Tato stránka je věnovaná námi distribuovaným výrobkům. Ceny jsou uvedeny včetně
DPH a je zde uvedena i sazba DPH. Některé výrobky mají také kvalitativní zkoušky
- atesty. Které jsou k nahlédnutí... Objednávky uvedeného zboží lze uskutečnit
na uvedených
kontaktech ...
Zboží je z důvodu lepší orientace tříděno do následujících skupin:
Vítám Vás! Jsem učitel Sluníčko a budeme se spolu učit o hospodaření s energií. K tomu nám poslouží výukový program „Energie na tabuli“ do něhož jste právě vstoupili.Úvodní stránka„Energie na tabuli“ se skládá z jednotlivých učeben , do nichž se vchází kliknutím myší na vysouvací liště vlevo dole. Každá učebna je členěna na kapitoly , do nichž se vstupuje na začátku každé učebny.
Nejprve spolu absolvujeme úvodní učebnu "Všeobecný přehled". Následnými kroky vstoupíme do dalších učeben, které nám ukáží podrobnosti o obnovitelných zdrojích energie, o úsporách energie, o energetických službách, auditech a koncepcích a o organizačním a právním rámci pro hospodaření s energií.
Protože nemáme o energii a energetice všichni stejné znalosti, umožní nám "Energie na tabuli" putovat ve dvou verzích podle úrovně odborných znalostí – základní a rozšířenou. V základní verzi se budeme orientovat na všeobecné znalosti a ve verzi rozšířené na další podrobnosti potřebné zejména pro budoucí techniky a energetiky.
Doplňující informace lze nalézt v souborech ke stažení nebo v odkazech na internetové stránky . Ty jsou uvedeny na konci každé kapitoly. Kromě toho je souhrnný přehled souborů ke stažení a odkazů na internetové stránky k dispozici zvlášť při průchodu tímto CD.
Základní definice pojmů jsou uvedeny v nápovědě , na kterou se odkazují žluté podtržené pojmy.
Úvodní stránkaPřeji Vám, aby se Vám Energie na tabuli líbila a byla vám dobrým průvodcem do světa energie. A nyní již, prosím, vstupte do její:
· základní verze
· rozšířené verze .
V této učebně získáme základní znalosti o hospodaření s energií u nás a ve světě. Zároveň si ujasníme základní pojmy v hospodaření s energií, bez nichž bychom neporozuměli další výuce.VŠEOBECNÝ PŘEHLEDUčebna obsahuje následující kapitoly, do nichž se vchází z této stránky:
· 1.1 Proč hospodařit s energií
· 1.2 Energie a výkon
· 1.3 Výroba a zdroje energie
· 1.4 Co znamená hospodaření s energií
· 1.5 Přínosy a problémy hospodaření s energií
· 1.6 Hospodaření s energií v ČR
· 1.7 Hospodaření s energií v Evropské unii
· 1.8 Shrnutí
· 1.9 Kontrolní otázky
V této části si na několika příkladech ukážeme, že hospodaření s energií je nejen žádoucí, ale i výhodné.1.1 PROČ HOSPODAŘIT S ENERGIÍ?Výroba energie a její spotřeba kladou velké nároky na peníze – od úrovně státu až po vlastní peněženku – i na přírodu. Podívejme se na příklady:
· V jednom bytě se v průměru spotřebuje 0,2 Gigajoulu energie denně, v jedné škole to je 18 Gigajoulů, jedna nemocnice spotřebuje denně 166 Gigajoulů a jedna továrna 1240 Gigajoulů.
· Pro výrobu 1 Gigajoulu energie je v průměru třeba spálit 80 kg hnědého uhlí nebo 30 m3 zemního plynu.
· 1 Gigajoul energie stojí domácnost v průměru 315 Kč.
· 1 Gigajoul energie v průměru ročně zatíží přírodu půl kilogramem tuhých emisí (saze, prach), téměř 100 kilogramy oxidu uhličitého (skleníkového plynu ), 0,6 kg oxidu siřičitého a 0,2 kg ostatních emisí.
Jinými slovy: Průměrná česká rodina ovlivní každý den svou vlastní spotřebou energie přírodu 10 dekagramy sazí a téměř 20 kilogramy skleníkového plynu. Svůj rodinný rozpočet tím zatíží 63 korunami. Další zátěž způsobí domácnost tím, že kupuje výrobky a využívá služby (včetně jízdy vlastním automobilem). Jejich produkce je spojena s určitou mírou negativního vlivu na životní prostředí, který je způsoben mimo jiné spotřebou energie.
Důležitou cestou ke snížení zátěže, kterou člověk působí životnímu prostředí, je proto rozumné hospodaření s energií. Abychom mu však porozuměli, musíme si nejprve říci, co je to vlastně energie.
V této části si ujasníme co to je – nebo také není – energie .1.2 ENERGIE A VÝKONEnergie je schopnost konat práci . Práci - ve fyzikálním smyslu – vykoná těleso, působí-li na jiné těleso silou po dané dráze. Jednotkou energie je jeden Joul (J).
Práci jednoho Joulu vykonáme, působíme-li silou 1 Newtonu po dráze 1 metru. Nebo jinak, pohneme-li tělesem o hmotnosti 1 kg po dráze 1 m se zrychlením 1 m.s-2.
Často se setkáme s násobky Joulu – kilojoul (kJ - tisíc Joulů), Megajoul (MJ - milión Joulů) či Gigajoul (GJ - miliarda Joulů).
Energii lze roztřídit podle mnoha hledisek. Za základní považujeme dělení na energii:
· pohybovou = kinetickou , kterou mají pohybující se tělesa; tepelná energie je energie neuspořádaného pohybu atomů a molekul,
· potenciální = polohovou , kterou mají tělesa v silovém poli jiných těles či tělesa pružně deformovaná; patří sem zejména tíhová energie, ale i např. elektrická, chemická, tlaková energie či energie pružnosti.
1.2 ENERGIE A VÝKONEnergii vztaženou k jednotce času nazýváme výkonem a jeho jednotkou je Watt (W), který udává práci (energii) 1 Joulu vykonávanou po dobu 1 vteřiny. Z jednotky výkonu je odvozena i jiná jednotka energie, kilowatthodina (kWh), používaná zvláště u elektrické energie.
V běžném životě se slovo „energie“ používá v nejrůznějších souvislostech, a to i obrazně, v přeneseném smyslu. Oblíbené, ale ne vždy přesné, je jeho užívání například v reklamě nebo v lidovém léčitelství. Abychom zabránili zmatení pojmů, budeme v tomto výukovém programu (jako obvykle ve vědě, technice a hospodářství) pod energií rozumět pouze popsanou fyzikální veličinu.
Nyní si již můžeme říci, jak se energie získává.
V této části si ukážeme, co je to výroba energie a odkud se získává energie, kterou využívá lidstvo ke své činnosti, tedy jaké jsou zdroje energie.1.3 VÝROBA A ZDROJE ENERGIEPodle zákona o zachování energie nelze energii v pravém slova smyslu vyrobit. Lze ji pouze přeměnit z jiné formy energie nebo z hmoty. Lidé si však zvykli v běžném i v technickém jazyce používat výraz výroba energie tam, kde se ve skutečnosti jedná o cílenou přeměnu energie za účelem její spotřeby při lidské činnosti.
Energii vyrábíme, tedy vlastně přeměňujeme, ze zdrojů energie , tj. z přírodních materiálů bohatých na energii nebo z jiných forem energie . Podle toho, zda se zdroje energie samy obnovují přírodními procesy, rozeznáváme zdroje obnovitelné a neobnovitelné . Z pohledu hospodaření s energií jsou důležité rovněž zdroje druhotné .
1.3 VÝROBA A ZDROJE ENERGIEObnovitelné zdroje se samy obnovují přírodními procesy. Mezi nejvýznamnější obnovitelné zdroje energie patří:
· energie slunce,
· energie vody – potoků, řek, ale také například přílivu a odlivu moře,
· energie větru,
· tepelná energie země.
Mezi neobnovitelné zdroje energie pak patří zejména uhlí, ropa, zemní plyn nebo energie atomového jádra.
1.3 VÝROBA A ZDROJE ENERGIEDruhotné zdroje energie jsou takové zdroje, u nichž energie vzniká jako vedlejší produkt při přeměně a spotřebě jiného druhu energie nebo při spalování a skladování odpadu. Mezi druhotné zdroje energie patří například:
· energie ze spalování biomasy (dřevního odpadu, slámy, apod.) – někdy je však biomasa přímo pěstována s cílem vyrobit energii (rychle rostoucí dřeviny), a pak se nejedná o odpad,
· energie ze spalování bioplynu (plynu vznikajícího z odpadů, hnoje, apod.),
· tepelná energie vznikající jako vedlejší produkt při výrobě elektřiny.
Na příkladě biomasy je vidět, že přesné rozlišení mezi druhotnými a obnovitelnými zdroji není vždy jednoduché. Proto se v běžném životě obnovitelné a druhotné zdroje vzhledem ke svým podobným vlastnostem často směšují dohromady a společně se pak nazývají obnovitelnými zdroji.
Nyní již víme určitě dost k tomu, abychom si řekli o hospodaření s energií.
1.3 VÝROBA A ZDROJE ENERGIE
V této části si ukážeme, co to znamená hospodaření s energií a jaký má vztah k úsporám energie a využívání obnovitelných zdrojů energie.1.4 CO ZNAMENÁ HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍHospodaření s energií není vymezeno žádnou přesnou definicí. Obvykle jím rozumíme takové nakládání s energií (výrobu, rozvod a spotřebu), které je prospěšné jak rodinným, firemním a národním rozpočtům, tak životnímu prostředí. Jinými slovy: hospodaření s energií znamená nakládání s energií, které je ekonomické i ekologické . Do hospodaření s energií obvykle zahrnujeme
· úspory energie,
· využívání obnovitelných a druhotných zdrojů energie .
Zákon o hospodaření energií , který platí v ČR od roku 2000, se právě zabývá uvedenými oblastmi obnovitelných a druhotných zdrojů energie, i když sám pojem „hospodaření (s) energií“ přímo nedefinuje.
Tak, jak to v životě bývá, má i hospodaření s energií své přínosy i problémy. A o nich si povíme v následující kapitole.
Soubor ke stažení
Plný text Zákona o hospodaření energií najdete zde .
V této části si ukážeme některé přínosy hospodaření s energií, ale také některé problémy, které toto hospodaření s sebou nese.1.5 PŘÍNOSY A PROBLÉMY HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍHospodaření s energií má významné ekologické i ekonomické přínosy . Ty spočívají zejména ve snížení nepříznivých vlivů na životní prostředí (např. vypouštění skleníkových plynů ) a v uspořených nákladech na energii.
