|
Podjetje HTZ Velenje, I.P., d.o.o. je bilo ustanovljeno leta 2000 in je največje hčerinsko podjetje v poslovnem sistemu Premogovnika Velenje. Ukvarjamo se s proizvodnjo, servisiranjem in vzdrževanjem različnih izdelkov, opreme in instalacij, še posebej rudarskih naprav. Razen za rudarske naprave skrbimo za opremo za reševanje, opravljamo elektro in strojne remonte ter vzdrževanja različnih prostorov, pranje in negovanje perila ter grafično oblikovanje in fotokopiranje, v posebnem proizvodnem obratu pa proizvajamo osebna zaščitna sredstva. Prednost podjetja je fleksibilnost za različne posle ter odprtost za različna kooperacijska sodelovanja.
V okviru razvojnih projektov smo uspešno razvili tudi program Sonelex. S tem programom omogočamo svetovanje pri načrtovanju sončnih elektrarn, postavitev sončnih elektrarn različnih dimenzij (omrežne SE in samostojne – otočni sistemi), izdelavo projektne in ostale dokumentacije ter dobavo različnih komponent za SE (moduli, razsmerniki, komunikacijska in merilna oprema,…), vodenje upravnih postopkov.
Vizija
V naslednjih letih postati največji ponudnik in dobavitelj sončnih elektrarn ter opreme za sončne elektrarne v Sloveniji in postati regionalni dobavitelj na področju JV Evrope.
Poslanstvo
Z novim znanjem, tehnologijami in izobraževanjem uporabnikom nuditi čimboljšo izkoriščanje, okolju prijazno sončno energijo.
Fotovoltaika
Fotovoltaika je veda, ki preučuje pretvorbo energije svetlobe v elektriko. Pretvorba se izvrši v sončnih celicah, ki so glede na zgradbo lahko amorfne, polikristalne ali monokristalne. Z združevanjem več sončnih celic dobimo fotonapetostne module. Z združevanjem več modulov in z uporabo drugih elementov, kot so akumulatorji, regulatorji polnjenja in razsmerniki lahko zgradimo poljubno močan sistem za oskrbo z električno energijo na katerikoli lokaciji, če je le na razpolago dovolj sončnega sevanja.
Zakaj sonce?
Sončno energijo lahko izkoriščamo na tri načine (s solarnimi sistemi, sončnimi kolektorji ter sončnimi celicami). S pomočjo sončnih celic proizvajamo sončno energijo - fotovoltaika. Gre za pretvorbo sončne energije neposredno v električno energijo preko sončnih celic. Proces pretvorbe je čist, zanesljiv in potrebuje le svetlobo kot edini vir energije. Prednosti izkoriščanja sončne energije:
- Proizvodnja električne energije iz fotovoltaičnih sistemov je okolju prijazna
- Izkoriščanje sončne energije ne onesnažuje okolja
- Proizvodnja in poraba sta na istem mestu
- Fotovoltaika omogoča oskrbo z električno energijo odročnih področij in oddaljenih naprav.
Geotermalna energija
Geotermalna energija je toplota, ki nastaja in je shranjena v notranjosti Zemlje. Izkoriščamo jo lahko neposredno z zajemom toplih vodnih ali parnih vrelcev oziroma s hlajenjem vročih kamenin.
Temperatura termalne vode pogojuje možnost uporabe geotermalne energije. Ločimo visokotemperaturne in nizkotemperaturne geotermalne vire. Pri prvih je temperatura vode nad 150°C in jih izrabljamo za proizvodnjo elektrike, pri drugih pa je temperatura vode pod 150°C in jih izrabljamo neposredno za ogrevanje.
Možnost izkoriščanja geotermalne energije je na področju Slovenije zaradi raznolike geološke sestave tal različna. Geotermalno najbogatejša in tudi najbolj raziskana so naslednja območja: Panonska nižina, Krško-Brežiško polje, Rogaško-Celjsko območje, Ljubljanska kotlina, slovenska Istra in območje zahodne Slovenije. V Murski Soboti npr. termalno vodo uporabljajo za ogrevanje in pripravo sanitarne vode in letno prihranijo do 2000 ton kurilnega olja.
Tehnologije
Načini koriščenja geotermalne energije
Geotermalno energijo lahko izkoriščamo na sledeče načine:
- geotermalno izkoriščanje (vrelci vroče vode, vrelci pare, dvofazni vrelci voda – para),
- hlajenje vročih kamenin,
- geotlačno izkoriščanja (proizvodnja električne energije, ogrevanje, balneologija).
