41
Protocol international de masurare & verificare a performantelor Concepte si Practici pentru Determinarea Economiilor de Energie in Aplicatiile cu Tehnologii de Energie Regenerabila Volumul III August 2003

Protocol international de masurare & verificare a performantelor

  • Upload
    lambao

  • View
    254

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Protocol international de masurare & verificare a

performantelor

Concepte si Practici pentru Determinarea Economiilor de Energie in Aplicatiile

cu Tehnologii de Energie Regenerabila

Volumul III

August 2003

Page 2: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Protocol international de masurare & verificare a

performantelor

Concepte si Practici pentru Determinarea Economiilor de Energie in Aplicatiile

cu Tehnologii de Energie Regenerabila

Volumul III

Pregatit de catre:

Subcomisia de Energii Regenerabile din cadrul IPMVP

August 2003

www.ipmvp.org

Page 3: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Cuprins

Cuprins…………………………………………………………………………………..i

Recunoasterile…………………………………………………………………………iii

Capitolul 1:

Introducere……………………………………………………...……………………1

1.1 Privire de ansamblu………………………………………...…………………….1

1.2 Scop si domeniu de aplicare………………………………..……………………1

1.2.1 Obiective……………………………………..…………2

Capitolul 2:

Definitia si Dezvoltarea de Baza………………………………….…………………4

2.1 Aspecte generale………….…………………………………….………………..4

2.2 Aplicatii de baza……………………………………………………………....……5

2.2.1 Comparare cu Grupul de Control……….......………….5

2.2.2 Inainte-si-Dupa Comparare………………………...................5

2.2.3 Comparare On-si-Off…………………………………………5

2.2.4 Metoda de referinta calculata…………………………………5

Capitolul 3:

Planificarea si Procesele M&V………………………………………………………7

3.1 Privire de ansamblu asupra Optiunilor M&V………………………8

Capitolul 4:

Metode M&V pentru Sistemele de Energie Regenerabila…………………………...9

4.1 Introducere……………………………………………………………9

4.2 Optiunea A: Masurarea Partiala a Izolatiei prin Retrofit…………..9

4.3 Optiunea B: Izolarea prin Retrofit……………………………………….9

4.4 Optiunea C: Analiza Intregii Cladiri….………………………………...13

4.5 Optiunea D: Simularea Calibrata……………………………………….13

Capitolul 5:

Calitatea si Costul M&V pentru Energii Regenerabile……………………………..18

Page 4: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Apendix A: Definitii……………………………………………………………………..19

Apendix B: Resurse……………………………………………………………………...20

Apendix C: Referinte……………………………………………………………………….25

Page 5: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Recunoasteri

IPMVP (organizatie non-profit) ar dori sa multumeasca:

Departamentului de Energie al Statelor Unite pentru sprijinul continuu;

Sponsorilor principali ai IPMVP pentru sprijinul acordat;

Subcomisiei de Energii Regenerabile din cadrul IPMVP pentru pregatirea

manuscrisului si trecerea prin procesele de interne si externe de revizuire;

Comisiei Tehnice a IPMVP pentru revizuirea documentul in ceea ce

priveste concordanta cu Volumul I al IPMVP si pentru oferirea de

comentarii valoroase;

Celor ce au revizuit documentatia in format draft pentru asigurarea

comentariilor valoroase.

Sponsorii principali ce au sprijinit IPMVP (organizatie non-profit)

Administratia de Energie a orasului Bonneville

Fundatia Energitica

Programul Federal de Management in domeniul Energetic

Administratia Serviciilor Generale

Autoritatea Statului New York de Dezvoltare si Cercetare in domeniul

Energetic

Districtul Utilitar Municipal Sacramento

Compania de Gas din Sudul Statului California

Consiliul director al IPMVP

1 Shirley Hansen (presedinte), Kiona International, USA

2 John Armstrong, PA Consulting, USA

3 Paolo Kromer, European Commission, Italy

4 Steve Kromer, Teton Energy partners, USA

5 Satish Kumar, Lawrence Berkeley National Laboratory, USA

Page 6: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Comitetul executiv al IPMVP

1. Shirley Hansen (presedinte), Kiona International, USA

2. John Armstrong, PA Consulting, USA

3. Paolo Kromer, European Commission, Italy

4. G C Datta Roy, DCM Shriram Consolidated Ltd., India

5. Drury Crawley, US Department of Energy, USA

6. Quinn Hart, US Air Force, USA

7. Leja Hattiangadi, TCE Consulting Engineers Limited, India

8. Brian Henderson, NYSERDA, USA

9. Bernard Jamet, Consultant, France

10. Gregory Kats (past Chair), Capital-E, USA

11. Steve Kromer, Teton Energy Partners, USA

12. Khee Poh Lam, National University of Singapore, Singapore

13. Chaan-Ming Lin, Hong Kong Productivity Council, China

14. Alan Poole, Instituto Nacional De Eficiencia Energetica, Brazil

15. Arthur Rosenfeld, California Energy Commission, USA

Comitetul Tehnic din cadrul IPMVP

1. John Cowan (vice-presedinte), Environmental Interface Limited

2. Venkat Kumar (vice-presedinte), Johnson Controls

3. Lynn Coles, R. W. Beck

4. Ellen Franconi, Nexant Inc.

5. Jeff Haberl, Texas A&M University

6. Maury Hepner, Crothall Assett Management

7. Satish Kumar, Lawrence Berkeley National Laboratory, USA

8. Fernando Milanez, Global MVO Brasil Ltda, Brazil

9. Demetrios Papathanasiou, International Finance Corporation

10. Steve Hauser, Pacific Northwest national Laboratory

11. Robert Sauchelli, Environmental Protectiom Agency

12. Steve Schiller, Nexant Inc.

Page 7: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Subcomisia de Energii Regenerabile din cadrul IPMVP

1 Greg Kats (vice-presedinte), Capital E, USA

2 David Mills (vice-presedinte), Universitatea din Sydney, Australia

3 Andy Walker (vice-presedinte), Laboratorul National de Energii

Regenerabile, USA

4 Larry Bean, Departamentul de Resurse Naturale Iowa, USA

5 Bob Bergman, Comisia de Utilitati Publice Colorado, USA

6 John Cowan, Environmental Interface Limited, Canada

7 Charles Eley, Charles Eley and Associates, USA

8 Mark Fitzgerald, Institutul pentru Energii Sustenabile, USA

9 Ellen Franconi, Nexant Inc., USA

10 Charles Gray, Asociatia Nationala a Comisarilor de Reglementare in

domeniul Utilitatilor

11 Jeff Hepner, Crothall Asset Management, USA

12 Maury Hepner, Crothall Assett Management, USA

13 Anne Grete Hestnes, Universitatea Norvegiana de Stiinta si Tehnologie,

Departamentul de Tehnologii in Constructii, Norvegia

14 Steve Kromer, Teton Energy Partners, USA

15 Satish Kumar, Laboratorul National Lawrence Berkeley, USA

16 Kenneth Langer, Departamentul Energetic al Statelor Unite, USA

17 Ron Lehr, avocat, USA

18 Peter Lowenthal, Solar Energy Industries Association, USA

19 Katie McCormack, Center for Resource Solutions, USA

20 Mathew Salkeld, Munro Taylor Energy Systems, Canada

21 Steven R. Schiller, Nexant Inc., USA

22 Arlene Thompson, Laboratorul National de Energii Regenerabile, USA

23 Ed Vine, Laboratorul National Lawrence Berkeley, USA

24 Satoshi Hirano, Institul National pentru Resurse si Mediu, Japonia

25 Peter Varadi, Photovoltaic Global Accreditation Program, USA

Page 8: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Coordonator Tehnic IPMVP

Satish Kumar, Laboratorul National Lawrence Berkeley, USA

Email: [email protected], Telefon: 202-646-7953

Nerecunoastere

Acest protocol serveste ca si un schelet in determinarea economiilor cerute si energetice intr-

un nou proiect de constructie. IPMVP nu creeaza nici un fel de drepturi legale sau impune

vreo obligatie oricarei persoane sau entitate legala. IPMVP nu are autoritatea legala sau

obligatia legala de a supraveghea, monitoriza sau asigura intelegerile contractuale incluse si

anterior negociate intre terte parti sau terte persoane. Reprezinta responsabilitatea tertilor

redactarea unui contract particular care sa fie in concordanta cu Protocolul.

Page 9: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Capitolul 1. Introducere

1.1 Privire de ansamblu

Un protocol pentru masurarea performantei este necesar pentru contabilizarea

beneficiilor actuale din tehnologii energetice regenerabile. Aceste tehnologii folosesc surse

energetice care se regenereaza in natura si astfel inepuizabile in timp. Proiectele cu energii

regenerabile sunt puse in aplicare in intreaga lume in numeroase proiecte finantate de

guverne, companii private, organizatii, si terti finantatori.