Hospodaření s energií, zejména využívání obnovitelných zdrojů energie, má však i své problémy:
· přírodní
· ekonomické.
Přírodní problém: Obnovitelné zdroje energie lze používat jen tam, kde jsou v přírodě k dispozici v dostatečném množství a ve vhodné formě - tedy tak, aby mohly být využity právě tehdy, když jsou potřeba. Například sluneční, větrná a vodní energie jsou velmi závislé na klimatických podmínkách a jejich využitelné množství často kolísá během roku i během dne.
Ekonomický problém: Energie z obnovitelných zdrojů je zadarmo. Zařízení na její výrobu jsou však zpravidla v poměru k množství vyrobené energie dosti nákladná. Náročná na jednorázový vklad finančních prostředků jsou také opatření na úsporu energie, a to přesto, že se vynaložené peníze postupně vrátí v uspořených nákladech za energii a časem vzniklé úspory převáží vloženou investici.
1.5 PŘÍNOSY A PROBLÉMY HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍAby se tyto problémy zmírnily, je hospodaření s energií podporováno pomocí různých ekonomických (národohospodářských) nástrojů – například daňovými úlevami, zvláštními předpisy pro provozování, peněžními příspěvky (dotacemi) apod.
Z tohoto přístupu pak vychází ekonomické pojetí obnovitelných zdrojů energie : V národním hospodářství se pod souhrnným označením „obnovitelné zdroje“ často rozumějí ty obnovitelné a druhotné zdroje energie, jejichž využívání přírodě škodí jen velmi málo případně vůbec, které by se však jen obtížně uplatňovaly bez národohospodářské podpory. Mezi takovéto zdroje energie patří zejména:
· vodní energie v malých vodních elektrárnách o výkonu do 10 MW,
· sluneční energie,
· energie větru,
· biomasa (předpis může dále vymezit nejvyšší výkon zařízení pro její spalování),
· bioplyn,
· palivové články,
· kombinovaná výroba elektřiny a tepla - kogenerace .
V dalších kapitolách se zkráceně podíváme, jak se k hospodaření s energií přistupuje v České republice a v Evropské unii.
V této části se ve stručnosti dozvíme, jak v současné době vypadá hospodaření s energií v České republice.1.6 HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ČRVýroba energie v ČR využívá v převážné míře neobnovitelné zdroje energie . Ročně se jí v České republice spotřebuje kolem 1,1 miliardy Gigajoulů. Tento objem rok od roku kolísá, avšak dramaticky neroste ani neklesá. Struktura zdrojů energie je následující:
· Více než dvě třetiny energie spotřebované v České republice se získávají spalováním uhlí , z něj se opět dvě třetiny dále mění na
=> elektrickou energii , která se dále rozvádí po síti a spotřebovává,
=> teplo pro dálkové vytápění .
· Za uhlím následuje zemní plyn (přibližně šestina spotřeby).
· Daleko za nimi (řádově jednotlivá procenta) jsou co do objemu spotřebované energie
=> nafta a topné oleje,
=> energie atomu v jaderných elektrárnách,
=> energie vody ve vodních elektrárnách a ostatní obnovitelné zdroje,
=> benzíny (zvláště motorové) .
Podíl obnovitelných zdrojů na výrobě a spotřebě energie je v České republice velmi nízký. Činí zhruba 4 % výroby elektřiny a necelá dvě procenta veškeré vyrobené energie. Z uvedených 4 % však více než 3 % připadá na velké vodní elektrárny. Příčinou jsou přírodní i ekonomické problémy, popsané v předchozí kapitole.
1.6 HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ČRVeškerý využitelný hydroenergetický potenciál našich toků je například odhadován na 3400 GWh/rok, tj. přibližně 6 % veškeré spotřeby elektřiny v ČR. Z toho je již nyní využíváno přibližně 1450 GWh/rok ve velkých hydroelektrárnách. Výroba v malých vodních elektrárnách je rozptýlena do velkého množství (udává se až tisíc) zařízení o výkonu řádově v kW až jednotlivých MW.
Cílem státu je zvýšit podíl obnovitelných zdrojů na výrobě elektřiny do roku 2010 na 8%.
Každoročně jsou v ČR navrhována a uskutečňována opatření pro úspory energie, šetřící téměř 300 tisíc tun emisí skleníkových plynů a přes 3 tisíce tun ostatních emisí ročně.
Podpora hospodaření s energií je zakotvena v zákoně o hospodaření energií . Tato podpora má v ČR formu
· dotací – nevratných finančních peněžních příspěvků na investiční akce a energetické služby,
· zvýhodněných úvěrů.
1.6 HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ČRStátní podpora hospodaření energií probíhá každoročně zejména prostřednictvím „Státního programu na podporu úspor energie a využití obnovitelných zdrojů energie“, který je koordinován Ministerstvem průmyslu a obchodu prostřednictvím České energetické agentury . Do Státního programu se zapojilo již 11 resortů (ministerstev), které definují a vyhlašují své vlastní programy, resp.konkrétní oblasti a opatření v rámci své působnosti, na jejichž realizaci lze získat státní podporu. Kromě již zmíněného Ministerstva průmyslu a obchodu a jeho Programu (realizuje Česká energetická agentura) lze získat dotaci nebo úvěr např.v rámci Programu Ministerstva životního prostředí prostřednictvím Státního fondu životního prostředí .
Jiné formy podpory používané v zahraničí zatím u nás nejsou uplatňovány. Ceny elektřiny vyráběné z obnovitelných zdrojů (v ekonomickém pojetí) jsou státem regulovány, aby mohly lépe konkurovat neobnovitelným zdrojům.
Mezinárodní závazky ČR v podpoře hospodaření s energií vyplývají zejména z Rámcové úmluvy OSN o klimatických změnách.
Rámcová úmluva OSN o klimatických změnách (FCCC) stanoví závazek členských zemí úmluvy podnikat konkrétní opatření ke snižování emisí skleníkových plynů . Tento závazek je podrobně rozveden v protokolu podepsaném v japonském Kjótó – tzv. Kjótském protokolu , který zemím stanoví konkrétní procenta snížení emisí. Česká republika se v Kjótském protokolu zavázala ke snížení emisí skleníkových plynů o 8 % do roku 2012.
1.6 HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ČRNyní se podíváme na podporu hospodaření s energií v Evropské unii a některých konkrétních zemích.
Soubory ke stažení a odkazy na internetové stránky
Plný text Zákona o hospodaření energií najdete zde .
Odkaz na text Státního programu (ke stažení nebo na internetu ČEA) zde
Odkaz na internet Ministerstvo průmyslu a obchodu zde
Odkaz na internet Ministerstvo životního prostředí zde
Odkaz na internet České energetické agentury zde
Odkaz na text FCCC (ke stažení nebo na internetu MŽP) zde
Odkaz na text Kjótského protokolu (ke stažení nebo na internetu MŽP) zde
V této kapitole si ukážeme principy podpory hospodaření s energií v Evropské unii. Zároveň si na příkladech konkrétních zemí ukážeme jeho úspěchy i problémy.1.7 HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V EVROPSKÉ UNIIV Evropské unii se pro podporu obnovitelných zdrojů používají následující nástroje:
· investiční podpora – finanční příspěvky na vybudování nových zařízení,
· daňové nástroje – daňové úlevy na investice do hospodaření s energií nebo naopak vyšší daně za využívání zdrojů energie zatěžujících životní prostředí,
· přímé finanční příspěvky na provoz,
· předpisy – např. nařízený podíl nákupu energie z obnovitelných zdrojů rozvodnými závody.
Základní cíle EU ve využívání obnovitelných zdrojů energie jsou zakotveny ve Směrnici č.2001/77 EC (Směrnice, v některých překladech též „Direktiva“ - anglicky „Directive“, je základní druh předpisu, uplatňovaného v rámci Evropské unie). Uvedená směrnice stanoví, aby do roku 2010 bylo v EU obnovitelnými zdroji kryto minimálně 12 % veškeré spotřeby energie a 22 % spotřeby elektřiny (nyní je to 14 %). Jednotlivé země EU mají pro tento účel rozepsané procentní podíly, jichž by měly dosáhnout.
Tyto procentní cíle jsou odborníky na energetiku přijímány se značnými rozpaky. Podle nich mají tato čísla poměrně malou oporu ve skutečných přírodních poměrech členských zemí a jsou spíše výsledkem politických tlaků.
1.7 HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V EVROPSKÉ UNIISituace v jednotlivých zemích se značně různí, jak ukazují následující příklady:
· Rakousko – země má velké vlastní obnovitelné zdroje, intenzivně využívané (70 % výroby elektřiny) a aktivní politiku na jejich podporu,
· Německo, Velká Británie – v zemích stát usiluje o větší využívání obnovitelných zdrojů ale jejich podíl je stále poměrně nízký (Německo 6,5 % a V. Británie 2,5 % výroby elektřiny),
· Francie – podpora rozvoje obnovitelných zdrojů je v měřítku EU méně výrazná, díky jejich dostatečnému výskytu však tvoří středně vysoký podíl (přes 13 % objemu výroby elektřiny).
1.7 HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V EVROPSKÉ UNIIPodívejme se na situaci v těchto zemích blíže.
Rakousko
Rakousko má díky svým řekám velmi vysoký podíl obnovitelných zdrojů energie – přes 70 % výroby veškeré elektřiny je vyráběno ve vodních elektrárnách. Podíl ostatních obnovitelných zdrojů tvoří necelá 3 %.
Rakouský stát podporuje hospodaření s energií různými nástroji. Mezi nejvýznamnější patří
· regulovaná cena elektřiny z malých obnovitelných zdrojů, tak aby byla konkurenceschopná na trhu, spolu s povinným odkupem určitého podílu elektřiny z těchto zdrojů rozvodnými závody,
· státní příspěvky - dotace - na investice do malých obnovitelných zdrojů elektřiny,
· daňové zvýhodnění nákladů na hospodaření s energií,
· do budoucna budou všichni, kdo prodávají elektřinu, prokazovat složení jejích zdrojů (obnovitelné a neobnovitelné) svým spotřebitelům.
1.7 HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V EVROPSKÉ UNIINěmecko
Podíl obnovitelných zdrojů energie v Německu tvoří přibližně 6,5 % vyrobené elektřiny, z toho 4 % připadají na malé i velké vodní elektrárny.