Koriščenje geotermalne energije kot nizkotemperaturnega vira je možno v treh temperaturnih intervalih. Tako je za pridobivanje električne energije koriščenje geotermalne energije možno v zgornjem temperaturnem intervalu, za ogrevanje industrijskih in stanovanjskih hiš v srednjem temperaturnem intervalu ter za ogrevanje rastlinjakov in ribogojnic v nizkotemperaturnem intervalu.
Povprečna vrednost toplote Zemljine notranjosti je ocenjena med 60 in 70 W/m2. Povprečna toplota, ki se s prevajanjem pojavlja dnevno na površini, je 1,4 W/m2.
Izkoriščanje geotermalne vode
Trenutno se v Sloveniji izkorišča približno 80% geotermalne energije iz nizkotemperaturnih prenosnikov. Količine termalnih voda v vodonosnikih so omejene. Izlivanje vodonosnikov po toplotni izrabi pa povzroča toplotno onesnaževanje okolja. Iz tega razloga pri gospodarnem ravnanju s termalnimi vodami vračamo energijsko izrabljeno termalno vodo nazaj v vodonosnik. Izkoriščanje vodonosnikov je smotrno, če vodonosnik ni globlje kot 2000 do 3000 m, če je vrelec izdaten (>150 t/h) in vsebuje manj kot 60g/kg mineralov. Postopek se imenuje reinjektiranje. Izkoriščanje vodonosnikov glede na temperaturo geotermalne vode je:
- Temperaturno območje pod 25° C. Izraba plitkih virov je možna z uporabo toplotnih črpalk. V Sloveniji jih je približno 500 in z njimi pridobimo približno 14 GWh toplote, kar je ekvivalentno 5100 tonam lignita.
- Temperaturno območje 25 do 90°C. Največji vodonosnik je Termal I. Izkoriščanje je ocenjeno na 400 GWh toplote, kar je ekvivalentno 174.000 tonam lignita. Nizkotemperaturni prenosniki so primerni za direktno izkoriščanje, niso pa primerni za daljše transportiranje. Gospodarno izkoriščanje zahteva, da energijsko osiromašeno vodo vračamo v vodonosnik. S tem vzdržujemo hidrodinamično ravnotežje, tlak v vodonosniku ne pada, okolice pa ne onesnažujemo z oddano geotermalno vodo.
- Temperaturno območje nad 90°C. Visokotemperaturni prenosniki Tremal II so ekonomsko zanimivejši, saj pri dovolj velikem pretoku lahko pridobivamo električno energijo.
Hlajenje vročih kamenin – geosonda
Za odvzemanje manjše količine toplote kameninam, kjer ni vodonosnikov, lahko uporabimo geosonde. Geotermalne meritve kažejo, da se temperatura na prvih 10 – 20 m pod zemeljsko površino med letom zaradi atmosferskih vplivov spreminja, v večjih globinah pa je stalna in se povišuje za približno 3 stopinje na vsakih 100 m globine. Za izrabo teh trajnih toplotnih zemeljskih virov vgrajujemo v vrtino globoko 60 do 140 m vertikalne sonde v obliki U cevi. V izvrtino približno 100 mm se potisneta dve U cevi iz plastike (PE). Prazen prostor med njima se zapolni s snovjo, ki ima dobro toplotno prevodnost.
Po izkušnjah znaša toplotni odvzem:
- suha peščena tla 20 W/m,
- vlažna peščena tla 40 W/m,
- tla s podtalnico 80 – 100 W/m.
Geosondo predstavlja sistem štirih cevi, od katerih sta po dve povezani v zanko. V sistemu je še peta cev, ki služi za to, da vrtino zapolnimo s posebno cementno maso, ki ima dobro toplotno prevodnost.
V ceveh kroži hladivo (zaprt krožni sistem), ki zemlji odvzame toploto in jo prenese do toplotne črpalke. Toplotna črpalka vodo v ogrevalnem sistemu dogreva do želene temperature (na primer do 55°C) oziroma jo poleti ohladi. Najboljši izkoristek ima sistem v kombinaciji z nizkotemperaturnim ogrevanjem (talnim ali stenskim). Za obratovanje toplotne črpalke potrebujemo električno energijo. Grelno število toplotne črpalke znaša 3 do 4 (z 1 KW porabljene električne energije pridobimo 3 do 4 kW toplotne energije).