Tehnologiile cu energii regenerabile sunt extrem de diverse in termeni de resurse si

tehnologii de conversie. Cu toate acestea, cateva lucruri sunt comune cu tehnologiile care le

deosebesc fata de proiectele de eficienta energetica. Primordial printre acestea este faptul ca

toate tehnologiile cu energii regenerabile asigura energie mai degraba decat sa reduca

consumul de energie. Masurarea acestei surse energetice adesea poate servi ca un model

simplificat pentru a masura performanta unui sistem. Productia de energie a unui sistem de

energii regenerabile care nu este conectat la un consumator este legat direct la cantitatea de

energie consumata de catre o sarcina conectata. Proviziile de energie regenerabila

completeaza reducerile din sarcinile dobandite prin masuratori de eficienta energetica. Cu

toate acestea, o strategie de masurare si verificare (M&V) pentru energii regenerabile ar trebui

sa stabileasca o diferenta intre reducerea consumului de combustibil fosil cauzat de furnizarea

de energii regenerabile in opozitie fata de reducerea sarcinii (prin masuri sau reduceri

eficiente).

In plus, performanta unora din sistemele de energii regenerabile este in mare masura o

functie ce tine cont de conditiile de mediu, cum ar fi radiatia solara sau viteza vantului. Aceste

conditii nu pot fi controlate de catre dezvoltatorii de proiecte si deci ar trebui luate in

considerare in oricare abordare M&V. Un obiectiv M&V intotdeauna include o masurare a

economiilor in cantitatea de combustibil sau electricitate cumparata, dar rareori include alti

factori care pot fi la fel de importanti intr-un proiect, incluzand economiile in costul primar

(panourile fotovoltaice reprezinta adesea optiunea celui mai mic pret pentru sarcinile de mici

dimensiuni aflate la distanta); reduceriile de emisii atmosferice; reducerile cu riscul

transportului de combustibil (devarsari de combustibil); angajarea industriei comunitare decat

importul de combustibil; evitarea intreruperilor in alimentarea cu combustibil sau fluctuatiile

de pret; sau alte „externalitati”.

Page 10: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Proiectele de energii regenerabile sunt adesea intensive de capital, adesea necesitand

un termen mai lung al investitiei decat cel din proiectele de eficienta energetica. De aceea, un

program M&V pentru energii regenerabile va necesita verificarea ca beneficiile sa fie

sustinute pe o periaoda lunga de timp. Aceasta situatie favorizeaza abordarile M&V care pot

costa mai mult la inceput dar au costuri anuale de operare reduse.

1.2 Scop si Domeniu de Aplicare

Scopul acestui document este de a descrie in mod special consideratiile M&V in

legatura cu sistemele de energii regenerabile. Domeniul de aplicare include optiunile M&V

pentru sistemele de energii regenerabile din cadrul arhitecturii IPMVP, si include exemple si

recomandari pentru aplicatii specifice. Tehnologiile energiilor regenerabile includ energia

solara, a vantului, biomasa (de ex. resturi vegetale, deseuri organice si depozite de gaz),

geotermala, microhidroelectrica, termala, a valurilor si a fluxului/refluxului oceanic.

1.2.1 Obiective

Din primele faze de dezvoltare a proiectului prin operarea unui sistem finalizat de

energie regenerabilă, M&V poate avea cateva obiective:

De a masura zilnic, saptamanal, anual cererea si/sau consumul din cadrul profilului

sarcinii pentru a stabili consumul energetic de baza si pentru a stabili dimensiunea

sistemului, cerinte de stocare a energiei, si alte caracteristici de design ale proiectului.

Pentru a servi ca un instrument de punere în scopul de a confirma faptul că sistemele

au fost instalate şi funcţionează aşa cum s-a intenţionat.

Pentru a servi ca o referinta in sistemul de plata catre un dezvoltator de proiect sau

companie energetica (tip ESCO) din cadrul unui contract de performanta. Platile pot fi

legate direct de performantele masurate. Alternativ, sau probabil in plus, rezultatele

M&V pot fi folosite pentru a verifica un nivel minim de performanta garantat prin

contract.

De a asigura date care pot fi folosite in analize de diagnoza, care in continuare ajuta la

sustinerea beneficiilor si performantei sistemului de-a lungul timpului.

Page 11: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Pentru a creste increderea clientilor si a reduce costul tranzactiilor prin utilizarea unei

abordari definite, acceptata si demonstrata de catre M&V pentru a facilita negocierile

in timpul dezvoltarii contractuale si financiare.

Pentru a asigura intregile beneficii financiare si reducerile de emisii, cum ar fi

tranzactionarea acestora. Pentru a verifica gradul de concordanta cu tintele de reducere

a emisiilor, organismele de reglementare vor trebui să adopte un protocol pentru

măsurarea reducerilor de emisii. Este necesar un protocol comun tuturor proiectelor

pentru revendicarea si tranzactionarea certificatelor de emisii.

Pentru a ajuta la certificarea unui program de « energie verde«. Deşi certificarea

programelor de energie verde, care oferă energia generată din surse de energie

regenerabila clienţiilor industriali, este dincolo de sfera de aplicare a IPMVP,

protocoalele prezentate aici ar putea fi folosite intr-un astfel de proces de certificare.

Exemplu de Program M&V : Rezultate Solare Garantate

Conceptul de Rezultate Solare Garantate (RSG) a fost aplicat la implementarea

catorva proiecte mari de sisteme de incalzire a apei. Un nivel special de livrare de energie este

garantat clientului de catre un « totalizator tehnic« de resurse tehnice si financiare care vor

despagubi clientul daca livrarile masurate sunt sub cele garantate. Livrarile de energie,

temperaturile cheie, si starile pompei sunt monitorizate si raportate la distanta prin intermediul

liniilor telefonice. In tabelul de mai jos sunt listate performantele garantate si cele masurate

din 3 proiecte RSG (Roditi 1999).

Tabelul 6 : Rezultatele finale din proiectele GRS selectate, 1995 (in kWh)

Garantat Masurat

Spitalul Castres, sudul Frantei 50,000 54,580

Hotelul Playa Hipocampo, Mallorca 106,039 159,693

Central Heliomarin, Vallauris 133,719 152,119

Pentru dezvoltatorii de proiecte, entitatile financiare, si marii consumatori (de ex.

guverne), exista obiective M&V aditionale ce se extind peste scopul initial al unui contract

individual :

Page 12: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

- Programele M&V pot fi proiectate pentru a valida sau imbunatatii simulariile pe

calculator sau alte predictii ale performantei sistemului, cum ar fi reducerea riscului de

proiect si cresterea gradului de incredere a clientilor in predictiile facute asupra

beneficiilor proiectului.

- Rezultatele M&V din proiectele existente asigura dezvoltatorilor, investitorilor,

creditorilor, si clientilor un grad mai ridicat de incredere cu privire la valoarea

proiectelor viitoare decat estimarile ingineresti facute.

- Un protocol ar asigura un mijloc pentru finantarea proiectelor pilot bazate pe propriile

lor caracteristici M&V.

Page 13: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Capitolul 2. Definitia si Dezvoltarea de Baza

2.1 Aspecte generale

Unele aspecte unice ale energiei regenerabile sunt implicate in stabilirea unei referinte

a consumului energetic si a costurilor in scopuri M&V. Acestea includ faptul ca sistemele de

energie regenerabila livreaza energie mai degraba decat mai simplu sa reduca consumul, asa

cum s-a notat, si ca sistemele de energie regenerabila sunt adesea localizate in zone

indepartate nefiind deservite de utilitati.

Deoarece tehnologiile cu energii regenerabile sunt folosite intr-un sistem de livrare a

energiei, nu este nevoie de o referinta daca cerintele de performanta sunt bazate mai degraba

pe livrare decat pe economii. Cu toate acestea, optiunile M&V descrise aici pot fi aplicabile

pentru masurarea energiei fie livrate de catre un sistem de energii regenerabile sau fie

rezultand din economiile energetice facute pe o intreaga facilitate. Este important a se preciza

ca cele doua nu sunt exact la fel si sa specifice daca performantele impuse sunt bazate pe

livrari sau economii.

Masurarea energiei livrate fara o referinta este adesea cea mai recomandata abordate

M&V pentru sistemele de energii regenerabile deoarece sunt foarte precise, moderate ca si

cost, si masoara elementele de performanta ale proiectului peste care dezvoltatorul are

oarecare control. De exemplu, un sistem solar de incalzire a apei poate furniza o anumita

cantitate de caldura, insa economiile de energie pentru facilitate vor fi cantitatea livrata de

sistemul solar divizata la eficienta incalzitorului initial al apei. In acest caz, dezvoltatorul

proiectului solar nu va avea control asupra eficientei incalzitorului de apa existent, si deci este

mult mai apropiata de performantele impuse asupra livrariilor de energie decat asupra

economiilor.

Sistemele de energii regenerabile sunt adesea avantajoase financiar intrucat pot fi

singurele surse de energie din locatiile indepartate acolo unde nu exista retea de distributie. O

referinta bazata pe retea sau un alt tip de generare la fata locului poate fi arbitrara sau chiar

insignifianta in astfel de situatii. Cu toate acestea, economiile ar putea fi determinate dintr-o

referinta calculata ca si energia utilizata sau costul care ar fi efectuat fara un sistem de energii

regenerabile.