V Německu mají životní prostředí a ekologické technologie značnou politickou a ekonomickou podporu. Hospodaření s energií je podporováno poměrně složitým systémem nástrojů. Mezi nejvýznamnější z nich patří:
· povinný výkup určitého podílu energie z obnovitelných zdrojů rozvodnými závody,
· ekologická daň na benzín a ostatní zdroje energie – od této daně jsou osvobozeny druhotné zdroje energie,
· finanční příspěvky - dotace - na výzkum a vývoj energeticky úsporných technologií,
· dotace.a zvýhodněné úvěry na pořízení některých malých obnovitelných zdrojů energie.
1.7 HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V EVROPSKÉ UNIIVelká Británie
Podíl obnovitelných zdrojů energie je ve Velké Británii jeden z nejnižších v Evropě. Tvoří přibližně 2,5 % vyrobené elektřiny, z toho přibližně polovina připadá na vodní elektrárny.
Státní podpora hospodaření s energií se ve Velké Británii rozvíjí hlavně v posledních letech. Mezi nejvýznamnější nástroje přitom patří:
· daňové úlevy na ekologická paliva a zařízení pro obnovitelné zdroje energie (sluneční baterie),
· finanční příspěvky - dotace - na budování větrných elektráren v moři a na pěstování rychle rostoucích dřevin k využití jako biomasy při spalování,
· dotace na výzkum a vývoj nových technologií pro hospodaření s energií ,
· nově se zavádí i povinný výkup určitého podílu energie z obnovitelných zdrojů rozvodnými závody.
1.7 HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V EVROPSKÉ UNIIFrancie
Francie má středně vysoký podíl obnovitelných zdrojů energie – přes 12 % výroby veškeré elektřiny je vyráběno ve vodních elektrárnách. Podíl ostatních obnovitelných zdrojů tvoří necelé 1 %.
Francouzská energetika staví hlavně na energii z jaderných elektráren, provozovaných jednou státní energetickou společností. Francie podporuje hospodaření s energií různými nástroji, v měřítku EU však méně obsáhlými. Mezi nejvýznamnější patří
· daňové nástroje zvýhodňující investice do zařízení pro hospodaření s energií,
· regulovaná cena elektřiny z malých obnovitelných zdrojů, tak aby byla konkurenceschopná na trhu, spolu s povinným odkupem určitého podílu elektřiny z těchto zdrojů rozvodnými závody,
· zvýhodněné půjčky na investice do malých obnovitelných zdrojů elektřiny.
1.7 HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V EVROPSKÉ UNIINejvyšší podíl obnovitelných zdrojů v Evropě má v důsledku svých přírodních poměrů Norsko (není členem EU) – téměř 100 % výroby elektřiny.
Mezinárodní závazky zemí vycházejí, podobně jako v ČR, z Rámcové úmluvy OSN o klimatických změnách a Kjótského protokolu k této úmluvě.
Odkazy na internetové stránky
Odkaz na Směrnici zde
Odkaz na text FCCC (ke stažení nebo na webu MŽP) zde
Odkaz na text Kjótského protokolu (ke stažení nebo na webu MŽP) zde
Nyní si shrňme to nejdůležitější, co by nám ze všeobecného přehledu mělo zůstat v paměti.1.8 SHRNUTÍEnergie je schopnost konat práci ve fyzikálním smyslu, to znamená působit silou na jiná tělesa po určité dráze.
Energii získáváme z přírody a podle toho, zda se její zdroje přírodními procesy obnovují nebo ne, je dělíme na obnovitelné a neobnovitelné . Mezi nejvýznamnější obnovitelné zdroje patří energie vody, slunce, větru a tepelná energie země. Mezi nejužívanější neobnovitelné zdroje patří uhlí. Tam, kde energie vzniká jako vedlejší produkt, hovoříme o zdrojích druhotných – například spalování bioplynu z odpadu.
Spalováním neobnovitelných zdrojů vzniká skleníkový efekt , tj. oteplování zemského povrchu s nepříznivými vlivy na podnebí.
S energií je třeba hospodařit. Znamená to využívat co nejvíce obnovitelné a druhotné zdroje a šetřit energií. Přínosem je nejen zlepšení životního prostředí – vzduchu, vody, krajiny a podnebí, ale i úspora nákladů na energii.
Nyní si shrňme to nejdůležitější, co by nám ze všeobecného přehledu mělo zůstat v paměti.1.8 SHRNUTÍHospodaření s energií má i své problémy: Využívání obnovitelných zdrojů energie je závislé na přírodních podmínkách v zemi. Zařízení na využívání těchto zdrojů i úsporná opatření také zpravidla vyžadují vysoké jednorázové investiční výdaje, které se vracejí postupně v nižších nákladech na energii a nakonec převáží vložené prostředky. Doba jejich návratnosti však může být dosti dlouhá.
Aby pomohly překonat tyto problémy, podporují vyspělé země hospodaření s energií finančními příspěvky, zvýhodněnými úvěry či daňovými úlevami. V České republice je tato podpora zakotvena v zákoně o hospodaření energií.
Z domácích i zahraničních zkušeností přitom plyne, že konkrétní formy hospodaření s energií je třeba volit racionálně , tedy s rozumem, podle dostupných přírodních zdrojů, technologií a vhodnosti jejich využívání.
Další učebny vám ukáží, jaké v tomto směru existují možnosti spolu s jejich výhodami a nevýhodami.
1. Co je to energie?1.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) jiný výraz pro práci
b) schopnost konat práci
c) jiný výraz pro sílu
2. Které zdroje energie patří mezi obnovitelné?1.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) uhlí
b) stlačený vzduch
c) zemské teplo
3. Které zdroje energie patří mezi druhotné?1.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) sláma
b) rašelina
c) energie slunce
4. Co zahrnujeme pod hospodaření s energií?1.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) využívání obnovitelných a druhotných zdrojů energie a úspory energie
b) úspory energie
c) využívání energie v národním hospodářství
5. Co je to skleníkový efekt?1.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) ochlazování zemského povrchu
b) oteplování zemského povrchu
c) zvyšování celkové vlhkosti v zemské atmosféře
6. Co je problémem hospodaření s energií?1.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) vysoké investice do technických zařízení
b) vysoké investice do technických zařízení a výskyt vhodných zdrojů energie v zemi
c) nezájem vyspělých zemí
7. Řeší zákony České republiky hospodaření s energií?1.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) neřeší
b) neřeší, ale hospodaření s energií podporují jednotlivá ministerstva
c) řeší formou zákona o hospodaření energií
8. Která evropská země má nejvyšší podíl obnovitelných zdrojů na výrobě elektřiny?1.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) Rakousko
b) Německo
c) Norsko
9. Kolik procent spotřeby elektřiny tvoří veškerý hydroenergetický potenciál v ČR?1.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) přibližně 4 %
b) přibližně 10 %
c) přibližně 6 %
10. K čemu se Česká republika zavázala v Kjótském protokolu?1.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) ke snížení emisí skleníkových plynů o 8 % do roku 2012
b) ke snižování emisí skleníkových plynů všemi dostupnými prostředky
c) ke snížení emisí skleníkových plynů o 4 % do roku 2030
V této učebně se postupně seznámíme s jednotlivými obnovitelnými a druhotnými zdroji energie, které se využívají v našich podmínkách. Ukážeme si principy jejich využívání a racionálně, tedy s rozumem, přitom zhodnotíme jejich výhody a nevýhody a jejich používání v našich přírodních a hospodářských podmínkách.OBNOVITELNÉ A DRUHOTNÉ ZDROJE ENERGIEUčebna obsahuje následující kapitoly, do nichž se vchází z této stránky:
2.1 Energie slunce
2.2 Energie vody
2.3 Energie větru
2.4 Tepelná čerpadla
2.5 Palivové články
2.6 Kogenerace
2.7 Druhotné zdroje – energie biomasy
2.8 Shrnutí
2.9 Kontrolní otázky
V této učebně si povíme o nejstarším a nevyčerpatelném zdroji energie, kterým je slunce. Ukážeme si, jak ji lze využít pro každodenní potřebu, ale i problémy, které toto využívání přináší.2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Trocha historie
Energie slunce stejně jako ostatní obnovitelné zdroje je lidstvem využívána po mnoho staletí. Zámožní starověcí Řekové si nechávali navrhovat své domy orientované ke slunci (využití slunečního záření k ohřívání v zimě). Velká jižně orientovaná okna sbírala sluneční energii, která se ukládala do masivních zdí a podlah pro pozvolné uvolňování během noci. Ve starověkém egyptském Pharaohsu se sluncem ohříval palác Theirpalaces, sluneční energie se zachycovala v černých nádržích s vodou ve dne a v noci se vypouštěla horká voda do paláce. Tímto byl docílen ohřev paláce v noci.
Snaha o moderní využití slunečního záření však nastává až v druhé polovině 19. století, kdy si francouzský vědec Agustin Bernard Mucholt nechává patentovat řadu přístrojů na výrobou tepla a pohon strojů pomocí sluneční energie a od počátku 20. století, kdy se získáváním energie ze slunce se začíná zabývat řada dalších významných vědců.
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Sluneční záření
Slunce je obrovitá rotující koule žhavých plynů, především vodíku. Uprostřed Slunce je tak vysoká teplota a tlak, že atomy plynného vodíku se slučují a vzniká plyn hélium.
Při tomto procesu ztrácí Slunce každou sekundu 4 milióny tun hmoty. Zbývá mu ještě dost vodíku na to, aby zářilo beze změny dalších 5000 miliónů let.
Každý metr čtverečný na Zemi ozářený Sluncem tak získá více než jeden kilowatt energie.
Intenzita slunečního světla dopadající na zemský povrch se mění v důsledku obíhání Země kolem Slunce a sklonem zemské osy, tedy podle roční doby a také od místa k místu v důsledku proměnného filtračního působení atmosféry vyvolaného mraky, vodními prachovými a jinými částicemi. Úhel ozáření závisí na zeměpisné šířce a ročním období.
Celkové sluneční záření, které se využívá pro výrobu energie, se skládá z přímo dopadajícího (přímého) a difuzního (nepřímého) záření. Difuzní záření vzniká odrazem slunečního světla na pevný i kapalných částicích rozptýlených v atmosféře (např. na mracích, prachových částicích) a tvoří až 50% z celkového množství slunečního záření.
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Střední hodnoty přímého a difusního záření v ČR
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Situace v ČR
V ČR jsou poměrně dobré podmínky pro využití energie slunečního záření, přestože množství energie v průběhu roku kolísá a největší množství slunečního záření dopadá v období, kdy spotřeba energie je nejnižší. V období od dubna do října je to 75% energie a od října do dubna, v období kdy potřebujeme energie nejvíce na náš povrch dopadá pouze 25% z celkové sluneční energie. Nejsložitější problém při využití sluneční energie je ji zachytit energii když je dostupná a pak tuto energii skladovat, aby mohla být později využita.