Letni strošek za ogrevanje, če ga primerjamo s stroški, ki bi jih imeli s kurilno napravo na olje, je za približno 60% manjši. Sistem je zaradi višje cene vrtine v primerjavi z ostalimi sistemi (NT kotel, kondenzacijski kotel). Emisije CO2 iz kurilne naprave toplotne moči 12 kW (za ogrevanje približno 140 m2 površin) znašajo pri uporabi LKO približno 7500 kg CO2 letno, pri uporabi ZP približno 5800 CO2 letno in pri toplotni črpalki z geosondo približno 2600 CO2 letno. Največ geosond je vgrajenih v Švici (preko 2000) in v Avstriji.
Prednosti in slabosti
Čeprav je splošen učinek pozitiven, ima izkoriščane geotermalne energije tudi določene škodljive vplive na okolje:
- usedanje tal, ki nastane pri praznjenju vodonosnikov. Posedanje tal preprečimo z reinjektiranjem.
- onesnaževanje voda (toplotno onesnaževanje površinskih voda, v katere spuščamo zavrženo geotermalno vodo),
- z izlivom izkoriščene termalne vode v reke ali jezera se poveča vsebnost škodljivih snovi (karbonati, silikati, sulfait, kloridi, Hg, Pb, Zn itd.), trdnih snovi (pesek, mulj) in slanost.
- v ceveh sistema nastajajo usedline, ker termalne vode vsebujejo raztopljene pline (O2, CO2) in trdne snovi apnenec, kremen, kalcijev sulfat, kalcijev fosfat), emulgirana olja, parafine, pesek, mulj itd. Nekatere raztopljene snovi ( H2S, O2, CO2) povzročajo tudi korozijo cevi.
Pri proizvodnji elektrike, kjer izkoriščamo paro iz geotermalnih nahajališč, lahko pride do onesnaževanja zraka, ker para vsebuje pline (CO2, H2S, NH3, CH4, N2, H2). Pline pred uporabo pare izločimo v izločevalnikih. Največji problem predstavlja H2S, ki oksidira v žveplov dioksid, ta pa v žvepleno kislino, ki povzroča kisel dež. Emisije škodljivih snovi pa manjše kot pri kotlih, v katerih sežigamo fosilna goriva (plin, nafto, premog). Razen onesnaževanja zraka, para iz geotermalnih nahajališč povzroča tudi hrup (pri prostem izpustu pare znaša zvočna moč tudi do 120 dB, zato je potrebno vgraditi dušilnike, ki zmanjšajo hrup na 75 do 90 dB).
Referenčni primer dobre prakse
Ogrevanje z geotermalno energijo v športnem centru Knockfree, Cork
Leta 1997 je Cork Corporation zgradila nov športni center v Corku in ga opremila z ogrevalnim sistemom, ki uporablja geotermalno energijo. Za ogrevanje uporabljajo dva tipa toplotnih črpalk: horizontalni grelni kolektor in dva vertikalna. Za ogrevanje prostorov geotermalna energija zadostuje za večino leta. Projekt je obenem tudi demonstracijski, z njim naj bi opozarjali, da je tudi na Irskem mogoče izkoriščati geotermalno energijo.
Solarna energija
VIR ENERGIJE
Sonce, večni jederski reaktor, je praktično neizčrpen vir obnovljive energije. Čist in donosen vir, ki nama lahko zagotovi pomemben del energije za naše potrebe. Energija, ki jo sonce seva na zemljo, je 15.000 krat večja od energije, kot jo porabi človek. To je energija, ki se obnavlja, ne onesnažuje okolja in je hkrati brezplačna. Zato, mora biti cilj izkoriščati to energijo v največjem možnem obsegu. Sončno energijo lahko uporabljamo za ogrevanje prostorov, vode, ogrevanje bazenov in za proizvodnjo elektrike za osvetljevanje in hišne porabnike. Pri tem pa se pojavijo določeni tehnični in investicijski problemi. Kakor koli sončna energija je energija prihodnosti, njeno uveljavitev pa ovira le draga cena v primerjavi z konvencionalnimi viri energije.
Kako lahko sončno energijo uporabljamo?
Da bi sonce lahko čim boljše izkoriščali moremo vedeti zakaj, kako in kje bomo to energijo pridobivali in jo uporabljali, ker za razliko od kovencionalnih goriv/virov, ki smo jih navajeni, z sončno energijo nismo oskrbovani preko žic ali pipe.
