรกsobnรญka.
Sebestaฤnรก budova ลกetrnรก kย okoliu
ล koliace centrum spoloฤnosti SMA zaujme nรกvลกtevnรญkov nielen svojรญm architektonickรฝm rieลกenรญm, ale aj dรดmyselnou koncepciou aย premyslenรฝm riadenรญm chodu vลกetkรฝch integrovanรฝch systรฉmov. Elektrickรบ energiu dodรกvajรบ FV systรฉmy na fasรกde aย streche budovy. Pri nรญzkej intenzite slneฤnรฉho svitu sa kย ostrovnej sieti budovy pripรกjajรบ eลกte susednรฉ FV polohovacie systรฉmy (trackery). Pri nรกvrhu budovy sa klรกdol veฤพkรฝ dรดraz na ekologicky ลกetrnรฉ rieลกenie, internรก tepelnรก elektrรกreล preto vyuลพรญva bioplyn, chladenie sa realizuje zdrojom spodnej vody. Voda pouลพitรก na chladenie sa odvรกdza na retenฤnรบ plochu, kde podporuje tvorbu vlhkรฉho biotopu.
Spojenie striedaฤov na riadenie off-grid systรฉmu aย akumulรกtorov zaisลฅuje stabilnรบ ostrovnรบ sieลฅ, ktorรก podฤพa okamลพitej potreby dodรกva elektrickรบ energiu pripojenรฝm spotrebiฤom. Kombinรกcia sย internou tepelnou elektrรกrลou sย variabilnรฝmi otรกฤkami aย so zรกsobnรญkom tepla umoลพลuje udrลพiavaลฅ budovu vย energetickej rovnovรกhe.
Foto: SMA Solar Technology AG, SMA Czech Republic
ฤlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise TZBย HAUSTECHNIK.