Celková doba slunečního svitu v ČR (bez oblačnosti) je od 1 400 do 1 700 hodin za rok. Na plochu jednoho čtverečního metru dopadne ročně průměrně 1 100 kWh energie. Z těchto údajů je zřejmé, že z poměrně malé plochy lze získat velký výkon.
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Současné využití sluneční energie
Energie Slunce se využívá dvěma základními způsoby:
• k výrobě elektrické energie pomocí fotovoltaických článků
• k výrobě tepla
• pasivní přeměna slunečního záření na teplo vhodným architektonickým návrhem budovy (podobně jako funguje skleník)
• aktivní přeměna solárního záření na teplo pomocí kolektorů vzduchových nebo kapalinových (ohřevu vody - jak pro běžné používání tak v bazénech, k dotápění či vytápění objektů – domy, skleníky, sušárny)
Výroba elektrické energie v solárních (fotovoltaických) článcích
Dnes jsou solární (fotovoltaické) články nejrozšířenější způsob, jak získat elektřinu přímo ze Slunce. Původně byly vyvinuty pro kosmické družice. Dnes napájí i levné kapesní kalkulačky. Experimentálně se užívají i pro zásobování rodinných domků elektřinou, zejména v Rakousku a Švýcarsku. Také již pracuje několik "fotovoltaických" elektráren, zásobujících veřejnou síť.
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Fyzikální podstatou je fotoelektrický jev, který objevil Alexandr Edmond Becquerel v roce 1839.
Vzájemným působením slunečního záření a polovodiče - křemíku - dochází v oblasti PN přechodu k pohlcování fotonů a uvolňování elektronů.
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Fotovoltaický jev je z fyzikálního hlediska charakterizovaný přímým vyražením elektronu z jeho oběžné dráhy fotonem slunečního záření. To umožňuje přeměnu slunečního záření na elektrickou energii.
V součsné době je základním zařízením pro přeměnu slunečního záření a elektrickou energii je solární (křemíkový) článek.
Solární článek vyrobí napětí cca 0,5 V. Rozměry jednoho křemíkového článku jsou obvykle 10x10 cm. Pro výrobu energie články spojujeme do většího množství tzv. modulu. Vrchní strana článků je pokryta sklem (tloušťka 3 – 5 mm) a spodní strana je tvořena umělohmotnou fólií s hliníkovou mezivrstvou. Po tomto zapouzdření solárních článků vzniká solární panel. Panel musí zajistit hermetické zapouzdření solárních článků, musí zajišťovat dostatečnou mechanickou a povětrnostní odolnost.
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Jak již bylo řečeno pro získání většího výkonu (napětí a proudu) je nutné sérioparalelně propojit více článků - tak vznikne solární panel. Solární panely se vyrábějí v několika výkonových řadách od 10 do 300 W. Jsou zdrojem stejnosměrného elektrického proudu, jenž má obvykle pracovní napětí asi 16 V (pro nižší výkony asi do 55 W), nebo vyšší pro výkony nad 55 W. Výkon dodávaný panelem je velmi proměnlivý (podle slunečního svitu, oblačnosti a podobně), a proto součástí těchto systémů je vždy akumulátor. Energie zachycená panelem se akumuluje tak, aby dodávka elektrické energie byla rovnoměrná a byla k dispozici i v noci.
Solární panely tedy fotovoltaické články se uplatňují především tam, kde není k dispozici elektřina ze sítě. Cena takto vyrobené elektřiny je totiž zhruba desetkrát vyšší než ze sítě.
Pro využití elektrické energie ze solárních panelů je potřeba připojit k panelu kromě elektrických spotřebičů další technické prvky – např. akumulátorovou baterii, regulátor, napěťový měnič, sledovač slunce, indikační a měřící přístroje.
Účinnost přeměny sluneční energie v elektrickou je teoreticky až 37%, v laboratořích se dosahuje kolem 23%. Běžně dostupné články však mají účinnost ještě nižší (u monokrystalických solárních článků je 14 až 22%, u polykrystalických 14 až 17%).
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Výroba tepla
Ze slunečního záření lze získávat teplo dvěma způsoby:
• pasivními solárními systémy
• aktivními solárními
Pasivní solární systémy
Sluneční záření se mění v teplo pomocí stavebního řešení budovy, které vychází z obdobných principů jako skleník. Množství získané energie závisí na poloze, druhu, architektonickém řešení budovy a použitých materiálech.
Pasivní systémy se používají především u nově budovaných objektů.
Trombeho stěna
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ
Aktivní solární systémy
Pomocí jednoduchého zařízení - solárního kolektoru lze přeměnit sluneční záření na teplo. Teplo získané v kolektorech se většinou využívá přímo k přitápění, k ohřevu vody nebo se může ukládat v akumulačních nádržích a využívat později. V některých případech je lze využít i k výrobě elektřiny.
Využití solárního systému k ohřevu teplé užitkové vody, bazénu a přitápění.
Největší význam pro výrobu tepla mají ploché a trubicové kapalinové a vakuové kolektory.
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Ploché a trubicové kapalinové kolektory
Solární kolektory zachycují skleněnou plochou či trubicí sluneční záření a přeměňují je na tepelnou energii. Tato energie je pohlcována absorbérem a odváděna teplonosnou kapalinou (voda, nemrznoucí kaliny). Ta odvádí teplo do výměníku, kde je předáváno k ohřevu vody nebo topné vodě. Kolektory, které jsou vybaveny selektivní absorpční vrstvou mají vyšší účinnost, protože dokáže zachytit i difusní záření, tj. takové záření, které vzniklo odrazem slunečního záření na překážkách v atmosféře.
Ploché a trubicové vakuové kolektory
Vakuové kolektory zachycují sluneční záření ve vakuových trubicích nebo ve vakuové skleněné ploše, ve které se odpařuje teplonosná kapalina (ethylalkohol, glykol), která přechází jako pára do kondenzátoru, kde ve výměníku předá teplo proudící kapalině. Následně zkondenzuje a vrací se zpět do kolektoru.
Čím větší je propustnost a menší odrazivost použitého průhledného krytu tím větší je účinnost zařízení.
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Porovnání výkonu klasických kolektorů a vakuových
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Řez plochým kapalinovým kolektorem
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Koncentrační kolektory
U koncentračních kolektorů je čelní nebo odrazová plocha (zrcadlo parabolicko-válcové) koncentruje záření na menší absorpční plochu a tím se dosahuje vyšších teplot. Tyto kolektory mají většinou účinnost až 90% a dosahují vyšší teplotní hladiny. Jsou ale mnohem dražší než ploché kapalinové kolektory.
Výroba elektřiny pomocí koncentračních kolektorů
Pomocí koncentračních kolektorů můžeme vyrábět teplo, ale také i elektrickou energii. Elektřina se vyrábí v termických elektrárnách, zařízení které je v principu vysokovýkonným solárním kolektorem, která vyrábí v trubkách ležících velkých parabolických zrcadel páru, a ta se pak v parní turbíně přeměňuje na mechanickou práci. Elektrárny tohoto typu lze stavět v místech s vysokou intenzitou a dlouhou dobou slunečního svitu. Elektrárny tohoto typu existují v USA v Mohavské poušti a mají výkon v desítkách MW.
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ
Schéma solárního zařízení pro ohřev užitkové vody
1. solární kolektor
2. solární zásobník (trivalentní)
3. kotel ústředního vytápění
4. elektronická regulace solárního systému
5. elektrické topné těleso
6. výměník tepla okruhu ústředního vytápění
7. výměník tepla solárního okruhu
8. teploměry
9. manometr
10. expanzní nádrž
11. oběhové čerpadlo
12. pojišťovací ventil
13. odvzdušňovací ventil
14. výstup teplé vody
15. uzavírací ventily
16. zpětná klapka
17. plnící kohout
18. vstup studené vody z vodovodního řádu
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Provoz solárních zařízení v ČR
Česká republika má poměrně dobré podmínky pro využití solární energie. Solární kolektory však vyrábí nejvíce tepla v letních měsících, kdy je potřeba tepla nejnižší., a tak je vhodné solární kolektory kombinovat s dalším stabilním zdrojem tepla např. elektrokotlem.
Pokud bychom chtěli sluneční energii využít i v chladnějších měsících pro topení či předehřev topné vody, pak je nutná soustava s větším počtem kolektorů (10 a více podle velikosti objektu, atd.). V letních měsících pak přebytečné teplo využijeme na ohřev vody např.v bazénu.
Tepelnou energii je možné pro potřeby vytápění i dlouhodobě akumulovat v zásobnících (vodních a štěrkových). Pokud využíváme vodního zásobníku měli bychom z hygienických důvodů (likvidace bakterií) aspoň jednou denně ohřát obsah zásobníku nad 60°C. Obecně však platí, že systémy s akumulací jsou méně ekonomické.
Praktický příklad využití solárních baterií v kombinaci s tepelným čerpadlem uvidíte na krátkém videu zde.
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Základní podmínky pro úspěšnou instalaci solárních kolektorů:
• Základní podmínkou je pečlivá analýza výchozích podmínek a to nejen technických a ekonomických, ale i zvážení provozních podmínek (u podnikatelských subjektů, škol, rekreačních zařízení, atd.) a životního stylu (u majitelů rodinných domků, bytových domů).
• Výběr vhodné lokality.
• Vhodné umístění solárních kolektorů:
orientace kolektorů na jihozápad (8 až 15°) umožňuje lepší využití energie zapadajícího slunce.
celodenní osvit (maximum výkonu nastává kolem 14h).
nejvhodnější je umístění kolektorů s požadovaným, sklonem 25 - 50° k vodorovné rovině. Pro celoroční provoz je nejvhodnější sklon 45°.
Orientace plochy
Dopadající solární energie na m2/rok
Svislá plocha
– orientace jih
700kWh
Vodorovná
plocha
850kWh
Šikmá – sklon
20° až 60° – orientace jih
1 000kWh
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ • Zabránit zbytečným ztrátám energie:
zajistit nejkratší rozvody mezi kolektorem, zásobníkem, výměníkem a jejich dobrá tepelná izolace.
chránit kolektory před větrem (ochlazování kolektorů snižuje účinnost).
zpřístupnit kolektory pro pravidelnou údržbu, čištění a kontrolu.
zateplit objekt - tepelnou izolací snížit tepelné ztráty až o 30%, a tak snížit spotřebu tepla.
