Embed Size (px)
Citation preview
1
ENERGETSKA CERTIFIKACIJA ZGRADA I PLANIRANJE SUVREMENOG ENERGETSKOG KONCEPTA PRI GRADNJI NOVIH ZGRADA
TE PRI ENERGETSKIM OBNOVAMA POSTOJEĆIH ZGRADA
SUVREMENI KONCEPTI MJERA ENERGETSKE UČINKOVITOSTI U POTROŠNJI ELEKTRIČNE ENERGIJE
Predavač: FILIP PREBEG, MARKO BIŠĆAN dipl.ing.el.
Energetski institut Hrvoje Požar
Suvremeni energetski koncepti novih zgrada, integracija obnovljivih izvora i alternativnih energetskih sustava u zgrade
2
UVOD
Električna energija :
• Nazivni oblik svih oblika energije
• Najrašireniji i najdostupniji oblik energije
• Tehnički najpogodniji i najčišći oblik energije
• Najpogodniji oblik energije za transformaciju
i transport
• Istovremenost proizvodnje i potrošnje te nemogućnost skladištenja – NEDOSTATAK!!!
Proizvodnja – Prijenos – Distribucija – Potrošnja
(η=0,35-0,4 η=0,95-0,98 η=0,90-0,95 η=0,05-0,95)
Eprim= Eel×fp
1 kWh (el) = 3 kWh (prim)
TEHNOLOGIJA UNATRAG 20 GODINA
4
Potrošnja i troškovi električne energije
ANALIZA RA ČUNA ZA ELEKTRI ČNU ENERGIJU – energetski i financijski parametri
Prema kategoriji kupca (Tarifni -Opskrba ili Povlašteni -ODS+Opskrba)
Poduzetništvo (VN, SN, NN) ili Kućanstvo (NN)
Prema tarifnom modelu
VN-Bijeli, SN-Bijeli, NN-Plavi, Bijeli, Crveni, Narančasti, Žuti – Poduzetništvo
NN-Plavi, Bijeli, Narančasti, Crni -Kućanstva
Tarifni elementi
Radna energija (JT ili VT i NT) (kWh) - obračunski parametri s namjerom usmjerenja potrošnje
Vršna (angažirana) radna snaga P (kW) - najveće prosječno opterećenje tijekom 15 minuta unutar
obračunskog razdoblja i više dnevne tarife
Prekomjerno preuzeta jalova energija Q (kvarh) (cos φ < 0,95)
Naknada za mjernu uslugu i opskrbu
Naknada za OIE
Naknada za potporu građanima i kućanstvima radi ublažavanja porasta cijena el.en.
PDV
Potrošnja i troškovi električne energije
5
0,000
500,000
1.000,000
1.500,000
2.000,000
2.500,000
3.000,000
0:00:00 3:00:00 6:00:00 9:00:00 12:00:00 15:00:00 18:00:00 21:00:00 0:00:00 3:00:00 6:00:00 9:00:00 12:00:00 15:00:00 18:00:00 21:00:00 0:00:00
kW DNEVNI DIJAGRAM OPTEREĆENJA RH 01.01.2012-02.01.2012.
12:0000:00
Izvor: HEP ODS
12:00
02.01.201201.01.2012
6
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
18.000
20.000
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4
mjeseci
kWh
0
20
40
60
80
100
120kW
NT VT P
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4
mjeseci
kVArh
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
160.000
180.000
2006 2007 2008
kWh
TOTAL (VT+NT) Q
Pregled potrošnje el.en. u 3 godine
Pregled mjese čne potrošnje el.en. za 3 godine
Pregled prekomjerno preuzete jalove energije kroz 3 g odine
ANALIZA RAČUNA ZA ELEKTRIČNU
ENERGIJU – energetski parametri
Potrošnja i troškovi električne energije
7
0,00 kn
2.000,00 kn
4.000,00 kn
6.000,00 kn
8.000,00 kn
10.000,00 kn
12.000,00 kn
14.000,00 kn
16.000,00 kn
18.000,00 kn
20.000,00 kn
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4
mjeseci
0,00 kn
50.000,00 kn
100.000,00 kn
150.000,00 kn
200.000,00 kn
2006 2007 2008
NT VT SNAGA JALOVA ENERGIJA PRETPLATA OIE NAKNADA PDV
VT42,1%
PDV18,0%
PRETPLATA0,5%
NT5,1%
OIE NAKNADA0,9%
KAMATA0,6%
SNAGA33,1%
ANALIZA RAČUNA ZA ELEKTRIČNU
ENERGIJU – financijski parametri
Pregled mjese čnih troškova el.en. za 3 godine
Pregled potrošnje el.en. u 3 godine
Distribucija troškova za el.en.