Impactul cererii (kilowati, kW) unui sistem de energii regenerabile poate fi importanta

ca energie (kilawati-ora, kWh). Pentru a estima cererea de economii, profilul de livrare a

Page 14: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

puterii masurate ale sistemelor de energii regenerabile va fi adaugata profilului cererii (curba

de sarcina) unei unitati pentru a estima care ar fi fost cererea fara sistemul de energii

regenerabile. Acest fapt necesita un sistem de contorizare mai modern decat un simplu contor

de putere, deoarece necesita ca profilele de putere bazate pe perioada de facturare (adesea la

intervalle de cate 15 minute) vor fi masurate si stocate ca un intreg atat pentru sistemul de

energii regenerabile cat si pentru contul unitatii. Necesita deasemenea procesari periodice

(lunare) pentru calcularea economiilor cerute.

Exista distinctii intre livrarile de energie electrica si termica. Adesea, caldura trebuie

folosita la fata locului, insa energia electrica poate fi introdusa in retea, evitandu-se nevoia

unei referinte.

2.2 Aplicatii de baza

Economiile sunt determinate indirect prin calcularea diferentei intre energia de

referinta sau ceruta si energia contorizata sau ceruta in conditii normale de exploatare.

Contorizarea se poate face cu un contor de kWh, un contor de gaz sau un contor de timp real

intr-o aplicatie de gas sau electric. Este important a se tine cont de eficienta combustibilului

fosil sau a aplicatiei electrice doar in cazul in care (de ex. cantitatea de apa calda livrata) este

masurata.

Selectand o metoda pentru determinarea referintei depinde de cativa factori ce includ

caracteristicile si nevoile proiectului, disponibilitatea datelor si daca exista o sarcina inainte ca

sistemul de energie regenerabila sa fie instalat. Cand se masoara doar energia facilitatii iar

livrarea de energie regenerabila nu este masurata direct, exista patru cai de a calcula

economiile in concordanta cu o referinta: comparare cu un grup de control; comparare inainte

si dupa; comparare on/off si metoda de calculare a referintei (Christensen si Burch 1993).

2.2.1 Compararea cu un grup de control

Comparati energia contorizata folosita de sarcini care dispun de sisteme de energie

regenerabila cu sarcini echivalente (de ex. grupul de control) care nu au sisteme de energie

regenerabila. Media energiei consumate si a costului grupului de control stabilesc referinta.

(Nota: Un grup de control poate fi folosit doar daca numarul de unitati este suficient pentru un

Page 15: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

rezultat statistic semnificativ. „Statistic semnificativ” inseamna ca probabilitatea de a obtine

rezultatul din intamplare este relativ redus, de exemplu sub 5%.)

2.2.2 Comparare inainte si dupa

Masurati energia folosita inainte ca sistemul de energie regenerabila sa fie instalat si

comparati-l cu uzul aparut dupa ce sistemul a fost instalat, facand ajustarile de rigoare pentru

oricare din modificarile aparute in sistem sau in procesul de productie, ce au aparut intre cele

doua masuratori. Energia folosita si costul inainte de instalare sistemului de energie

regenerabila stabilesc referinta. (Nota: Aceasta metoda poate fi folosita doar in cazul

aplicatiilor de genul celor de retrofit in care datele au fost stranse inainte ca sistemul de

energie regenerabila sa fie instalat si sa inceapa sa functioneze.)

2.2.3 Comparare on/off

Masurati energia folosita cat timp sistemul de energie regenerabila este pornit. Apoi

opriti acest sistem de eenrgie. Dupa care comparati energia utilizata cand sistemul era oprit cu

sistemul cand era pornit. Energia folosita si costul rezultate cand sistemul de energie

regenerabila este oprit si corespunzator trecut in bypass stabilesc referinta. (Nota: Tehnica

on/off poate fi folosita doar daca exista un sistem auxiliar de energie aditional la sistemul de

energie regenerabila si sistemul auxiliar poate fi folosit in definirea referintei. De asemenea,

din moment ce o sursa solara sau de vant este intermitenta, este necesar un timp corespunzator

pentru capturarea potentialului mediu de energie regenerabila.)

2.2.4 Metoda referintei calculate

Determinati referinta energiei utilizate folosind calcule ingineresti calibrate la tiparele

actuale de folosire a energiei si scazand energia folosita contorizata (sau energia similara

calculata post-retrofit) pentru a estima energia regenerabila livrata. Aceste calcule ingineresti

adesea presupun ca sistemele adera la coduri aplicabile si standarde in selectarea valorilor

ipotetice pentru parametrii ca eficienta echipamentului. (Nota: O referinta calculata este

necesara in constructiile noi ce implica energii regenerabile, deoarece nu exista date ale

Page 16: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

sarcinilor pentru a fi folosite in stabilirea unei referinte. A se vedea Volumul III, Partea A a

IPMVP: Concepte si Metode in Determinarea Economiilor de Energie in Constructiile Noi).

Page 17: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Capitolul 3. Planificarea si Procesele M&V

Pentru a integra M&V intr-un proiect, participantii incep cu un protocol M&V,

formuleaza un plan M&V dupa care implementeaza acel plan ca parte a proiectului.

Protocolul M&V pentru proiectele de energie regenerabila este IPMVP, care defineste

termeni, identifica optiuni si recomanda proceduri.

Pentru a formula un plan M&V, primul pas este identificarea telurilor si obiectivelor

ale efortului M&V, pasul al doilea consta in identificarea strategiilor si tehnicilor – optiunile

M&V – necesare atingerii acestor deziderate. Pentru a imprumuta un concept de la

Organizarea Internationala de Standardizare, „Prima data specifica clar ceea ce faci, dupa care

precizeaza cum masori rata de succes”. Tintele sunt focusate de obicei in masurarea

avantajelor unui proiect sau unui acord cu cerinte de performanta clar specificate. Pot de

asemenea implica izolarea unul de altul a efectelor diferitelor masuratori sau tehnologii

planificate in cadrul proiectului. Adesea masuratorile eficientei energetice si proiectele de

energii regenerabile sunt implementate impreuna, si unul din scopurile unui plan M&V ar

putea fi deosebirea intre economiile atribuite fiecaruia. Cerintele de performanta pentru

energia regenerabila depinde de tehnologia particulara de conversie a energiei, aplicatie, si

aranjamentele business intre furnizor si client. De exemplu, un proiect de energie regenerabila

poate cere sa livreze energie (kWh), caz in care un simplu contor kWh ar fi suficient. Pe de

alta parte, daca proiectul pretinde economisirea cererii de electricitate (kW), un contor functie

de timp ar fi folosit impreuna cu contorul de castiguri al unitatii. Adesea motivele unui proiect

includ si beneficii non-energetice cum ar fi reducerea zgomotului prin reducerea timpul de

functionare a generatorului.

Optiunile M&V adecvate pot fi selectate ca parte a unui plan M&V particularizat

pentru a intruni tintele proiectului. Cele mai bune optiuni M&V pentru un proiect depind de

conditiile specifice ale proiectului, incluzand metoda de finantare si tehnologiile alese. Planul

M&V ar putea de asemenea descrie criteriul pentru determinarea daca cerintele de

performanta sunt atinse.

Implementarea unui plan M&V procedeaza ca si un sistem de energie regenerabila

instalat si functionabil.

Page 18: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Exemplu: Cerintele de Performanta

Ca si un exemplu a numeroaselor cerinte de performanta a unui proiect de energie

regenerabila, considerati un sistem solar de ventilare-preincalzire pentru o cladire de birouri

din Denver, Colorado. Sistemul este proiectat sa transfere caldura de la radiatia solara de pe

peretele sudic al cladirii in sistemul de ventilatie a aerului preincalzit prin intermediul a 817

m2 de placi absorbante perforate. Furnizorul pretinde ca sistemul se va comporta de maniera

urmatoare:

Sa livreze 2,800 de megajouli (MJ) caldura solara per an

Sa economiseasca 50 MJ/an sub forma de caldura recuperata din peretele sudic –

caldura, altfel pierduta prin peretele sudic, este antrenata in sursa de aer intrucat placa

absorbanta acopera peretele sudic

Sa economiseasca caldura in valoare de 170 MJ/an sub forma de caldura recuperata de

la tavan

Sa reduca temperatura interioara a tavanului de la 30 la 23oC prin destratificarea

aerului incalzit solar si introdus in cladire, in asa fel incat sa scada utilizarea

ventilatoarelor de evacuare si sa economiseasca un surplus de caldura in cuantum de

2,600 MJ/an

Sa imbunatateasca confortul ocupantilor prin presurizarea cladirii si reducerea

proiectelor primite.

Cu toate ca sunteti tentati a masura doar prima cerinta listata aici – energia livrata

direct de catre sistem – un plan M&V de a verifica fiecare cerinta de beneficii economice, de

mediu si confort sunt adesea esentiale pentru a justifica investitia unui proiect.

3.1 Privire de ansamblu asupra Optiunilor M&V

Optiunile pentru masurarea si verificarea economiilor de energie si a altor beneficii

dintr-un proiect de energie regenerabila s-ar putea clasifica in trei categorii generale dupa cum

urmeaza.

1 Optiunea A&B se concentreaza pe masurarea performantei specifice a sistemelor

simplist izolate. Aplicatiile sistemului de energie regenerabila ale acestor optiuni

Page 19: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

includ combustibil fotovoltaic, apa calda din sursa solara, puterea vantului si

biomasa. Optiunea B necesita masuratori complete a rezultatelor de energie, in

timp ce Optiunea A permite stipularea unor parametrii in calculul energetic final.