• Co nejlépe nastavit topnou soustavu
správná volba topného systému, který umožní využívat topnou vodu ohřátou na nižší teploty.
teplotní spád (podlahové vytápění 45/35°C, velkoplošné nízkoteplotní radiátory 50/45°C).
• Zpracování ekonomické rozvahy, která vychází ze zjištění reálných způsobů přípravy teplé vody a vytápění pro daný objekt, investičních a provozních nákladů.
2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ Výhody využití solárních zařízení
• Slunce je nevyčerpatelným zdrojem energie.
• Výhodou využití sluneční energie jsou nízké provozní náklady (sluneční energie je zdarma).
• Vysoká životnost zařízení 15 - 20 let a jeho nenáročná obsluha.
• Vyrobená energie ze slunečního záření může nahradit 20 - 50% potřeby tepla k vytápění a 50 - 70% potřeby tepla k ohřevu vody v domácnosti.
• Významným přínosem je i úspora fosilních paliv, jejichž spalováním znečišťujeme přírodu emisemi SO2 , CO2 , NOx , prachových částic.
Nevýhody využití solárních zařízení
• Sluneční energii nelze využít jako samostatný zdroj tepla. Pro celoroční využití je nutný doplňkový zdroj energie - zemní plyn, elektrická energie, kapalná paliva, atd. (kotel nebo akumulační zdroj energie v zásobníku tepla), který pokrývá zvýšenou potřebu v době, kdy je slunečního záření nedostatek.
• Návratnost vložených finančních prostředků je závislá na cenové úrovni používaného paliva před instalací solárních kolektorů, na velikosti soustavy a způsobu využití (ohřev vody, přitápění, ohřev bazénů, technologie, atd.).
• Při instalaci solární soustavy do stávajícího objektu je návratnost investic závislá na rozsahu úprav, které je nutné provést před instalací (zateplení, úprava topné soustavy, změna doplňkového zdroje).
Následuje VIDEO2.1 ENERGIE SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ
V této učebně si povíme o nejčastěji využívaném obnovitelném zdroji energie, kterou je energie vody. V této kapitole se budeme zabývat výrobou elektrické energie v malých vodních elektrárnách (MVE), tedy v takových elektrárnách, kde instalovaný výkon nepřesahuje 10 MW. U těchto elektráren se totiž v daleko větší míře uplatňují konkrétní podmínky dané lokality, a proto je každé takovéto vodní dílo něčím odlišné a výjimečné.2.2 ENERGIE VODY
Výroba elektrické energie v MVE
Energie vody je nejstarším využívaným zdrojem energie. Nejprve byla energie vody přeměňována pomocí vodních kol, která poháněla různá zařízení a tím usnadňovala práci. Objevení principu výroby elektřiny pomohl k cestám, jak energii vody, dosud využívanou v některých pracovních procesech (mlýny), začít přeměňovat na elektřinu v zařízeních, která známe pod názvem vodní (hydro) elektrárny.
Celkově se ve vodních elektrárnách v ČR ročně vyrobí cca 2 500 GWh (3,3%) elektrické energie. Z toho v malých vodních elektrárnách cca 500 GWh. Bohužel přesný počet malých vodních elektráren není nikde přesně zaznamenám a různé statistiky uvádějí, že v ČR je v provozu 550 do 1220 malých vodních elektráren.
Na následujícím schématu je znázorněno současné dělení malých vodních elektráren:
2.2 ENERGIE VODYVODA A MALÉ VODNÍ ELEKTRÁRNY
Přeměna energie přírodního toku se děje ve vodním motoru (vodní kolo, turbína). Úkolem ostatních částí vodní elektrárny je dopravit k tomuto motoru bez odporu potřebné množství neznečistěné vody a neztratit nic ze získaného spádu.
Na vodní tok navazuje vtokový objekt (jez, hráz, přehrada), který soustřeďuje průtok a zvyšuje spád vodního toku. Voda je přivedena přivaděčem přes česle (hrubé, jemné), které zachycují mechanické nečistoty, do strojovny. Tam se hydraulická energie vody mění na mechanickou. Mechanická energie z turbíny je přes hřídel přenášena do generátoru, kde se mění na elektrickou energii.
2.2 ENERGIE VODYČásti vodní elektrárny
Klasická MVE se skládá z těchto částí:
• vzdouvací zařízení (přehrady, hráze, jezy) - slouží ke vzdutí vodní hladiny (k zvětšení spádu) a k usměrnění průtoku do přivaděče,
• přivaděče - přivádějí vodu k vodní turbíně,
• česle - slouží k odstranění mechanických nečistot a zabraňují jejich vniknutí do turbíny,
• turbíny - slouží k přeměně energie vody na mechanickou,
• generátory - přeměňují mechanickou energii na elektrickou,
• odpadní kanály - vrací vodu do původního koryta,
Jak malá vodní elektrárna funguje si ukážeme na krátkém videu zde.
2.2 ENERGIE VODYTypy MVE
MVE mohou být děleny mnoha různými způsoby. Nejčastější dělení je podle stavebního uspořádání a způsobu nakládání s vodou:
• elektrárny potoční
• elektrárny jezové
• elektrárny derivační
• nízkotlaké
• nízkotlaké s tlakovým přivaděčem
• vysokotlaké
2.2 ENERGIE VODYMVE potoční
Nejpoužívanějším vodním motorem u potočních MVE je vodní kolo.
MVE potoční většinou nedodávají elektrickou energii do elektrické sítě. Vyrobená energie je používána pro osobní potřebu a obvykle slouží k napájení místních generátorů. MVE potoční jsou provozně nenáročné.
Potoční vodní elektrárna využívá rozdíl hladin mezi body "A" a "B" jak vidíme na obrázku. Spád je získán odběrem veškeré vody z výše položeného místa hlavního toku. Voda je odebírána přímo bez stavidel, jezu či podobných objektů a stavby stojí přímo u hlavního toku.
Voda protéká trvale, bez možnosti akumulace. Není-li vodní motor využíván, je voda převáděna vantrokem za něj. Přívod na vodní motor býval nejčastěji řešen sklopcem. Když se tok rozvodní, musí být vantrok schopen toto množství bezpečně pojmout. Používá-li se dílo jen sezónně, je v mimo provozní době odstraněn první díl vantroku a voda plyne původním korytem.
2.2 ENERGIE VODY
2.2 ENERGIE VODYMVE jezové
MVE jezová je vhodná pro malé spády a velké průtoky. Akumulaci vody je možno využít jen v rámci vzdutí jezu. Oproti derivačnímu vodnímu dílu jsou zde malé nároky na plochu zastavěných pozemků.
Vodní dílo využívá rozdíl hladin mezi body "A" a "B" jak vidíme na obrázku a spád je získáván vzdutím vody na jezu .
Strojovna u tohoto typu díla stojí přímo na břehu hlavního toku. Voda je odebírána přímo na jezu a zpět se vrací za jeho vývařiště. Jez musí být vysoký. Všechny stavby stojí přímo v hlavním toku. Odpadá dlouhý náhon i odpadní kanál, používaný u derivačních vodních děl.
Takto jsou řešena vodní díla v nížinách. Provozovny jsou stavebně jednoduší, jsou však více ohroženy povodněmi. Stavbu i opravy je nutno realizovat při trvalém průtoku vody.
2.2 ENERGIE VODY
2.2 ENERGIE VODYMVE derivační
Toto řešení využívá většina průmyslových MVE. Výhodou je, že k MVE je vedeno jen potřebné množství vody a za povodně je více chráněna. Nevýhodou je pracná údržba dlouhého náhonu.
Vodní dílo využívá rozdíl spádu mezi body "A" a "B" jak vidíme na obrázku.
Strojovna u tohoto derivačního typu stojí mimo hlavní tok. Voda k ní je přiváděna pomocí náhonu a zpět se vrací odpadním kanálem. Mimo jez a odběrný objekt nejsou na hlavním toku další stavby a zásahy. Jez nemusí být vysoký (od 0,2 metru). Stačí taková výška, aby bylo možno vodu odebírat do náhonu.
Veškerý spád pro vodní motor je získáván téměř vodorovným vedením náhonu, zatím co původní řečiště klesá výrazněji. Obdobně je řešen i odpadní kanál. Proto se voda pod turbínou nachází výrazně níž než je hladina v bodě "C".
2.2 ENERGIE VODY
2.2 ENERGIE VODYMVE derivační nízkotlaká
Tento typ vodních elektráren se staví tam, kde spád dosahuje maximálně 8 metrů. Pro větší spády by již byla turbínová kašna neúměrně hluboká a výhodnější je použít tlakový přiváděč (potrubí).
Na obrázku vidíme uspořádání MVE derivační nízkotlaké
2.2 ENERGIE VODYVoda je od jezu vedena otevřeným přivaděčem téměř vodorovně (v úbočí stráně, náspu, tunelem aj.) nad původním tokem - získává spád. Takto je voda přivedena až ke kašně. V jejím dně nebo ve stěně je instalována turbína. Voda z kašny vtéká po celém obvodu do rozváděcího ústrojí turbíny. Z turbíny odchází do odpadního kanálu. Odpadní kanál se opět napojuje na původní řečiště. Tam, kde nelze v celé trase zřídit otevřený náhon, staví se vodní dílo s otevřenou kašnou a tlakovým přivaděčem.
2.2 ENERGIE VODYMVE derivační nízkotlaká s tlakovým přivaděčem
Tento typ MVE se staví, do spádu asi 8 metrů v tom případě, kdy nelze v terénu zřídit násep pro vedení náhonu.
Na obrázku vidíme uspořádání MVE derivační nízkotlaké s tlakovým přivaděčem
2.2 ENERGIE VODYVoda je od jezu vedena do odběrného objektu a následně do potrubí. Potrubí ve svahu klesá, čímž získává spád. Takto je voda přivedena až ke kašně. V kašně voda vystoupá (na principu spojených nádob) do stejné úrovně jakou má v odběrném objektu. Ve stěně kašny nebo na jejím dně je instalována turbína. Voda z kašny vtéká po celém obvodu do rozváděcího ústrojí turbíny. Z turbíny odchází do odpadního kanálu. Odpadní kanál se opět napojuje na původní řečiště. Po uzavření stavidel je možno vodu z kašny zcela vypustit zdvižením uzávěru na jejím dně. Kašna bývá značně vysoká, protože zejména ve spojení s akumulační nádrží nesmí dojít k jejímu přetečení. Někdy bývá opatřena i dalším jalovým přepadem. Ten bezpečně odvede přebytky v případě náhlého uzavření turbíny, kdy setrvačností proudí potrubím do kašny nadbytek vody.