Vedeti moramo koliko energije potrebujemo in koliko sonca nam je na razpolago. Količina sončne energije je odvisna od letnega časa in lokacije.
Načini izkoriščanja sončne energije z aktivnimi solarnimi sistemi:
o Sončni kolektorji
o Sončne celice
o Toplotne črpalke
Stanje v Sloveniji
Celoten potencial sončnega sevanja za Slovenijo znaša približno 23000 TWh, kar je nad 300-krat več kot znaša raba energije. Novejše študije kažejo, da je razpoložljivo pri obstoječih tehnologijah približno 960 GWh na leto, kar je enako približno polovici slovenskega deleža proizvodnje električne energije iz Nuklearne elektrarne Krško, oziroma dobri tretjini letne elektrike iz Dravskih elektrarn. Danes izkoriščamo le približno 28 GWh, kar je le 3% ocenjenega tehničnega potenciala. V zimskem času, ko je potreba po ogrevalni energiji največja, dobimo pa žal le približno 10-15% celotne letne količine sončne energije.
Povprečno dnevno globalno sevanje v Ljubljani je približno 0.8 kWh/m2 pozimi do približno 5 kWh/m2 poleti. V vsem letu prejme kvadratni meter vodoravne sprejemne ploskve približno 1100 kWh sončne energije, od tega spomladi približno 320, poleti 480, jeseni 190 in pozimi 110 kWh. V Sloveniji je bilo že leta 2000 instaliranih okoli 82.000 m2 sončnih kolektorjev, ki proizvajajo letno skoraj 29.000 MWh energije. V energetski strategiji Slovenije je bil opredeljen cilj proizvodnje in vgradnje 200.000 m2 kolektorjev do leta 2010. Z uporabo sončnih kolektorjev za pripravo tople vode v gospodinjstvih lahko v idealnih razmerah pričakujemo prihranke energije tudi do 50%. Vgradnja sončnimi celicami v Sloveniji trenutno sicer se ne sledi tempu vgradnje kolektorjev, vendar pa se že kažejo pomembni rezultati na področju sistemov za električno oskrbo objektov, ki nimajo možnosti priključka na omrežje.
Sončni kolektorji
Ogrevanje sanitarne vode s sončnimi kolektorji je dokaj razširjeno, ogrevanje objektov pa se zaradi potrebe po večjih absorbcijskih površinah in akumulacijah ogrevalne vode uveljavlja šele v zadnjem času. Srce sončnih kolektorjev je črna površina, ki pretvarja sončno energijo v toploto. To toploto se potem prenese za takojšno ogrevanje ali se jo shrani za kasnejšo uporabo. Za prenašanje se uporablja voda, antifriz ali v časih tudi zrak.
Izvedba sončnih kolektorjev je lahko enostavna, z nizkimi stroški, lahko pa je zahtevnejša, z visokoselektivnimi premazi absorbnih površin, za sončno svetlobo dobro propustnim steklom, z na kislino odpornim nerjavečim ohišjem ter z ekspandiranim poliuretanom izolirano spodnjo stranjo kolektorja. Nove izvedbe sončnih kolektorjev omogočajo enostavno in hitro vgradnjo. Tehnično še zahtevnejši so kolektorji s cevnimi absorberji, ki jih je mogoče zavrteti za ± 30 stopinj in tako postaviti v idealno lego glede na kot sončnega sevanja. Tudi ti absorberji imajo visoko selektivno površino, cevni prenosnik pa je vakuumsko izoliran.
Pri postaviti kolektorjev moramo upoštevati namen njihove uporabe: ogrevanje sanitarne vode ali ogrevanje objekta. Ogrevanje sanitarne vode je potrebno vse leto, medtem ko je ogrevanje objekta potrebno predvsem v jesenskih, zimskih in spomladanskih mesecih. Glede na namen uporabe določimo usmeritev in kot postavitve kolektorjev tako, da izkoristimo največ brezplačne energije. Na kot postavitve vpliva tudi skupna površina kolektorjev, saj je v poletnih mesecih pri veliki površini skupna moč ogrevanja dovolj visoka tudi pri neugodnem kotu. V jesenskih in spomladanskih mesecih, ko je sončno sevanje manj intenzivno, pa je pomembno, da izberemo najugodnejši kot tako, da padajo sončni žarki na kolektor čim bolj pravokotno. Glede na velikost vgrajenih kolektorskih površin s predpostavkami določimo ali izračunamo za kateri mesec naj bi bil kot postavitve kolektorjev najugodnejši.