Potrošnja i troškovi električne energije
8
ENERGETSKA MJERENJA
Cilj mjerenja Snimanje dnevnog dijagrama opterećenja (dnevne dinamike
potrošnje energije)• Mjeri se ukupna (prividna) i radna snaga po fazama i ukupno• Mjerenja se upotpunjuju podacima o mjerenom naponu, struji te
faktoru snage i energiji
Mjerenje svjetlotehničkih parametara• Prikupljanje(mjerenje) svih potrebitih svjetlotehničkih parametara –
rasvijetljenost horizontalne plohe > Luksmetar, luksomjer• Zadovoljavanje norme - Rasvjeta radnih mjesta : Unutrašnji radni
prostori (HRN IEN 12464-1:2008)
Mjerenje tlaka i protoka vode• Ultrazvučno ili direktno mjerenje• Analiza neplanskih istjecanja i kvarova – redukcija tlakova
Termografsko snimanje vodiča, namota, elemenata strujnog kruga• Simetrija opterećenja• Nadopterećenje, nadtemperature• Lociranje vodova i kvarova itd….
Potrošnja i troškovi električne energije - mjerenja
9
Potrošnja i troškovi električne energije - mjerenja
0
10
20
30
40
50
60
70
80
13:45:13 23:45:13 09:45:13 19:45:13 05:45:13 15:45:13 01:45:13 11:45:13 21:45:13 07:45:13 17:45:13 03:45:13 13:45:13 23:45:13 09:45:13
angaži
rana s
naga [
kW]
No.s
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
13:45:13 23:45:13 09:45:13 19:45:13 05:45:13 15:45:13 01:45:13 11:45:13 21:45:13 07:45:13 17:45:13 03:45:13 13:45:13 23:45:13 09:45:13
angaž
irana s
naga [
kW]
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
No.s cos φ
0
5
10
15
20
25
30
13: 4
5: 1
318: 4
5: 1
323: 4
5: 1
304: 4
5: 1
309: 4
5: 1
314: 4
5: 1
319: 4
5: 1
300: 4
5: 1
305: 4
5: 1
310: 4
5: 1
315: 4
5: 1
320: 4
5: 1
301: 4
5: 1
306: 4
5: 1
311: 4
5: 1
316: 4
5: 1
321: 4
5: 1
302: 4
5: 1
307: 4
5: 1
312: 4
5: 1
317: 4
5: 1
322: 4
5: 1
303: 4
5: 1
308: 4
5: 1
313: 4
5: 1
318: 4
5: 1
323: 4
5: 1
304: 4
5: 1
309: 4
5: 1
3
angaži
rana
snaga [
kW]
kW1 kW2 kW3
ENERGETSKA MJERENJA – Električna energija
Dnevni dijagram optere ćenja
Istofaznost optere ćenja
Cos fi
10
Potrošnja i troškovi električne energije - modeliranje
MODELIRANJE POTROŠNJE
Cilj modeliranja potrošnje pojedinih grupa trošila
Analiza utjecaja rada pojedine grupe trošila na ukupnu potrošnju i vršnu snagu te lociranje u dnevnom dijagramu potrošnje
Povećavanje load-faktora
Analiziranje pojedinih udjela potrošnje i troškova
Određivanje potencijala upravljanja potrošnjom
Smanjenje vršne snage/priključne snage
Definiranje povoljnijih uvjeta na tržištu energije
Planiranje troškova i potrošnje
Određivanje udjela u snazi i potrošnji energije pojedine grupe trošila
Određivanje faktora istodobnosti
Određivanje uvjeta na vremenskoj bazi (dan-noć, radni-neradni dan, ljeto – zima,…)
11
Potrošnja i troškovi električne energije - modeliranje
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
h
kW
električno dizalo ostalo dizalica topline električna rasvjetakuhinja elektronički i PC uređaji električni bojler el. grijalice u sobama
0
10
20
30
40
50
60
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
h
kW
ostalo električna rasvjeta dizalica topline i split sustavi električno dizalo
elektronički i PC uređaji kuhinja električni bojler
kuhinja12% električno dizalo
2%
elektronički i PC uređaji32%dizalica topline
20%
električna rasvjeta19%
ostalo9%
električni bojler4%
el. grijalice u sobama1%
split sustavi1%
kuhinja15%
električni bojler4%elektronički i PC uređaji
17%
dizalica topline20%
split sustavi4%
električna rasvjeta19%
ostalo15%
el. grijalice u sobama3%
električno dizalo3%
Dnevni dijagram potrošnje ljeto
Dnevni dijagram potrošnje zima
Raspodjela instalirane el. snage u sustavu
Raspodjela potrošnje el.en. po grupama trošila
MODELIRANJE POTROŠNJE
12
EE MJERE
Smanjenje potrošnje korištenjem učinkovitijih trošila ( 20-70%)• Učinkovita rasvjeta, A i A+ energetski razred trošila, SGE,…
Smanjenje potrošnje učinkovitijom kontrolom i upravljanjem ( 20-60%)• KNX, regulacija, VSD, Daylight, luxomat,….