Ambele optiuni pot fi sustinute de calcule ingineresti sau modele existente.

2 Optiunea C masoara schimbarea aparuta in intregul consum de energie al unitatii

prin intermediul datelor contorizate. Este metoda cea mai potrivita pentru

sistemele de energie regenerabila care nu pot fi usor izolate si care au un impact

semnificativ asupra performantei, precum caldura solara pasiva si perioada de

iluminare a zilei.

3 Optiunea D se bazeaza pe detalii, analize simulate calibrate pentru a determina

performanta sistemului sau a intregii cladiri care este complexa, interactiva si

dependenta de mai multi parametrii operativi. Este metoda cea mai potrivita pentru

sistemele de energie regenerabila integrate in cladire, cum ar fi perioada de

iluminare pe timpul zilei sau panourile fotovoltaice integrate in cladire, in special

in noile proiecte de constructie. (Vezi Sectiunea A, Volumul III a IPMVP,

„Concepte si Metode in Determinarea Economiilor de Energie in Constructiile

Noi”, care trateaza probleme speciale in determinarea unei referinte si a

performantei masurate in noile cladiri.)

Optiunile nu sunt in mod special listate in ordinea crescatoare a complexitatii sau a

costului. Optiunea B asigura o deosebita atentie la evaluarea optiunilor M&V pentru un

sistem de energie regenerabila deoarece energia livrata de catre marea majoritate a sistemelor

de energie regenerabila pot fi masurate direct prin intermediul contorizarii, fara a se folosi o

referinta sau calculele de economii de energie, ca cele cerute pentru masuratorile de eficienta

energetica. Aceste optiuni sunt detaliate in urmatoarea sectiune.

Page 20: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Capitolul 4. Metode M&V pentru Sistemele de Energie

Regenerabila

4.1 Introducere

Aceasta sectiune cuprinde M&V ale sistemelor de energie regenerabila din cadrul

scheletului stabilit de IPMVP. Cititorului ii este mentionat Volumul I pentru cerintele minime

ale unui program M&V, incluzand palnificarea M&V, cele patru optiuni M&V, marimea

esantionului statistic, contorizarea si instrumentatia, cost versus compromisul acuratetii si

adeziunea. In cele ce urmeaza sunt evidentiate aplicatii ale celor patru optiuni M&V listate in

Volumul I din proiecte de energie regenerabila.

4.2 Optiunea A: Masurarea Partiala a Izolatiei prin Retrofit

In aceasta optiune, capacitatea de functionare a unui sistem (de ex. livrare de energie

regenerabila) este masurata in camp iar conditiile de operare sunt stipulate. Masuratorile din

camp pot fi facute continuu sau periodic de-a lungul perioadei de masurare. Perioada de

masurare poate dura cat de mult este nevoie pentru a satisface cerintele legale si pe cele

contractuale. Trebuie facute inspectii periodice pe toata durata perioadei de masurare pentru a

se asigura ca sistemele raman si functioneaza asa cum se astepta.

Aceasta este cea mai putin costisitoare optiune M&V; adesea este cea mai potrivita

pentru sisteme reduse pentru care economiile de cost nu sunt suficiente in justificarea costului

instrumentatiei si analizelor. Pentru a evita un conflict de interese, dezvoltatorul

proiectului/ESCO si clientul pot contracta o a treia parte care sa faca inspectiile si sa ia

masuratorile din teren.

Exemplu: Test de Incalzire Solara a Apei

Acest exemplu descrie un test pe termen scurt de evaluare a functionalitatii unui

incalzitor solar de apa bazat pe o singura masurare a temperaturii. Priza de temperatura a

rezervorului de preincalzire incalzit solar este masurata continuu pe o perioada de o luna.

Aceasta data este comparata cu referinta calculata (care este bazata pe datele tipice ale

conditiilor de „cer senin”), asigurandu-se ca sunt cel putin cateva zile intr-o luna cu cer senin.

Page 21: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Compararea asigura o tehnica utila de diagnosticare pentru a determina daca sistemul lucreza

aproximativ ca cel calculat si luat ca si referinta. Calculul rezultat al economiilor asigura o

estimare rezonabila (±30%) a economiilor actuale. Metoda foloseste un senzor ieftin de

temperatura (sub 100$) si astfel avem o metoda ieftina de contorizare. Trimitand catre client

un istoric al datelor sau o inregistrare video din timpul instalarii este o cale de a se evita costul

unei deplasari la fata locului (Burch, Xie si Murley 1995).

4.3 Optiunea B: Izolarea prin Retrofit

Din moment ce sistemele de energie regenerabila livreaza energie decat sa o conserve,

o caracteristica deosebita peste masurarea eficientei este faptul ca performanta (energia

livrata) poate fi masurata direct cu un contor.

Aceasta sectiune descrie izolarea sistemului de energie regenerabila prin masurarea

energiei livrate de sistemul de energie regenerabila fata de restul cladirii sau de restul

sistemului de alimentare, continuu pe toata perioada de masurare. Energia livrata masurata din

Optiunea B ar putea fi singura componenta a unui plan M&V, dar este foarte adesea folosita

cu alte tehnici si combinata cu alte optiuni M&V. Optiunea B difera de Optiunea A prin

Sectiunea 4.2 in care nu se specifica nimic de performanta sistemului, in cazul Optiunii B.

Optiunea B difera de Optiunea D prin Sectiunea 4.5 in care principala activitate M&V este

masurarea in loc de analiza simularii. Optiunea B poate fi sustinuta de calcule ingineresti sau

o componenta a unui model in ajustarea performantei conditiilor normale de operare.

Ca in toate optiunile M&V, Optiunea B implica alocarea riscului intre partile

responsabile. Pentru proiecte ce implica un dezvoltator de proiect sau ESCO, riscul este

ditribuit intre client si furnizor. Folosind Optiunea B, furnizorul ii responsabil de masurarea

energiei livrate. Livrarea ar depinde de functionalitatea sistemului, dar depinde de asemenea

si de unii factori ce nu pot fi controlati de furnizor cum ar fi conditiile meteo (gradul de

insorire, viteza vantului) sau asupra fluctuatiilor sarcinii. Optiunea B este cel mai adesea

aleasa cand furnizorul este dispus sa-si asume riscul tuturor acestor factori.

Optiunea B, numita „Izolarea prin Retrofit”, este in concordanta cu optiunea standard

IPMVP numita nomenclator. Cu toate astea, un sistem de energie regenerabila poate fi refacut

intr-o cladire standard sau instalat ca parte a unui nou proiect de constructie. Poate fi de

asemenea instalat ca si o resursa de energie unde nu este implicata vreo cladire anume (de

Page 22: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

exemplu o turbina de vant). Pentru fiecare, abordarea M&V descrisa in aceasta sectiune ar

ramane neschimbata.

Contorizarea este parte esentiala a unui program M&V; cu toate astea, modul in care

contorizarea se potriveste intr-un plan M&V depinde de cerinta specifica de performanta. Un

program poate fi proiectat fie sa contorizeze direct iesirea sistemului (cu un contor fie termic,

fie electric) sau indirect sa masoare economiile sau productia prin scaderea din energia de

referinta a energie folosite post-implementare, dupa ce sunt executate modificarile de rigoare.

Pentru a determina economiile, in loc de a masura direct energia iesita, diferenta intre

energia de referinta folosita pe durata unui an si energia folosita post-retrofit (incluzand

auxiliarele) se poate determina si se vor face si modificarile pentru oricare schimbare aparuta

in sistem. Energia de referinta folosita pe durata unui an poate fi stabilita de grupul de

control, inainte si dupa sau prin metoda on/off, ca cele descrise in Capitolul 2.

Exemplu 1: Masurare directa, Incalzitor Solar de Apa

Figura 41: O factura lunara este emisa unei inchisori pentru energia

livrata de catre un sistem solar de incalzire a apei in Phoenix

Ca exemplu de masurare directa intr-un Contract de Performanta de Economii de

Energie, se considera un sistem solar de incalzire a apei cu o suprafata de 1,583 m2, ce a fost

instalat la Inchisoarea Federala Phoenix din statul Arizona. M&V este critic intr-un contract

de finantare deoarece platile lunare efectuate de inchisoare catre contractor sunt bazate pe

masuratorile de energie necesara incalzirii, la un cost de 90% din factura de utilitati pentru

aceeasi cantitate de energie. Energia livrata este masurata direct de catre doua contoare de

energie termica legate in serie, astfel incat masurarea sa se faca continuu in caz ca unul dintre

contoare este inlaturat pentru recalibrare. Fiecare contor este calibrat la ±5%, astfel ca daca

cele doua contoare indica valori diferite mai mari de ±7% (RMS de 5% si 5%), atunci

Page 23: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

contorul cu valoare mai mare citita este trimis pentru recalibrare. Sistemul a livrat 1,161,803

kWh caldura in 1999, care inlocuieste cantitatea de energie electrica pentru incalzirea apei

menajere prin aproximarea unei cantitati echivalente de energie.