Največjo učinkovitost kolektorja dosežemo z usmeritvijo proti jugu, poleti pod kotom 30°C glede na vodoravno površino. Da bi dosegli enako učinkovitost pri drugačni usmeritvi in pri drugačnem kotu, je potrebno površino kolektorja ustrezno povečati.
Poleti je energija sonca največja, tako lahko sanitarno vodo ogrevamo s praktično samo sončno energijo. Pozimi je sončne energije manj, vendar lahko v primerno zasnovanem sistemu kljub temu prispeva doberšen delež k ogrevanju sanitarne vode.
Ogrevanje sanitarne vode
Sistemi ogrevanja sanitarne vode so v Sloveniji precej razširjeni in poznani. Pri načrtovanju sistema upoštevamo število oseb v gospodinjstvu in njihove navade.
Kot osnovno vodilo pri načrtovanju lahko služijo naslednji podatki: dnevna poraba tople vode cca 50 litrov na osebo, površina kolektorja vsaj 1,5 m2/osebo in velikost bojlerja cca 60 litrov na osebo.
Ne glede na število oseb gospodinjstva pa naj bi kolektorski sistem ne imel manj od 6 m2 absorbcijskih površin, volumen bojlerja pa naj bi bil minimalno 300 litrov.
Iz praktičnih izkušenj je znano, da je v okolici Ljubljane poleti nebo bolj jasno dopoldne, v popoldanskem času pa so pogosto nevihte (oblačno), torej manj sonca, kar je pri manjših sistemih dobro upoštevati.
Ogrevanje objekta
Mnenje, da s sončnimi kolektorji ni smiselno ogrevati objekta ne drži popolnoma. Pri novih, dobro izoliranih objektih z nizkotemperaturnim režimom ogrevanja (talno ogrevanje), je lahko temperatura ogrevalnega medija zelo nizka, naprimer do 36°C, kar je ugodno pri ogrevanju s sončnimi kolektorji. S primernim akumulatorjem ogrevalne vode in regulacijo, lahko močno znižamo število dni delovanja dodatnega ogrevanja, tudi v zimskem času, in s tem znižamo stroške ogrevanja in onesnaževanje okolja.
Po izkustvih v Nemčiji in Skandinaviji je ogrevanje s kolektorji sprejemljivo v objektih s toplotnimi izgubami do 45W/m2 bivalnega prostora.
Reference
Sončne elektrarne - mrežne
- Sončna elektrarna Merkur Naklo 799,9 kWp, 2011
- Sončna elektrarna Pišek-Vitli Krpan III 152,6 kWp, 2011
- Sončan elektrarna Formin 112,0 kWp, 2011
- Sončna elektrarna Agraria Koper 245,5 kWp, 2011
- Sončna elektrarna NOP 808,8 kWp, 2011
- Sončna elektrarna Fruma 5 49,75 kWp,
- Sončna elektrarna Solera Sermin 41,16 kWp,
- Sončna elektrarna Golte 39,96 kWp,
- Sončne elektrarna Ring 16,3 kWp,
- Sončan elektrarna Jager Rogaška Slatina 49,9 kWp,
- Sončna elektrarna Pišek, Vitli Krpan II 49,75 kWp,
- Sončna elektrarna TEB2 81,76 kWp,
- Sončna elektrarna TSP1 470 kWp,
- Sončna elektrarna SE Pišek Vitli Krpan d.o.o.,
- Sončna elektrarna Elekon, d.o.o. 45,36 kWp,
- Sončna elektrarna Grm 14,17 kWp,
- Mobilna filtracijska naprava Aquavallis,
- SE Čampa 1 - otočna elektrarna,
- Energoson,
- Sedminek Marjan,
- Pomurski sejem, d.d.,
- Arcont, d.d.,
- Solera, d.o.o.,
- Muzej premogovništva Slovenije,
- Babić,
- Radenci,
- ELPRO Križnič Trgovina-proizvodnja-montaža,
- Sončna elektrarna Hmezad 42,1 kWp,
- Protokolarni objekt Brdo pri Kranju,
- Energetika Ljubljana,
Sončne elektrarne - otočne
|
|
|