Smanjenje troškova smanjenjem vršne angažirane snage (ukoliko se naplaćuje) ( 20-40%)• DSM, CNUS, odgodiva potrošnja, banke leda, eliminacija el. grijača…
Smanjenje troškova eliminiranjem prekomjerno preuzete jalove energije• Kompenzacija jalove snage, ugradnja elektronskih predspojnih naprava
Smanjenje troškova većim korištenjem uređaja u razdoblju NT ( 10-20%)• Odgodiva potrošnja, obrazovanje korisnika, SGE
Smanjenje troškova primjerenim odabirom tarifnog modela ( 5-10%)• Upoznavanje s tarifnim modelom, dnevni dijagrami potrošnje,…
Smanjenje troškova kroz održavanje uslijed implementacije novih tehnologija ( 10-20%) …..
Potrošnja električne energije - mjere
Rasvjeta
• Svjetlosni tok - predstavlja snagu zračenja u svim smjerovima (žarulja sa žarnom niti 100W
ima tok 1380 lm - fluorescentna cijev 18W ima tok 1350lm)
• Jakost svjetlosti - predstavlja snagu zračenja koju emitira izvor svjetlosti u određenom
smjeru
• Rasvijetljenost - je mjerilo za količinu svjetlosnog toka koja pada na određenu površinu
• Sjajnost (luminacija) - opisuje fiziološki učinak svjetlosti na oko
• Svjetlosna iskoristivost izvora svjetlosti - omjer dobivenog toka izvora svjetla i uložene
snage, odnosno prikazuje iskoristivost kojom se uložena el.en. pretvara u svjetlost
Veličina Oznaka Formula Mjerna jedinica
Svjetlosni tok Φ Φ = I × Ω Lumen (lm)
Jakost svjetlosti I I = Φ / Ω Candela (cd)
Rasvijetljenost E E = Φ / A Lux (lx)
Sjajnost (luminacija) L L = I / A Candela po m2
(cd/m2
)
Svjetlosna iskoristivost η η = Φ / P Lumena po vatu (lm/W)
Rasvjeta
El (kWh/god) – godišnja potrebna energija za rasvjetu - računski određena količina energije koju treba dovesti zgradi tijekom jedne godine za rasvjetu
Energijska svojstva zgrade – Energijski zahtjevi za rasvjetu (EN 15193:2007) >> (HRN EN 15193:2008)
t D
t N
tO
PN Auto Manual
h h h W/m2 kWh/m2 god
Uredi 2250 250 2500
15 32,2 42,1
20 41,4 54,6
25 50,6 67,1
Bolnice 3000 2000 5000
15 50,7 70,6
25 82,3 115,6
35 114 160,6
Prodajni centri 3000 2000 5000
15 70,6 78,1
25 115,6 128,1
35 160,6 178,1
• Niz korekcijskih faktora : Upravljanje (daylight), udio potrošnje predspojnih naprava i kontrolne opreme, faktor okupiranosti prostora, faktor konstantnosti iluminacije i sl.