Uspořádání tohoto typu se užívá často na pilách a takových průmyslových objektech, kde charakter práce vyžadoval volný a rovný terén okolo celé provozovny. Často takto jsou řešeny a upravovány MVE ve městech, kde původně otevřené náhony byly svedeny do potrubí.
2.2 ENERGIE VODYMVE derivační vysokotlaké
Vodní dílo vysokotlaké se zřizuje pro spády nad cca 8 metrů.
Na obrázku vidíme uspořádání MVE derivační vysokotlaké
2.2 ENERGIE VODYStandardně bývá dílo upořádáno tak, že je voda od jezu vedena otevřeným přiváděčem (náhonem) po vrstevnici úbočím údolí tak dlouho, až se dostane nad turbínovou stanici. V tomto místě je zřízena vyrovnávací jímka, ze které vede tlakové potrubí do strojovny k turbíně. Od turbíny pokračuje voda volně odpadním kanálem zpět do původního toku.
2.2 ENERGIE VODYVODNÍ MOTORY
Forma energie
Vodní energie je jednou z forem energie mechanické projevující se jako energie potenciální (polohová a tlaková) a jako energie kinetická.
Rozeznáváme dva typy vodních motorů:
• vodní kola,
• vodní turbíny.
Vodní motor je stroj sloužící k přeměně hydraulické energie na mechanickou práci. Způsobů jak to realizovat je několik:
• využití převážně kinetické energie
• využití převážně potenciální energie
2.2 ENERGIE VODYKinetická energie je ve vodních tocích dána rychlostí proudění, která je závislá na spádu toku. Její využití je možné vodními rovnotlakými stroji, založenými na rotačním principu (některá vodní kola, turbíny typu Bánki a Pelton). Optimální využití vyžaduje, aby obvodová rychlost stroje byla nižší než je rychlost proudění, jinak lopatky pouze ustupují proudu bez možnosti převzetí energie a jakéhokoliv zatížení.
Otáčky rovnotlakých strojů jsou pomalé (tlak na lopatky, způsobený poloviční obvodovou rychlostí oproti rychlosti proudění, je po celé cestě předávání energie stejný) a voda vstupuje do turbíny pouze v některých částech jejího obvodu a nezahltí celý obvod plynule (částečný ostřik).
Energie potenciální vzniká získáním hladiny vody o větší výšce, z níž voda proudí vhodným přivaděčem do míst s nižší hladinou. Rozdíl těchto dvou výškových potenciálů vytváří tlak, který se využívá v přetlakových strojích (některá vodní kola, turbíny typu Kaplan, Francis, Reiffenstein a turbíny vrtulové).
V přetlakové turbíně se část tlaku vody přemění v rychlost pro zajištění požadovaného průtoku, zbylý tlak se při průchodu lopatkou turbíny postupně snižuje a v místě, kde ji opouští, je prakticky využit. Otáčky oběžného kola přetlakové turbíny jsou několikanásobně vyšší než absolutní rychlost proudění.
2.2 ENERGIE VODYVodní kola
Vodní kola jsou jedny z nejstarších strojů, které začal člověk pro pohon a později výrobu energie využívat. Jedná se o pomaluběžné motory, ve kterých účinkuje voda převážně polohovou a někdy i kinetickou energií. Voda přiváděná na vodní kolo a naplňující korečky umístěné na obvodu kola působí svou hmotností silové zatížení, jehož účinkem se vodní kolo otáčí a blízko vodní hladiny se voda vylévá. Vodní kola se však nemusejí otáčet pouze působením polohové měrné energie. Větší část popřípadě celou hodnotu polohové měrné energie lze před vstupem do kola převést na kinetickou měrnou energii např. kolo Piccardovo, Zuppingerovo.
Podle charakteru přívodu vody se dělí vodní kola na
• svrchním nátokem
• středním nátokem
• spodním nátokem
2.2 ENERGIE VODYCharakteristickou vlastností vodních kol je, že dokáží využít i "velkou vodu" .
Představte si situaci, kdy:
• po velkých deštích protéká řečištěm značné množství vody,
• současně s tím však došlo k vzestupu hladiny pod strojovnou,
• rozdíl hladin na samotném vodním díle se tedy zmenšil.
Pokud je ve strojovně instalována turbína, zmenšil se spád, který využívá. Spolu s tím se zhoršila její účinnost a také vlivem zmenšeného spádu poklesl průtok turbínou. Turbínu již není možno více otevřít a tak se paradoxně snížil výkon celé stanice v situaci, kdy všude okolo teče nadbytek vody.
Je-li však ve strojovně vodní kolo, nic nebrání tomu, vyrovnat ztrátu spádu tak, že na jeho lopatky pustíte větší množství vody, než na jaké je konstruováno. To, že se zhorší účinnost není podstatné, protože vody máte k dispozici dostatek. Celkově bude i při nižší účinnosti výkon na hřídeli větší nebo alespoň stejný, jako kdyby k rozvodnění řeky nedošlo.
2.2 ENERGIE VODYTaké za sucha se vodní kolo zachová poměrně dobře.
Máme opět situaci, kdy:
je dlouho sucho a v řece pozvolna ubývá vody,
vodní dílo nemá možnost akumulace a tak je odkázáno pouze na to co náhonem přitéká,
aby byl udržen spád, je nutno stále více uzavírat regulační orgán turbíny.
Jenže když už je turbína hodně uzavřená, ztrácí velmi výrazně na účinnosti a výkon klesá. Záchranný pokus - otevřít turbínu víc a obětovat část spádu končí většinou jejím zavzdušněním a úplným zastavením. Turbína je pak po celé suché období mimo provoz.
Je-li však ve strojovně vodní kolo, korečky nepřetékají, voda se nerozstřikuje, jeho účinnost se při snížení průtoku zvýší. I ztrátové převody nejsou tolik zatíženy a jdou lehčeji než dříve. Výkon se v důsledku úbytku vody snížil, ale ne tak výrazně. Když je již přítok skutečně kriticky malý, vodní kolo sníží otáčky, ale stále ještě pracuje. (Korečník se naplní i úplně malým „čůrkem“ a nakonec se těžké kolo váhou plného korečku pootočí, jen to trvá dlouho). V případech, kde by turbína již dávno stála, kolo stále ještě jede, byť s malým výkonem.
Nevýhodou vodních kol je namrzání v zimě, zejména jsou-li po část dne nebo přes noc zastavena. Přívodní stavidlo nikdy stoprocentně netěsní a tak ráno za velkých mrazů vypadá kolo jako jedna velká ledová hrouda. Předejít se tomu dá tak, že je celé vodní kolo uzavřeno v dřevěném nebo zděném domečku tzv.lednici. Tekoucí voda tam udržuje v zimě i v létě stálou teplotu, dřevěné kolo se nerozesychá, ani nenamrzá a je také menší pravděpodobnost úrazu.
2.2 ENERGIE VODYTurbíny
Vodní turbíny jsou podobně jako vodní kola rotačními vodními motory, v nichž dochází k přeměně energie vody v mechanickou energii rotující hřídele.
Mohou využívat jak kinetickou tak i tlakovou energii vody. Vývoj vodních turbín byl prakticky zahájena v 50. letech 19. století a vyústil během jednoho století v moderní řešení. V současné době jsou využívány v různých obměnách a modifikacích tři základní typy turbín:
• Francisova
• Kaplanova
• Peltonova
Podle způsobu přenosu energie vody se rozlišují turbíny na přetlakové a rovnotlaké .
U rovnotlakých turbín se celá hodnota tlakové energie mění v zařízení pro přívod vody v kinetickou energii a na výstupu a vstupu oběžného kola je stejný tlak. Proud vody nevyplňuje plně průtočné kanály oběžného kola, které musí mít okolí zaplněné vzduchem.
U přetlakových turbín je část tlakové energie v zařízení pro přívod vody k oběžnému kolu přeměněna na kinetickou energii a zbývající část tlakové energie se mění v kinetickou energii při průchodu vody oběžným kolem. Průtok oběžným kolem se uskutečňuje působením přetlaku na vstupu do oběžného kola.
2.2 ENERGIE VODYČlenění vodních turbín je následující:
• přímotlaké (rovnotlaké, akční)
• Peltonova
• Bánkiho
• Fourneyronova
• a další (Zuppingerova, Girardova, Turgo)
• přetlakové
• Radiální – Francisova
• Axiální – Kaplanova
• Vrtulová
• a další (Tomanova, Deriazova)
2.2 ENERGIE VODYPřímotlaké Peltonova turbína
Vynalezena r.1880 Lesterem Allenem Peltonem - synem amerického farmáře z Ohia, který řešil pohon strojů na těžbu zlata v Camptonville v Nevadě vodou z řeky Yuby. Je nejčastěji používaným typem
Princip turbíny:
Voda je přiváděna k turbíně potrubím kruhového průřezu, které vede k jedné nebo více dýzám. V dýze kruhového průřezu se celý spád vody přetransformuje na pohybovou energii. Voda vstoupí tangenciálně do oběžného kola osazeného lžícovitými lopatkami.
Břit uprostřed lopatek rozdělí paprsek na dvě poloviny a lžícovitý tvar lopatky se snaží otočit směr tekoucí vody zpět. Změna směru způsobí předání energie oběžnému kolu. Vzájemným souběhem rychlosti vody tekoucí po lopatce při současném otáčení oběžného kola dojde k tomu, že voda opouští lopatky na vnější straně s minimální zbytkovou rychlostí a volně odchází do obou stran z oběžného kola ven a padá do odpadu pod turbínou.
2.2 ENERGIE VODY
Použití:
Je nejčastěji používaným typem rovnotlaké turbíny pro MVE.
Turbína se používá pro malá množství vody při velkých spádech. Vyhoví na malých tocích v horách a všude tam, kde je nutno zpracovat relativně malé množství vody při velkém tlaku (používá se i ve vodárenském průmyslu na energetické využití rozdílu hladin ve vodojemech)
Výrazně okysličuje vodu. Je snadno a rychle regulovatelná.
2.2 ENERGIE VODYVe srovnání s Francisovou turbínou pro velké spády je daleko více odolná proti otěru pískem.
Ložiska jsou mimo vodu, takže je možno pracovat i s pitnou vodou bez nebezpečí jejího znečištění. Turbína se může točit bez vody a neklade odpor - to je výhodné na přečerpávacích elektrárnách.
Nevýhodou je složitý tvar lopatek, který brání levné amatérské výrobě. Oběžné kolo musí být nízko a vadí jí vzestup spodní vody. Na menších spádech dává příliš malý počet otáček a vyžaduje převod.