Exemplul 2: Masurare Indirecta, Incalzitor Solar de Apa in domeniul Rezidential

Ca exemplu de masurare indirecta la utilizatorul final, considerati monitorizarea

sarcinilor la un esantion de 50 de case (25 cu incalzitoare solare a apei si 25 fara) intr-un

cartier rezidential din Honolulu, Hawaii. Pentru fiecare locuinta s-a instalat cate un incalzitor

solar de apa de 6 m2 (vedeti figura 42). Fiecare incalzitor electric de apa a fost dotat cu cate

un sistem de monitorizare pentru a inregistra consumul de putere la fiecare 15 minute. Figura

43 insumeaza datele colectate de la toate sistemele de incalzire montate in cele 50 de case.

Figura 42: Sistem solar de Incalzire a Apei dintr-un cartier rezidential din Hawaii

Figura 43: Profilul incalzirii electrice a apei cu si fara sistem solar de incalzire (strategia de

referinta a grupului de control) intr-un cartier rezidential din Hawaii

Page 24: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

De-a lungul perioadei de monitorizare incepand cu 11 Iunie si pana in 25 Iulie 2002,

casele fara sisteme solaer de incalzire foloseau in medie 11.1 kWh/zi pentru incalzirea apei,

iar cele cu sisteme solare foloseau doar 2.5 kWh/zi. De aceea, economiile erau de 8.8 kWh/zi.

Intreaga suprafata construita a cartierului este conectata la un contor de utilitati care

includ mai mult de 50 de case esantion. Fara sa aiba instalate vreun sistem de aer conditionat,

se presupune ca varful facilitatii este cauzat de varful de incalzire al apei. Varful apei incalzite

solicitate de catre cele 25 de case fara sistem solar era de 38 kW in timp ce pentru celelalte 25

de case cu sistem solar de incalzire era de 12.2 kW, ducand astfel la o economie de energie de

circa 1 kW per casa. Graficul din Figura 3 arata o economie in cererea de dimineata de circa

0.7 kW, care reprezinta media varfurilor zilnice, in contradictie cu 1 kW per casa care

reprezinta de fapt economiile cerute actual masurate in timpul varfului facilitatii din perioada

de monitorizare.

Aceasta exemplifica Optiunea B cu contorizare indirecta. Intamplator, performanta

masurata a fost de asemenea corelata cu conditiile de mediu masurate pentru calibrarea unei

simulari si estimare unei economii anuale de circa 380 $ per casa, astfel ca acest proiect

utilizeaza ambele Optiuni B si D.

Figura 44: Ferma eoliana de 6.05 MW in Searsburg, Vermont

Exemplul 3: Program de verificare a contorizarii directe a unei turbine eoliene

Figura 44 prezinta instalarea unei ferme eoliene in Searsburg, Vermont, ce consta in

instalarea a 11 turbine a cate 550 kW fiecare. Proiectul este instrumentat a masura conditiile

de mediu, puterea electrica si calitatea acestetia. Rapoartele detaliate includ compararea

performantei cu curbele de putere ale turbinei, factorul de putere si efectul asupra tensiunii

retelei, si bine inteles motivele pentru evacuarile fortate si planificate. De-a lungul periodei

celor 12 luni, din Iulie 1999 pana in Iunie 2000, ferma eoliana a generat peste 13 milioane

kWh de electricitate. Aceasta valoare reprezinta o medie anuala a factorului de incarcare de

Page 25: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

24.6% bazata pe capacitatea instalata de 6.05 MW. Disponibilitatea sistemului era de 86.5%,

permitand evacuari fortate si planificate ale turbinelor eoliene. Disponibilitatea fiecarei

turbine varia intre 63.2% si 96.6%. Anul de operare a fost marcat de inlocuirea generatoarelor

la doua turbine, distrugerea prin fulgerare a unei pale de la o turbina, si a cresterii numarului

de incidente electrice la generatoare. Cu toate acestea, timpul de raspuns la avarii a ramas

relativ ridicat.

4.4 Optiunea C: Analiza Intregii Cladiri

Aceasta optiune implica analiza informatiilor disponibile luate din facturile de utilitati

sau contorizarea intregii facilitati. Dupa ce sistemul de energie regenerabila este instalat,

factura de utilitati (care constituie masura) sau citirea contorului de utilitati este scazuta din

referinta cu ajustarile necesare in functionarea sau operarea facilitatii, pentru a determina

economiile de energie. Referinta este determinata folosind una din cele trei tehnici de

comparare descrise in Sectiunea 2.1: Compararea Grupului de Control, Sectiunea 2.2:

Compararea Inainte si Dupa sau Sectiunea 2.3: Compararea On/Off.

Daca referinta este stabilita de catre grupul de control, participantii pot cadea de acord

asupra factorilor ce contin suficiente similitudini intre cladiri. Cu toate astea, intentia in cazul

nostru este de a selecta un grup de control care este identic cu esantionul (de exemplu, unitati

militare identice avand aceeasi utilitate si fiind in aceeasi locatie).

Deoarece forţele de conducere cum ar fi vremea şi rata de ocupare se schimbă

frecvent, Optiunea C implica schimbari in rutina de baza. Ghidul 14 ASHRAE descrie

metodele de baza adecvate Optiunii C si PRISM si ASHRAE RP1050 sunt referite pentru

software-ul de calcul lunar a facturilor utilitatilor de baza bazate pe vreme (PRISM 2002).

Acuratetea acestei metode este limitata de numeroasele variabile ce afecteaza energia

utilizata de cladire. Optiunea C poate fi cea mai apropiata de aplicatiile in care energia

regenerabila contribuie la alimentarea unei mari parti a sarcinii, sau cand sistemele de energii

regenerabile sunt instalate ca parte a unui spectru mai larg de masuratori a eficientei

energetice.

Page 26: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

4.5 Optiunea D: Simularea Calibrata

Optiunea D se bazeaza pe intelegerea intregii cladiri sau modelelor sistemelor in

determinarea performantei si a economiilor estimate in cadrul proiectului. Optiunea D este

adesea folosita in proiectele de constructii noi cu eficienta maxima sau/si componente de

energie regenerabila in care izolarea contorizarii si caracterizarea referintei sunt dificile.

Contorizarea izolata a componentelor poate fi facuta in sprijinul calibrarii simularii ca parte a

Optiunii D. Cu toate acestea, acest lucru nu este principalul obiectiv al activitatilor M&V.

In aceasta metoda, o estimare a performantei energetice anuale este produsul

rezultatelor unui test pe termen scurt. Prima data, un model simulat pe calculator este folosit

in determinarea performantei bazandu-se pe variabile independente si parametrii specifici de

operare. Pentru a calibra modelul, variabilele independente (de exemplu, sarcina, radiatia

solara, viteza vantului si temperatura mediului exterior) sunt masurate si inregistrate simultan

cu performanta energetica a sistemului (de exemplu, livrarea de energie) peste o anumita

perioada de timp care include toate modurile de operare. Dupa, parametrii modelului simulat

sunt ajustati sa asigure corelatia intre performanta simulata si cea masurata. Pentru a se

asigura o estimare a economiilor anuale din proiect, simularea calibrata este folosita cu

variabile independente ce reprezinta sarcina si conditiile de mediu de-a lungul unui an intreg

(de exemplu, in concordanta cu programul de operare, fisierul meteo Anul Tipic Metodologic

(ATM) pentru locatie).

Obstacolele in desfasurarea simularilor calibrate:

1 Asigurarea intrarilor corespunzatoare precum gradul de ocupare sau tiparele de operare,

variabilele meteo corecte si parametrii de sistem

2 Intelegerea limitarilor modelului

3 Selectarea parametrilor necesari calibrarii modelului si a parametrilor de rulare

Modelele de simulare ale intregii cladiri care sunt adesea folosite ca aprte a Optiunii D

includ de asemenea Energy 10 si DOE-2. Aceste programe inteligibile de calculator tin seama

de interactiuniile dintre diferitele sisteme ale cladirii si resursele de energie (de exemplu,

lumina zilei ar afecta atat energia pentru iluminat cat si cea pentru racire). Adesea un intreg

model al cladirii este folosit in determinarea sarcinii electrice sau termice asupra unui sistem

de energie regenerabila ce deserveste cladirea. Daca sarcina se cunoaste sau se poate cadea de

acord asupra valorii ei, TRNSYS poate fi folosit (Universitatea din Wisconsin, Madison). In

Page 27: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

aplicatiile in care livrarea de energie regenerabila nu este limitata de sarcina (precum iesirea

unui sistem de panouri fotovoltaice care niciodata nu depaseste incarcarea cladirii sau o

turbina eoliana conectata la reteaua utilitatii), nu este necesara analiza intregii cladiri ci doar

sistemul de energie regenerabila este simulat.

Exemplul 1: Sistem fotovoltaic integrat in cladire, San Francisco

Ca si exemplu a Optiunii D, se considera un sistem fotovoltaic integrat in cladire de

putere 1,250 W, localizat in San Francisco, California (vedeti figura 45). Obiectivele de

monitorizat erau de verificare a performantei initiale a sistemului si de a prezice performanta

tipica anuala. Conditiile de mediu (temperatura mediului ambiant, viteza si directia vantului,

umiditatea relativa si gradul de expunere la soare) au fost masurate, si coeficientii modelului

pe calculator au fost ajustati sa asigure cea mai buna potrivire cu parametrii de performanta ai

sistemului masurat (iesirea de tensiune continua si cea de putere in tensiune alternativa).