Rasvjeta – godišnja potrebna energija za rasvjetu
Rasvjeta – pregled
ŽARULJA SA ŽARNOM NITISvjetlosna iskoristivost 9-17 lm/W
Vijek trajanja : 1000 hTemperatura boje : 2600-2800 K
Svjetlosni tok se s vremenom smanjuje na 85% nazivnog
HALOGENA RASVJETASvjetlosna iskoristivost do 25 lm/W
Vijek trajanja : 4000 hTemperatura boje : viša
VT ŽARULJE NA IZBOJSvjetlosna iskoristivost do 180 lm/W
Vijek trajanja : 20 000 h
FLUORESCENTNA RASVJETAFluorescentne cijevi ili fluo-kompakt (CFL)
Svjetlosna iskoristivost : 70-130* lm/WVijek trajanja : 6-15 000 h
LED RASVJETASvjetlosna iskoristivost : 60-90* lm/W
Vijek trajanja : 40-80 000 h
16
Rasvjeta – pregled
Izvor: OSRAM
Rasvjeta – pregled
P (W) Φ (lm) η (lm/W) Vijek (h) RAZRED
Klasi čna žarulja (E 27) 100 1.300 13 1000 E
Fluokompaktna žarulja (E27) 7 400 57 10-15.000 A
23 1.500 65 10-15.000 A
(Stick) 13 900 69 16-20.000 A
26 1.800 69 16-20.000 A
Fluorescentna cijev (T12) 20 1.200 60 4-10.000 B
40 3.000 75 4-10.000 B
Fluorescentna cijev (T8) 18 1.350 75 17-20.000 A
36 2.700 75 17-20.000 B
58 4.350 75 17-20.000 B
Fluorescentna cijev (T5) 21 1.900 90 16-20.000 A
HE 28 3.500 125 18-24.000 A
35 3.300 94 16-20.000 A
HE 35 4.450 127 18-24.000 A
Halogena rasvjeta 33 460 14 2-4.000 C
230 5.060 22 2-4.000 C
Metal Halid 37 3.500 95 12.000 A
136 14.500 107 15.000 A
Živina rasvjeta (HQL) 125 6.300 50 25.000 B
Natrijeva rasvjeta (NTNa) 37 4.600 124 18.000 A
(VTNa) 250 33.200 133 24-32.000 A
LED (E27) 21 1.5001.500 7171 3030--60.000 60.000 A A
(T8 HE) 18 1.550 86 >50.000 A
Potrošnja elektronike i predspojnih naprava/upravljanja često nije prikazana u bilanci potrošnje rasvjete/izvora svjetlosti
Rasvjeta – Budućnost
Visokoučinkovita halogena rasvjeta >> 50lm/W, >5.000 h
FC T5/CFL >>100 lm/W; >25.000 h; Ra=80+
LED>>100 lm/WM >50.000 h+(100.000); Ra=80
OLED (organski LED) >100 lm/W >50.000 h; Ra>80
NAJVEĆE UŠTEDE – KVALITETNO PROJEKTIRANJE !!!
19
EMP - Regulacija
Regulacija EMP-a - ČIMBENICI KOJI UTJE ČU NA UČINKOVITOST MOTORA
Efikasnost samog motora• Gubici - električni, mehanički i rasipanja – mogu se smanjiti boljom konstrukcijom
• Pojava energetski efikasnih motora s 30-50% manjim gubicima
Kvaliteta opskrbe električnom energijom• Nesimetrije i nestabilnosti u naponu, Harmonici napona i struje, Prekid opskrbe, ..
Dimenzioniranje pogona - Opterećenje što bliže nazivnoj snazi (Pn=50% treba mijenjati EMP)
Mehanički prijenos - Odabir efikasnijeg prijenosa (klinasto- najjeftinije; zupčasto-najučinkovitije)
Održavanje - Redoviti pregledi, čišćenje, podmazivanje
Izbjegavanje rada u praznom hodu
Regulacija brzine vrtnje -Kod rotacijskih pogona (pumpa, ventilator..) uvesti regulaciju protoka fluida regulacijom brzine vrtnje, a ne prigušenjem (VSD, frekvencijska regulacija…)
ŽIVOTNI VIJEK (100%) = El.en. (90-95%) + Cijena (5-7%) + Održavanje (3-5%)
20
Potrošnja električne energije ostalih potrošača
OSTALI UREĐAJIDirektiva 2010/30 EU od 19.
svibnja 2010 propisuje se nova europska energetska
naljepnica za:- perilice posuđa,- perilice rublja, - televizore,- rashladne uređaje.
Više informacija:
http://ec.europa.eu/energy/efficiency/labelling/energy_labelling_en.htm
Usklađivanje hrvatskih propisa s navedenom direktivom.