2.2 ENERGIE VODYBákiho turbína
Teoreticky vynalezena australským inženýrem A.G.M. Mitchelem v r.1903, pro praktické použití ji dopracoval maďarský profesor D. Banki v r.1918.
Princip turbíny:
Voda je přiváděna k turbíně potrubím, kruhového průřezu. Před turbínou je umístěn mezikus, který mění kruhový průřez na obdélný. Na konci tohoto vstupního dílu je umístěn regulační orgán, nejčastěji klapka. Ve štěrbině mezi zakřivenou stěnou a klapkou se celý spád vody přetransformuje na pohybovou energii.
Voda vstoupí tangenciálně do oběžného kola hustě osazeného dlouhými lopatkami. Lopatky se snaží odklonit směr tekoucí vody do středu kola k hřídeli. Změna směru způsobí předání energie oběžnému kolu. Při prvním průtoku lopatkami (pro lepší pochopení podívejte se na obrázek) se turbíně předává asi 79% z celkového výkonu. Vlivem souběhu mezi rychlostí vody a otáčením kola nemíří vytékající parsek na hřídel turbíny, ale mine jej volným zavzdušněným prostorem. Potom vstoupí do lopatek na protější straně lopatkového věnce. Voda je opět přinucena změnit směr a předává lopatkám další díl své energie, odpovídající 21% z celkového výkonu turbíny. Po opuštění lopatkového věnce volně vytéká pod oběžné kolo.
2.2 ENERGIE VODY
2.2 ENERGIE VODYPoužití:
Turbína má velmi široké využití. Vyhoví zejména na malých tocích, všude tam, kdy by jiný stroj (s plným ostřikem) vycházel malý a choulostivý.
Nehodí se tam, kde hrozí vzestup spodní vody. Je ideálním motorem na lokalitách, kde bylo v minulosti instalováno kolo na horní vodu a někdy i tam, kde byla (v důsledku módního trendu ve dvacátých letech minulého století) instalována Francisova turbína.
Výrobně je snadno realizovatelná i v amatérských podmínkách. I při drobných nepřesnostech dává zaručený výsledek. Nevyžaduje použití žádných speciálních materiálů, běžně vyhoví i obyčejný plech. Výrazně okysličuje vodu. Je snadno a rychle regulovatelná. Mimo uzavírací orgám je tato turbína podstatně méně citlivá na nečistoty, než turbíny s dostředivým průtokem. Je odolná proti abrazi pískem. Změna jejího zatížení má pouze nepatrný vliv na průtok. Běh bez zatížení ji nevadí. Ložiska jsou mimo vodu, takže je možno pracovat i s pitnou vodou bez nebezpečí jejího znečištění.
Turbína se může točit bez vody a neklade odpor - to je výhodné na přečerpávacích elektrárnách a při kombinování více turbín k jednomu generátoru kdy se nemusí spojkou odpojovat. Vhodnou volbou šířky kola nebo dělením do více sekcí ji lze téměř libovolně přispůsobit hydrologickým podmínkám lokality.
2.2 ENERGIE VODYFourneyrova turbína
Vynalezena v rozmezí let 1827 až 1833 francouzským inženýrem Benoitem Fourneyronem. Benoit Fourneryon získal první cenu vypsanou francouzskou Akademií věd za nejúčinnější vodní motor roku 1832.
Použití:
Tato turbína se v současnosti už nepoužívá. Patřila k prvním prakticky použitelným turbínám, které se ve své době pokoušely konkurovat hojně rozšířeným vodním kolům. Její hlavní nevýhodou však byla značná složitost, těžkopádná regulace, pomaluběžnost a citlivost na nečistoty.
2.2 ENERGIE VODY
Přes tyto nedostatky byla dobrým motorem pro pohon přádelen, tkalcoven, skláren, železáren a všech větších manufaktur v první polovině 19.století. Jako pomaluběžný stroj nebyla citlivá na proměnné zatížení, jak bylo nutné pro přímý mechanický pohon (protože jiný se v době jejího vzniku nepoužíval). Na všech lokalitách, kde byla v minulosti Fourneyronova turbína používána, byla vytlačena turbínou Girardovou a posléze přetlakovou turbínou Francisovou.
2.2 ENERGIE VODYPřetlakové
Kaplanova turbína
Účinnost turbín dosahuje až 90 %. To ale platí jen za předpokladu optimálního průtoku vody. Při sníženém průtoku se účinnost rapidně snižuje. To byl hlavní důvod, proč začal profesor Vysoké školy technické v Brně inženýr Viktor Kaplan (1876 – 1934) Francisovu turbínu upravovat. Tak dlouho rozšiřoval její protáhlé mezilopatkové kanály, až nakonec dospěl k oběžnému kolu ve tvaru lodního šroubu s natáčivými lopatkami. Právě natáčením lopatek oběžného kola lze podle měnícího se průtoku vody optimálně nastavovat nátokové úhly vodního proudu a zachovat tak vysokou účinnost i při polovičním průtoku. Kaplanova turbína je však dražší než Fracisova s pevnými oběžnými lopatkami
2.2 ENERGIE VODYPrincip turbíny
Voda se přivádí do spirální skříně a proudí kanály mezi lopatkami rozváděcího kola, kde se zrychluje a v určitém směru vtéká na lopatky oběžného kola. Oběžné kolo má obvykle 3 až 10 lopatek. Proud vody se lopatkami odchyluje jen málo, působí na ně vztlakem, jehož složka je obvodová síla otáčející rotorem turbíny.
Voda, která prošla turbínou odtéká sací troubou do odpadního kanálu a vrací se do řeky. Průtok při změnách výkonu turbíny se řídí natáčením lopatek rozváděcího a oběžného kola. Přivřením lopatek rozváděcího kola se dosáhne z menšení průtoků mezi nimi a poklesne výkon turbíny, současně se natočí lopatky oběžného kola, aby voda se zmenšenou rychlostí vtékala na lopatky bez nárazu. Tím se dosáhne dobré účinnosti, ale natáčecí zařízení zdražuje konstrukci. Pokud turbíny mají pevné lopatky pak se nazývají vrtulové.
2.2 ENERGIE VODY
Použití
Kaplanova turbína se používá pro spády 1,5 do 75 m. Bohužel, pro svoji složitost a díku tomu i přizpůsobivost pro nižší průtoky a spády při relativně vysoké účinnosti je finačně nákladnější než jiné typy.
2.2 ENERGIE VODYFrancisova turbína
Americký inženýr anglického původu James Bicheno Francis zkonstruoval svoji turbinu tak, že ve své podstatě původní Fourneryonovu turbínu obrátil “naruby”: vodu nechal vstupovat věncem rozváděcích lopatek zvenčí do oběžného kola, které se otáčelo uvnitř prstence s rozváděcími lopatkami. Z oběžného kola vystupovala voda ve směru osy (axiálně).
Princip turbíny
Rozváděcím kolem s natáčivými lopatkami vtéká voda do oběžného kola s pevnými lopatkami. Při změnách výkonu turbíny se přivírají jen lopatky rozváděcí, takže voda vtéká do kola nesprávným směrem a naráží na oběžné lopatky. Proto účinnost Fracisových turbín je dobrá jen při normálním průtoku a rychle klesá při jeho změně.
2.2 ENERGIE VODY
2.2 ENERGIE VODY
Použití
Francisova turbina se využívá pro spády od cca 30 m do 500 m. Známé jsou však i lokality s využíváním vyšších spádů. Při optimálním využívání spádu a průtoku mají Fancisovy turbíny vysokou účinnost. Pokud se parametry změní, účinnost rychle klesá.
2.2 ENERGIE VODYTurbína nebo vodní kolo
Každý typ vodního motoru má své specifické vlastnosti, své výhody a nevýhody. Tam, kde jeden bezvadně funguje, bude použití jiného spojeno s neskonalými potížemi. Právě správná volba toho či onoho typu vodního motoru je jedním z nejtěžších projektantských oříšků, protože neexistuje nějaký univerzální typ turbíny, který by se dal použít beze změn na všechny lokality. Také nelze jednoznačně prohlásit, že vodní kolo je horší než turbína. Záleží jen a pouze na konkrétní lokalitě, způsobu provozu a druhu stroje, který má být vodním motorem poháněn.
Následuje VIDEO2.2 ENERGIE VODY
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUTrocha praxe úvodem
Energie větru, stejně jako energie vody, patří k historicky nejstarším využívaným zdrojům energie. Záznamy o větrných mlýnech sahají až do Persie do období před 2 200 lety. Přes dlouhou historii využívání kinetické energie proudícího vzduchu je stále její využívání problematické. Výběr vhodné lokality, výstavba a následná údržba větrných elektráren je poměrně náročná záležitost. Pokud vítr nevane, lopatky elektrárny stojí a návratnost investice je odložena. Pokud vítr vane příliš dochází k poškození rotoru nebo i celé stavby. A když je větru tak akorát, rotor vydává nepříjemný hluk. I přes tato negativa se výroba elektřiny ve větrných elektrárnách rychle zvyšuje a vývojová střediska výrobců hledají technologická řešení, jak všechny negativní jevy minimalizovat a jak sladit provoz větrných elektráren s přírodními podmínkami tak, aby nenarušovaly přirozené prostředí fauny i flory.
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUVýroba elektrické energie
V České republice je bohužel trend opačný než ve světě a dochází k útlumu výroby energie ve větrných elektrárnách. Zatímco v roce 1995 bylo v ČR v provozu 25 větrných elektráren, pak v roce 2002 je jich v provozu pouze 8 s celkovým výkonem 2,375 MW. Výroba elektřiny ve větrných elektrárnách je na úrovni 0,3 až 0,4 GWh/rok, tj. méně než tisícina procenta z celkově vyrobené elektřiny (74 000 GWh/rok). Při využití všech lokalit v ČR (vyšší oblasti, kde vítr dosahuje rychlostí nad 4,8m/s) by bylo možno v ČR vyrobit až 5 000 GWh elektrické energie, tj. 6,8% současné výroby.
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUVítr a větrné elektrárny
Vítr vzniká tlakovými rozdíly mezi různě zahřátými oblastmi vzduchu v zemské atmosféře. Rychlost větru, je úměrná velikosti tlakového rozdílu. V blízkosti zemského povrchu je rychlost a směr proudění ovlivňována členitostí povrchu. S rostoucí výškou se směr větru ustaluje a rychlost větru se logaritmicky zvyšuje. Vlivem Coriolisovy síly, kterou způsobuje rotace země, se jeho proudění ustaluje do směru zemských rovnoběžek.
Větrná elektrárna přeměňuje kinetickou energii větru na energii elektrickou. Pohybová energie větru otáčí lopatkami rotoru a tím vzniká mechanická energie. Ta je přenášena přes převodovku do generátoru, kde se mění na elektrickou energii.