Sistemul a fost monitorizat din Ianuarie pana in Iunie 1998 pentru a se putea masura

performanta sub intreg domeniu al unghirilor facute de soare pe parcursul unui an

calendaristic.

Figura 45: Sistem fotovoltaic integrat in cladire, San Francisco

Mai intai, un model de umbrire TRNSYS (Klein 1994) a fost calibrat pentru a corela

planul actual al gradului de iluminare cu gradul de iluminare orizontal neumbrit, luandu-se in

considerare umbrele facute de obiectele inconjuratoare, ca si de asemenea reflexia unui perete

Page 28: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

mare de culoare alba existent in partea nordica a sistemului. Modelul rezultat al radiatiei

solare asigura un R2 de valoare 0.985.

In al doilea rand, coeficientii unui model de iesiri de puteri de tensiune continua ca si

functie de conditiile de mediu au fost ajustate sa asigure cea mai buna potrivire intre modelul

eficientei si datele masurate. Cea mai buna potrivire s-a gasit folosindu-se un model care tine

cont de gradul de incidenta a luminii asupra suprafetei vitrate a modulelor, temperatura

ambientala si gradul total de iluminare ce cade pe fiecare din cele doua suprafete inclinate.

Analiza ulterioara necesita combinarea TRNSYS pentru panourile fotovoltaice cu

simularile DOE-2 pentru cladire, din moment ce atriumul acoperisului asigura nu numai

puterea electrica ci si iluminarea spatiului dintre celulele fotovoltaice, care este de asemenea

proiectat sa admita iluminarea adecvata in atriumul de dedesubt. Această abordare

cuprinzătoare cuantifică nu numai puterea electrica a panourilor fotovoltaice, dar de asemenea

efectele asupra cerintelor de iluminare, racire si incalzire a intregii cladiri.

Spre deosebire de exemplul initial al modelului termic solar, forma acestei ecuatii nu

este determinata de un model termodinamic ci mai degraba de o polinomiala generala. Gradul

de potrivire este prezentat grafic in figura 46 avand un R2 de 0.7. Puterea este estimata cu o

deviatie standard de ±22.4 W.

In al treilea rand, tensiunea alternativa la iesirea din invertor a fost masurata pentru a

se face o a treia regresie a celor mai mici patrate pentru a ajusta eficienta modelului de

invertor cu un R2 de 0.932. Deviatiile eficientei invertorului de la valorile preconizate indica

o problema cu functia de urmarire a punctului pentru maximul de putere al invertorului. Din

nou, forma acestei ecuatii este o polinomiala generala fara devieri fizice.

Page 29: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Figura 46: Eficienta preconizata fata de cea calculata

a unui sistem fotovoltaic integrat in cladire

Aceste trei corelatii constituie un model compozit calibrat, care a fost alimentat cu

date tipice dintr-un intreg an meteorologic din San Francisco necesar estimarii cantitatii de

energie livrate anuale. Aceasta estimare a luat in considerare orientarea vectorilor, gradul de

umbrire si reflexia peretelui sudic precum si actualele caracteristici de perfotmanta de la fata

locului ale vectorului si invertorului. Modelul anticipeaza faptul ca sub conditiile TMY,

sistemul ar livra anual 716 kWh in tensiune alternativa fara reparatii la invertor si 2,291 kWh

anual in tensiune alternativa dupa ce invertorul este reparat. Aceasta tehnica poate fi folosita

in prezicerea performantei unui sistem de panouri fotovoltaice intr-un an normal, in special in

conditii deosebite de umbrire. In cazul de fata pentru a diagnostica problema, aceasta tehnica

poate fi folosita in procesul initial de receptie pentru a se asigura buna functionalitate a

functiilor sistemului.

Exemplul 2: Sistem solar de incalzire a apei

Ca si exemplu al Optiunii D, se considera o metoda de evaluare a performantei unui

sistem solar de incalzire a apei, care a fost dezvoltat de catre Laboratorul National de Energie

Regenerabila (Barker 1990; Barker, Burch, si Hancock 1990). Intrumentarul este prezentat in

figura 47.

Page 30: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Figura 47: Testarea pe termen scurt a aparaturii pentru un sistem solar de incalzire a apei

Intrumentarul masoara intrarile si iesirile de energie pentru o perioada suficienta de timp

necesara calibrarii modelului de simulare a performantei. Perioada poate fi la fel de scurta cat

durata unei zile insa trebuie sa includa suficient de multe conditii (senin/innourat, cald/frig).

Prima lege a termodinamicii ne zice ca energia colectata este agala cu energia inmagazinata

plus energia pierduta din rezervorul de stocare.

Eficienta masurata intr-un test pe termen scurt,

Eficienta = [dE/dt + US (TS – Tenv)] / [I. AC]

este corelata de o regresie liniara cu un model liniar:

Eficienta = Ta – UC (TS – Tamb) / I

unde:

I =radiatia solara incidenta (W/m2)

Ac =suprafata de colectare (m2)

Ts =temperatura medie a apei stocate (oC), reprezentand temperatura colectorului

de admisie

Tamb =temperatura ambianta (oC)

Tenv =temperatura locatiei rezervorului de stocare (oC)

dE/dt =perioada de schimbare a energiei in rezervorul de stocare (J/s), masurata prin

efectuarea mediei temperaturii a trei rezervoare

Us =coeficientul de pierdere a caldurii din rezervorul de stocare estimat de o rata

de racire (W/m2C)

Page 31: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Termenul Ta este o constanta empirica reprezentand toate efectele transmisivitatii capacului

de sticla si de absorbtie ale placii de absorbtie. Uc este un termen care reprezinta toate efectele

coeficientului de pierdere a caldurii, al colectorului si tubulaturii pe unitate de suprafata

(W/m2°C). Acesti 2 coeficienti din model sunt ajustati pentru a minimiza diferenta dintre

performanta masurata si cea simulata. Modelul calibrat este completat cu un profil orar al

incarcarii si cu temperatura ambientala si radiatia solara incidenta pentru cele 8760 de ore ale

anului, informatii obtinute din date meteorologice anuale (NCDC 1997), folosite pentru a

prezice performanta anuala. Acest model simplu este izoterm, avand colectorul si rezervorul

de stocare, toate avand media Ts.

Aceasta metoda de a calibra un model simulat a fost folosit pentru a testa performanta a 13

sisteme in Colorado (Walker si Roper 1992). Figura 48 prezinta rezultatele unui test de o zi al

unui sistem avand un colector cu sprafata de 8.9 m2.

Figura 48: Rezultatele obtinute in urma unui test de o zi al unui sistem solar de incalzire a

apei

Simbolurile patrate reprezinta toate datele, masurate la un interval de 5 minute , iar

linia continua reprezinta cel mai bun ajustaj al regresiei liniare (modelul renormalizat). Testul

a fost efectuat intr-o zi inseninata, si s-a obtinut o corelare foarte buna intre model si

performanta masurata. La inceputul zilei de test rezervorul este rece, care se incalzeste de-a

lungul zilei, oferind astfel o gama vasta corespunzatoare parametrului: (Ts - Tamb)/I. Intrarile

modelului care au fost obtinute sunt ta = 0.59 si Uc = 4.7 W/m2 °C. Simularea a folosit date

meteo din Colorado pentru a previziona furnizarea unei energii anuale de 5,388 kWh/an.

Page 32: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Capitolul 5. Costul si calitatea unui Plan de M&V pentru Energie

regenerabila

Programele de M&V oferă în mod inerent asigurarea calităţii necesare în proiectele de

energie regenerabilă. Costurile de M V, oricum, pot varia foarte mult în funcţie de cerinţele

unui anumit proiect.

Costul total al unui proiect M&V include costul de achiziţionare, instalarea şi

întreţinerea instrumentelor (inclusiv etalonarea periodică); costul forţei de muncă implicate în

proiectarea programului şi costul de colectare periodica, reducerea, şi prezentarea rezultatelor

programului. Programe M&V exagerat de detaliate sau prost concepute pot fi foarte scumpe,

astfel încât suma de bani alocata pentru Planul de M&V ar trebui să fie determinata de

valoarea beneficiilor care rezultă din programul de M&V, așa cum se menţionează în

capitolul 1.

Valoarea acestor beneficii este determinata prin negocieri între client şi dezvoltatorul

de proiecte pentru fiecare proiect in parte. Obiectivul este ca toate părţile să colaboreze pentru

a reduce costul total al programului de M & V în timp ce se ating unele niveluri acceptabile

de incertitudine cu privire la economii.

În scopul de a scădea costurile de proiect, clientul poate să îşi asume un anumit risc de

performanţă fiind de acord să se faca măsurări periodice şi limitate (mai degrabă decât

continuă) sau prin creşterea de eroare admisibile în măsurători. Alte cerinţe speciale ale

Planului de M&V ar putea include credite pentru emisiile de verificare sau alte certificări

suplimentare din organismele de reglementare, dupa cum a fost subliniat în Capitolul 1.

Costurile totale vor include, de asemenea, costul de măsurare şi verificarea acestor tipuri de

cerinţe.