7. rujna 2011. donošenje temeljnog i 4 prateća pravilnika. (NN 101/2011) 0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 10 20 30 40 50 60 10 20 30 40 50 60
minute
kW
Hygienic 70 Normal 40
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 15 30 45 60 15 30 45 60 15
minute
kW
normal 40 normal 90
Dijagram rada perilice rublja
Dijagram rada perilice posu đa
21
KUĆANSKI APARATI – IT oprema
Uređaj Neučinkoviti ure đaji, W Učinkoviti ure đaji, W
on stand-bysleep / low
power off on stand-by
sleep / low
power off
Stolno uredsko ra čunalo 115 9 5 55 1,6 1
Prijenosno ra čunalo 25 0,7 0,7
CRT monitor 17" 72 7 2,6
TFT monitor 17" 18,3 0,77 0,78
Laserski printer 861 48 7 5
Skener 22,5 13,5 11 3 22,5 13,5 3,8 1
Fax uređaj (termo) 360 10 9 330 6,5 0,35
Snaga televizora 32"
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011
Godina proizvodnje
Sna
ga [W
]
50 Hz
100 Hz
Plazma 42"
LCD
LED
Potrošnja starih modela: 3 W stand-by,
5 W u radu (≈30 kWh/god.)
Potrošnja novih modela: 2 W stand-by,
3 W punjenje (≈20 kWh/god.)
Potrošnja ECODECT uređaja 0,8 – 1,2 W
ovisno o načinu rada, (≈ 10 kWh/god.)
22
Potrošnja električne energije - Primjer
ANALIZIRANJE POTROŠNJE PITKE VODE
Cilj analiziranja potrošnje pitke vode
Određivanje godišnje potrošnje i troškova za pitku vodu
Određivanje stanja izljevnih mjesta i analiziranje tehničkih veličina (tlak, protok, kvaliteta,…)
Modeliranje potrošnje po grupama izljevnih mjesta – modalitetu potrošnje
Određivanje udjela tople vode u ukupno potrošenoj pitkoj vodi
Analiziranje mogućih ušteda u industrijskim/tehnološkim procesima
Analiziranje korištenja alternativnih rješenja za pripremu PTV-a• OIE – Sunčani kolektori
• Izmjenjivači topline
• Rekuperacija toplinske energije
• Rekuperacija otpadne vode
VODA = ENERGIJA
en. za crpljenje + en. za pumpanje (dobavu) + en. za grijanje + en. za otpremu + en. pročišćavanje
23
- konstrukcija: - visokotlačni radi na tlaku vodovodne mreže
- niskotlačni priključuje se na mješalicu
- načinu rada: - protočni: snaga 3,5 – 25 kW (do 7 kW jednofazno)
- akumulacijski: 5 – 180 l, snaga 1,2 – 3 kW
- prema namjeni: - sudoper, umivaonik, tuš (- jedno ili više izljevnih mjesta)
Akumulacijski: - veće dimenzije, manja priključna snaga, mogućnost korištenja jeftinije tarife
- dugo vrijeme postizanja radne temperature (1 – 4 h),
- gubici topline (≈0,5 – 4 kWh / dan)
KUĆANSKI APARATI – ELEKTRIČNI BOJLER
24
Izravna proizvodnja električne energije Ćelija – modul - sustav
Individualni sustavi za pripremu tople vode
Najvažniji dijelovi:
Sunčani kolektor
Spremnik tople vode
Toplinska energija
Elektri čna energija
Potencijali korištenja Sunčeve energije
25
Fotonaponske elektrane Shema fotonaponskog sustava
Sunčane ćelije – FN Modul
Sunčani izmjenjivač
…..
Autonomni “mali” sustavi “Vikend” sustavi Sustavi s konstantnom
potrošnjom
On grid - sustavi sustavi do 10 kW , 10-30 kW i više od
30 kW
Montaža Krovni (integrirani ili
neintegrirani), fasadni, brisoleje,…
PV polja
Potencijali korištenja Sunčeve energije
26
Potencijali korištenja Sunčeve energije
Proizvodnja el.en. po 1 kW instalirane snage FN elektrane
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
2.000
kWh/kW
Zagreb Dubrovnik Zadar Osijek Split Rijeka
Fix 2-x
A/B = optimalni fiksni nagib/dvoosno praćenje