Page 33: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Anexa A Definiții

Livrare de energie - energie furnizată de un sistem de energie regenerabilă până la un punct

specificat pe o perioadă de timp, de obicei, măsurată în kWh/an sau Btu/an.

Externalităţile - Beneficiile unui sistem de energie regenerabilă care sunt „externe” analizei

financiară convenţionale sau eforturilor unui M&V. Exemplele includ reducerea emisiilor

atmosferice sau risc redus de scurgeri de combustibil.

Reducerea Incarcarii - o reducere a utilizării finale a energiei prin creşterea eficienţei

dispozitivului de utilizare finală sau prin diminuarea funcţionarea dispozitivului. Acest lucru

este în contrast cu livrare de energie de la un sistem de energie regenerabilă, care reduce, de

asemenea, energia achiziționata.

Locul Energetic - Energie care trece frontiera unei instalaţii, de obicei, măsurată ca baza de

venituri pentru utilităţi.

Sursa de energie - energie primară utilizate la nivel mondial pentru a oferi energie unui loc de

consum. Include locul de consum, plus pierderile de energie în producere, transport, şi

distribuţie.

Performanta sistemului – termen general care pot fi aplicat pentru a descrie orice aspect de

funcţionare a unui sistem, cum ar fi livrarea de energie, disponibilitatea faţă de sistemul de

down-time, sau rata de rentabilitate economică.

Page 34: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Anexa B Resurse

Obiectivele şi activităţile mai multor organizaţii sunt strâns legate de obiectul acestui capitol

din IPMVP. Aceste organizaţii sunt enumerate în ordine alfabetică mai jos, împreună cu o

scurtă descriere a fiecărui a. Mai multe informaţii pot fi găsite pe World Wide Web, adresele

web sunt incluse în fiecare descriere.

1. Centrul australian de cercetare in cooperare pentru energia regenerabilă (Acre)

Centrul australian de cercetare in cooperare pentru energia regenerabilă (Acre) în

Perth, Australia, încearcă să creeze o industrie competitivă pe planul internaţional al energiei

regenerabile. Acre reuneşte capabilităţi excelente de cercetare şi cunoaştere a pieţei într-un

centru de clasa mondiala pentru inovare şi comercializarea de sisteme de energie

regenerabilă. Unul dintre obiectivele principale ale centrul include prezentarea unui cadru de

politică strategică a guvernului şi a agenţiilor de energie care poate ajuta asigurarea bazei

industriei energiilor regenerabile.

URL: fizzy.murdoch.edu.au/acre/

2. Societatea Americană pentru Testare şi Materiale (ASTM)

Misiunea ASTM International - anterior cunoscut sub numele de Societatea

Americană pentru Testare şi Materiale (ASTM), cu sediul în West Conshohocken,

Pennsylvania, este de a furniza valoarea, puterea, şi respectul de consens pe piața; funcţiile

principale ale ASTM sunt (1) de a dezvolta şi oferi standarde voluntare, informaţii tehnice

aferente, precum şi servicii de sănătate publică şi siguranţă care au calitate recunoscute

internaţional şi aplicabilitatea care promovează calitatea generală a vieţii; (2) să contribuie

la fiabilitatea materialelor, produselor, sistemelor şi serviciilor; şi (3) pentru a facilita

comerţul regional, naţional şi internaţional. Obiectivul strategic principal este de a oferi

mediul optim şi sprijin pentru comitetele tehnice necesare pentru a dezvolta standarde şi a

informaţii conexe.

URL: www.astm.org

3. Comitetul pentru Standardizare (CEN)

Misiunea Comitetului European de Standardizare (CEN), cu sediul la Bruxelles, este

de a promova armonizarea tehnică voluntara în Europa, în colaborare cu organismele din

Page 35: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

întreaga lume şi partenerii europeni şi să dezvolte proceduri de recunoaştere reciprocă şi de

evaluare a conformităţii cu standardele.

Armonizarea diminuează barierele comerciale, promovează securitatea, permite ca

serviciile de interoperabilitate de produse si sisteme, şi promovează înţelegerea tehnica. În

Europa, CEN lucrează în parteneriat cu Comitetul European pentru Standardizare

Electrotehnică (www.cenelec.be) şi Comunitatea Europeană - Institutul de Standarde în

Telecomunicaţii (www.etsi.fr).

CEN este organismul consultativ strategic pentru Mediu, promovează dezvoltarea de

metode de măsurare a calităţii mediului şi a emisiilor poluante; standardizeaza unelte şi

instrumente ale politicii de mediu; şi care încorporează aspectelor de mediu în standardele de

produs. CEN şi ISO dispună de proceduri paralele pentru anchete publice şi voturi formale

privind standardele internaţionale.

URL: www.cenorm.be

4. Asociatia furnizorilor de energie electrică din Australia (ESAA)

ESAA, cu sediul în Sydney, este centrul naţional pentru aspectele de management şi

acţiunea de cooperare pentru afaceri in domeniul furnizării energiei electrice. Membrii ESAA

institutiile publice şi private, întreprinderile implicate în generarea, transmiterea, distribuirea,

vânzarea cu amănuntul de energie electrică în Australia.

URL: www.esaa.com.au

5. The International Energy Agency, IEA (Agentia Internationala de Energie)

Misiunea Programului IEA Photovoltaic Power Systems (PVPS), cu sediul în UK, este

de a consolida eforturile colaborarii internaţionale- in special, cercetare, dezvoltare, si

implementare- prin care energia solara fotovoltaica va deveni o opiune semnificativa de

energie in viitorul apropiat.

Obiectivele legate de aplicatii fiabile ale sistemelor de energie, ale grupurilor tinta

(utilitati, furnizori de servicii energetice, si alti utilizatori din sectorul privat si cel public)

includ cresterea nivelului de constientizare a potentialului PV si valorificarea si stimularea

dezvoltarii pietei, prin inlaturarea barierelor nontehnice.

Programul IEA SolarPACES priveste strategic in perspectiva printr-o cooperare

intensa, in domeniul cercetarii si dezvoltarii tehnologiei, intre energia termica solara si

reactiile chimice datorate energiei solare. Acest program initiaza activitati pentru sustinerea

dezvoltarii proiectelor, „atacarea” barierelor nontehnice si constientizarea relevantei

Page 36: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

aplicatiilor energiei termice solare, in problemele curente legate de energie si mediu

(http://www.solarpaces.org/).

6. International Electrotechnical Commission , IEC (Comisia Electrotehnică

Internaţională)

International Electrotechnical Commission (IEC), cu sediul în Geneva, este organismul

de evaluare a conformitatii şi standardelor internaţionale in toate domeniile electrotehnicii.

Misiunea IEC este de a promova, prin intermediul membrilor săi, cooperarea internaţională cu

privire la toate problemele de standardizare in domeniul electrotehnicii şi alte aspecte conexe,

cum ar fi evaluarea conformitatii cu standardele din domeniul energiei electrice, electronicii şi

tehnologiilor conexe.

Descrierea cuprinde toate tehnologiile din domeniul electric, inclusiv electronica,

magnetism, electromagnetism, acustica, telecomunicatii, si producerea si distributia energiei, si

de asemenea disciplinele generale asociate cum ar fi terminologia si simbolurile, masurare si

performanta,fiabilitate, proiectare şi dezvoltare, siguranta si mediu. (http://www.iec.ch/).

7. Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. (IEEE), (Institutul de

Ingineri specialisti in Electrotehnica si Electronica)

Viziunea Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), avand sediul in

orasul New York , este de a promova prosperitatea nivel mondial, promovand inovaţia tehnică,

care să le permita membrilor sa se dezvolte profesional şi promovarea comunitatii la nivel

mondial.

IEEE promovează procesul de inginerie referitor la crearea, dezvoltarea, integrarea,

partajarea, şi aplicarea cunoştinţelor de inginerie electrica, electronica, tehnologia informaţiei

şi ştiinţele care sunt în beneficiul umanităţii, cat şi profesia de inginer. IEEE (SCC21

Committee and Work on Standard PI547) este pe cale să stabilească standarde de

interconectare a utilitatilor, importante pentru implementarea pe scara largă a tehnologiilor de

generare a energiei din surse regenerabile de energie, conectate la retea.

URL: www.ieee.org

8. International Organization for Standardization (ISO), (Organizaţia

Internaţională de Standardizare)

The International Organization for Standardization (ISO), cu sediul în Elvetia, este o

federatie nonguvernamentala, la nivel mondial de organismele nationale de standardizare din

Page 37: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

130 de ţări. Misiunea ISO este de a promova dezvoltarea standardizarii la nivel mondial si a

activitatilor conexe, în vederea facilitării schimbului de bunuri şi servicii şi pentru a dezvolta

cooperarea în urmatoarele sfere de activitate: intelectuala, ştiinţifica, tehnologica şi

economica. Activitatea ISO este pusa in evidenta in acorduri internationale care sunt publicate

ca Standarde Internationale.

URL: www.iso.ch

9. European Commission Joint Research Center (JRC)

Misiunea European Commission Joint Research Center , avand sediul in Bruxelles,

este de a oferi suport tehnic si stiintific orientat spre client in vederea conceperii, dezvoltarii,

implementarii si monitorizarii politicilor EU. Fiind un serviciu al Comisiei Europene, JRC

functioneaza ca un centru de referinţă al ştiinţei şi tehnologiei pentru UE. Aproape ca si

procesul de elaborare a politicilor, aceasta serveşte interesul comun al statelor membre, fiind în

acelaşi timp independent de interesele speciale private sau naţionale.

În cadrul JRC este Institutul de Mediu şi departamentul sau de Energii Regenerabile,

din care European Solar Test Installation (ESTI) este unul dintre domeniile de lucru. Misiunea

ESTI este in concordanta cu misiunea JRC: sa ofere baza stiintifica si tehnica in vederea

armonizarii standardelor in cadrul pietei unice a Uniunii Euopene.

Unul din serviciile de testare a echipamentelor si sistemelor PV ,include sprijin pentru

organizaţiile de standardizare. ESTI este implicata activ in acreditarea referitoare la asigurarea

calitatii, atat pentru expertiza proprie (conform EN45001) cat si in ceea ce priveste ajutarea

industriei pentru obtinerea acreditarii în conformitate cu standardele acceptate la nivel

internaţional (CEC, ISO şi IEC).

URL: www.jrc.cec.eu.int/jrc/index.asp. iamest.jre.it/esti/esti.htm

10. Global Approval Program for Photovoltaics (PV GAP)/ Program de aprobare

globala pentru sistemele fotovoltaice

Programul de aprobare globala pentru sistemele fotovoltaice (PV GAP) este o

organizatie globala orientata spre industria PV care straduieste sa promoveze si sa mentina un

set de standarde de calitate si proceduri de certificare a performantelor produselor si

sistemelor PV pentru a asigura calitatea sporita, fiabilitate si durabilitate. Inregistrata in

Elvetia, PV GAP este o organizatie non-profit care se axează pe certificarea calităţii

sistemelor PV. PV GAP, se concentrează de asemenea, pe punerea în aplicare a standardelor

internaţionale care promovează integrarea calitatii. Aceasta organizare lucreaza pentru a

Page 38: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

introduce standarde de testare in fluxul de finanţare. De asemenea, urmăreşte stabilirea

reciprocităţii internaţionale de recunoaştere a standardelor şi a laboratoarelor de încercari. PV

GAP a dezvoltat o relatie profesionala de colaborare cu IEC, pe baza reputaţiei internaţionale

pe termen lung a organizaţiei referitoare la calitate şi interesele sale tehnice comune cu

obiectivele PV GAP. Sistemul de evaluare a calitatii al Comisiei Internationale de

Electrotehnica pentru Componente Electronice efectueaza programul de certificare pentru PV

GAP.

URL: www.pvgap.org

11. Solar Rating and Certification Corporation (SRCC)/ Corporatia de certificare si

evaluare solara

Corporatia de certificare si evaluare solara (SRCC) in Cocoa, Florida,este o organizatie

independenta, non-profit, care masoara, evalueaza si certifica performanta sistemului de incalzire

solara a apei. Evaluarea „Factorul Energiei Solare” a SRCC, permite compararea economiilor

asigurate de mai multe tipuri diferite de sisteme de incalzire solara a apei si sisteme

conventionale de incalzire a apei. Certificarea SRCC a devenit o condiţie de bază în 12 state pe

teritoriul Statelor Unite şi este considerată ca fiind o cerinţă în alte state.

URL: www.solar-rating.org

12. TUV

Misiunea principala a TUV Rheinland (TUV) este de a proteja sanatatea si siguranta

consumatorilor si a mediului prin sprijinirea industriei la producerea unor produse mai sigure

si superioare din punct de vedere al calitatii. Consumatorii din industrie lucreaza cu TUV

pentru a obtine diferenrierea produselor si un avantaj competitiv prin metode şi tehnologie

mai performante, în cercetare, proiectare, dezvoltare, productie si servicii. Clientii se

conformeaza reglementărilor sau ghidurilor aplicabile si, in multe cazuri, depasesc

standardele minim acceptabile pentru a atinge rangul "cel mai bun dintr-o aumita categorie ".

Pe website-ul propriu , TUV a mentionat ca „UE a creat un site pe internet care ofera

acces la materialele descriptive despre directivele carcarteristice ale CEN, standardele

recunoscute oficial în temeiul acestor directive, şi standarde in curs de dezvoltare, în vederea

recunoaşterii în temeiul acelorasi directive”.

URL: www.tuv.com. www.newapproach.org

Page 39: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

13. Photovoltaics Special Research Center

Centrul de Cercetare Photovoltaics Special Research Center al Universitatii de la

New South Wales (UNSW) din Sydney, Australia, este lider mondial in cercetarea celulelor

solare cu Silicon de inalta eficienta si este implicat in comercializarea proiectelor semnificative,

pentru producerea de energie nepoluanta, cu costuri reduse, la scară largă.

URL: www.pv.unsw.edu.au

14. The Utility Photo Voltaic Group (UPVG)

Grupul Utility Photo Voltaic Group (UPVG), are 150 organizatii membre. Este

condus de 100 de furnizori de servicii electrice din 8 tari care lucreaza impreuna pentru a

promova utilizarea energiei solare cu ajutorul panourilor fotovoltaice. UPVG este o asociatie

non-profit cu sediul in Washington, DC, care primeste capital de la Departmentul de Energie al

S.U.A. pentru a administra TEAM-UP (Technology Experience to Accelerate Markets in Utility

Photovoltaics), un program care ajuta la provarea utilizarii panourilor fotovoltaice in aplicatiile

care au un potential puternic pentru eventuala folosirea acestora ca si sursa principala in

alimentare. TEAM-UP ajuta la crearea unei piete extinse, de producere a energiei electrice din

energia solara. TEAM-UP ofera recompense sub forma impartirii/repartizarii costurilor, in

temeiul unei baze competitive.

URL: www.upvg.org

15. North American Board of Certified Energy Practioners/ Consiliul Nord-

American al Practicienilor Energetici Atestati

Consiliu care supravegheaza examenele de certificare, pentru instalatori PV.

URL: www.nabcep.org

Page 40: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

Anexa C: Referinte

1. Barker, G. 1990. O metoda de monitorizare pe termen scurt pentru Sisteme solare active de

preparare a apei calde menajere. Teza de master. Boulder, CO: Universitatea din Colorado

la Boulder.

2. Barker, G, Burch, J., si Hancock, E. 1990. „Incercare in teren a unei metode de

monitorizare pe termen scurt pentru Sisteme solare de preparare a apei calde menajere”,

ASME/JSME

Conferinta Internationala avand ca tema Energia Solara, Laboratorul National de Energie

Regenerabila, Golden, Colorado, April.

3. Burch, J., Xie, Y., si Murley, C. 1995. Monitorizare in teren a unui Sistem solar pentru

prepararea apei calde menajere, bazata pe masurarea temperaturii rezervorului, NREL/TP-

472-7854, Laboratorul National de Energie Regenerabila, Golden, Colorado.

4. California Resources Code/ Codul Resurselor din California, Capitolul 2805 (CRC 2805),

Articolul 7, 381.b.3

5. Christensen, C, si Burch, J. 1993. Strategii de monitorizare pentru proiecte pentru utilităţi de

incalzire a apei utilizand energia solara, Laboratorul National de Energie Regenerabila,

Golden, Colorado.

6. International Energy Agency (Agentia Internationala in Domeniul Energiei). 1990.

Procedura de inspectie a sistemelor solare de preparare a apei calde menajere, Raport Nr.

T.3.E.2, Agentia Internationala in Domeniul Energiei, University College, UK.

7. NCDC, 1997, Typical Meteorological Year Weather Data, U.S. Centrul National de date

climatice din US, Asheville, Carolina de Nord.

8. PRISM, 2002, Universitatea Princeton, Programul de Stiinta si Securitatea Globala,

Princeton, New Jersey 08542, Statele Unite ale Americii

Page 41: Protocol international de masurare & verificare a performantelor

9. Roditi, D. 1999. "Fara Riscuri, Fara griji, Garantarea rezultatelor obtinute folosind energia

solara", Renewable Energy World (2:2), martie.

10. Universitatea din Wisconsin, Madison. TRNSYS, FCHART si PV FCHART software,

www.fchart.com

11. Departamentul Apărării al SUA. 1998. Manualul de referinţă de M & V a Energiei, Systems

Engineering and Management Corporation for Air Force Civil, Agentia de Sprijinire a

Inginerilor, U.S. Government Printing Office, Washington, DC.

12. Departamentul de Energie al SUA. 1991. Strategia Energetica Nationala: Idei puternice

pentru America. U.S. Government Printing Office, Washington, DC, 118 pp.

13. Walker, A., Christensen C, si Yanagi, G. 2003. „Monitorizarea duratei de utilizare a

preparatoarelor de apa calda ale Pazei de Coasta SUA , cu şi fără aportul energiei solare

pentru încălzire a apei, în Honolulu, HI”, ASME Solar 2003 Congress, Martie

14. Walker, H., si Roper, M. 1992. "Implementarea metodei de monitorizare pe

termen scurt NREL SDHW," Solar '92: Conferinta Nationala de Energie Solara, a

21-a Conferinta Anuala ASES, Laboratorul National de Energie Regenerabila,

Golden, Colorado, Iunie.