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUVítr je určen dvěma veličinami, a to rychlostí a směrem.
Směr větru
Směr větru udává, ze které světové strany vítr vane. Sledováním směru větru a grafickým zaznamenáním výsledků získáme tzv. větrnou růžici, v níž je příslušnému směru přiřazena také rychlost a procentuální četnost větru vanoucího určitým směrem.
Rychlost větru
Rychlost větru se sleduje pomocí anemometru (řeckého ánemos - vítr). Jsou to ony známé čtyři (nejčastěji) ve větru se otáčející “naběračky”. Tento tvar však neměl vždy a ani dnes všechny anemometry tak nevypadají. Rozložení rychlosti větru se vyjadřuje sloupovým grafem, kde je každé rychlosti větru přiřazeno číslo, vyjadřující její procentuální podíl na celkové době, po kterou byl vítr sledován. Odhadem je možné rychlost větru stanovit vizuálně a výsledky srovnat s Beaufortovou stupnicí síly větru.
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRU
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUBeaufortovou stupnice síly větru
Beaufortovo číslo
Rychlost větru (m/s)
Výška vln (m)
Označení
Popis
0
0,0 – 0,4
-
Klid
Kouř stoupá kolmo vzhůru
1
0,5 – 1,5
-
Lehký větřík
Směr větru vychyluje kouř
2
2,0 – 3,0
0,15 – 0,30
Lehký vítr
Je cítit ve tváři, listí stromů šelestí
3
3,5 – 5,0
0,60 – 1,0
Mírný vítr
Vítr napíná praporky, čeří hladinu vody
4
5,5 – 8,0
1,0 – 1,50
Střední vítr
Zvedá prach a útržky papíru, pohybuje slabšími
větvemi stromů
5
8,1 – 10,9
1,8 – 2,5
Čerstvý vítr
Keře se hýbou
6
11,4 – 13,9
3,0 – 4,0
Silný vítr
Pohybuje tlustými větvemi, dráty sviští, obrací
deštník
7
14,1 – 16,
4,0 – 6,0
Téměř bouře
Pohybuje celými stromy, nesnadná chůze
8
17,4 – 20,4
5,5 – 7,5
Bouře
větve, znemožňuje chůzi
9
20,5 – 23,9
7,0 – 9,75
Silná bouře
Menší škody na stavbách, strhává střešní krytinu
10
24,4 – 28,0
9,0 – 12,5
vichřice
Vyvrací stromy, škody na obydlích
11
28,4 – 32,5
11,3 – 16,0
Prudká vichřice
Rozsáhlé škody
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUBeaufortovou stupnice síly větru
Beaufortovo číslo
Rychlost větru (m/s)
Výška vln (m)
Označení
Popis
12
32,6 – 35,9
13,7
hurikán
demoluje těžké předměty
13
36,9 – 40,4
14
40,1 – 45,4
15
45,1 – 50,0
16
50,1 – 54,0
17
54,1 – 60,0
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUVětrná mapa ČR
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUDělení větrných elektráren podle výkonu
Větrné elektrárny můžeme rozdělit podle možnosti jejich využití
Výkon
(kW)
Možnosti
využití
Do 5
Dobíjení akumulátorů,
vlastní spotřeba
5 - 20
Dodávka elektrické energie
do sítě, nebo ohřev vody v rodinných domcích, zemědělství
Nad 20
Dodávka elektrické energie
do sítě
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUMalé větrné elektrárny (do 5 kW) jsou výhodné především v místech bez přípojky elektrického proudu, slouží jako zdroj nízkého napětí pro rekreační objekty, rodinné domy, horské chaty apod. Elektrická energie se obvykle vyrábí pomocí synchronních generátorů buzených permanentními magnety, s výstupním napětím 12 nebo 24 V, které napájí malé spotřebiče (světla, TV, chladničky). Jako záložní zdroj se obvykle používá sada akumulátorů. Elektrárny lze doplnit měničem, který dodává střídavý proud o napětí 220 V. Elektřinu lze použít i k ohřevu teplé užitkové vody, ale zde je obvykle výhodnější použít jiný obnovitelný zdroj, o kterém se zmiňujeme v jiné kapitole, a to slunce a sluneční kolektory.
Elektrárny velkých výkonů (300 až 3 000 kW) jsou určeny k dodávce energie do veřejné rozvodové sítě. Mají asynchronní generátor, který dodává střídavý proud většinou o napětí 660 V, a proto nemohou pracovat jako autonomní zdroje energie. Velké elektrárny mají průměr rotoru 40 až 60 m a věž o výšce až 40 m. Ke zvýšení efektivnosti provozu a snížení nákladů na projektování a výstavbu se elektrárny sdružují do větrných farem (obvykle 5 až 30 elektráren).
Účinnost větrných elektráren může dosahovat až 50%. Vezmeme-li v úvahu, že činnost a výkon elektrárny jsou závislé na existenci a vhodné intenzitě větru, je využití elektrárny okolo 12 – 16%.
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRU
Části větrné elektrárny
Klasická větrná elektrárna se skládá z těchto částí:
• rotor s rotorovou hlavicí - 1
• brzda rotoru - 2
• planetová převodovka - 3
• spojka - 4
• generátor - 5
• servopohon natáčení strojovny - 6
• brzda točny strojovny - 7
• ložisko točny strojovny - 8
• čidla rychlosti a směru větru - 9
• několikadílná věž elektrárny – 10
• betonový armovaný základ elektrárny - 11
• elektrorozvaděče silnoproudého a řídícího obvodu - 12
• elektrická přípojka - 13
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUPopis nejdůležitějších částí větrné elektrárny
Rotor s rotorovou hlavicí
Rotory rozdělujeme do dvou základních skupin podle osy rotace na:
• rotory s horizontální osou rotace
• rotory s vertikální osou rotace
• Horizontální osa rotace:
a) Vrtule – má nejvyšší možnou dosažitelnou účinnost, max. 45%. Vrtule je rychloběžný typ větrného motoru. Rychloběžnost může dosahovat hodnoty kolem 10. Maximální účinnosti vrtule dosahuje při rychloběžnosti 6. Počet listů vrtule bývá 1 až 4. Používá se pro výrobu třífázového elektrického proudu.
b) Lopatkové kolo – je pomaloběžný větrný motor. Počet lopatek bývá 12 až 24, běžný průměr lopatkového kola je 5 až 8m. Maximální účinnosti je dosahováno při rychloběžnosti 1. Účinnost 20 – 43%. Používá se pro výrobu elektrického proudu pro vlastní spotřebu, čerpání vody.
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRU• Vertikální osa rotace
c) Darrieův rotor – skládá se ze dvou či více křídel, které rotují kolem vertikální osy. Účinnost je až 38%. Používá se pro výrobu stejnosměrného i střídavého proudu.
d) Savoniův rotor – je tvořen dvěma plochami ve tvaru půlválců, které jsou vzájemně přesazeny. Maximální účinnosti je dosahováno při rychloběžnosti 0,9 až 1. účinnost až 23%. Používá se pro výrobu stejnosměrného proudu, čerpání vody.
Planetová převodovka
Používá se tam, kde je velký rozdíl mezi jmenovitými otáčkami rotoru a generátoru.
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUGenerátor
Slouží k přeměně mechanické energie větru na elektrickou energii. Používají se tyto skupiny generátorů:
a) Stejnosměrné generátory – jsou vhodné pro malé větrné elektrárny.
b) Synchronní – jsou vhodné pro střední a velké větrné elektrárny. Mají velkou účinnost, jsou schopny pracovat s velkým rozsahem rychlostí větru. Elektrárny vybavené synchronními generátory mohou pracovat i nezávisle na elektrické energii dodávané z rozvodné sítě. Používají se jako záložní zdroje elektrické energie v případě přerušení dodávky elektrické energie z rozvodné sítě.
c) Asynchronní – jsou připojené k síti. Nevyžadují složitý připojovací systém, ten pouze sleduje otáčky a rozhoduje o okamžiku připojení k síti.
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUServopohon - systém natáčení do směru větru
Používá se několik způsobů:
a) ocasní plocha
b) boční pomocné rotory
d) natáčení pomocnými motory
Regulace
Závisí na velikosti a stupni vybavení větrné elektrárny. Pro větrné elektrárny, které dodávají elektrickou energii do elektrizační soustavy se regulační systém skládá z těchto částí: ovládací a kontrolní prvky, systém řízení a brzdění vrtule, kontrolní systém jednotlivých částí elektrárny, systém natáčení strojovny do směru větru, systém připojení k síti.
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUVětrné motory
Větrné motory dělíme podle aerodynamických kritérií, které mají pro činnost motoru největší význam, na odporové a vztlakové.
Větrné motory pracující na odporovém principu patří mezi nejstarší a mohou se dále dělit podle polohy osy na větrné motory s vodorovnou nebo svislou osou rotace.
Podstatou těchto motorů je, že plocha lopatky nastavená proti větru klade aerodynamický odpor, proud vzduchu zpomaluje a je na ni vyvozována síla, která je mechanicky přeměňována na rotační pohyb, který je dále využitelný. Účinnost tohoto motoru je velmi nízká a nedosahuje ani 20%.
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUTo vedlo ve třicátých letech ke konstrukci vztlakových motorů pracujících na vztlakovém principu, kdy vítr obtéká lopatku, jejíž profil je podobný letecké vrtuli. Vrtule a větrná kola s vodorovnou osou a otočená kolmo ke směru proudícího vzduchu pracují na vztlakovém principu. Vrtule jsou nejčastěji ve dvou až třílistovém provedení. Účinnost větrného motoru může být i přes 50%.
Pro tento způsob využití energie větru musí rychlost lopatek mnohonásobně převyšovat rychlost větru. Proto platí pravidlo, že čím menší je počet lopatek, tím větší je tzv. koeficient rychloběžnosti (poměr obvodové rychlosti konce lopatek k rychlosti větru) a tím rychleji se rotor otáčí.
Nevýhodu nutnosti natáčení větrného motoru do proudu větru odstraňuje konstrukce motoru se svislou osou otáčení a odpadá nákladná konstrukce otočné gondoly. Generátor je umístěn na zemi, takže se snadno udržuje. Svislý rotor má zpravidla dva nebo tři listy, v příčném průřezu tvarované jako letecký profil.
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUZákladní podmínky úspěšné instalace větrné elektrárny
• správná volba lokality (topografické, morfologické, geologické poměry).
• dostatečná síla větru 3 – 26m/s.
• pravidelnost větrného proudění.
• správná volba dispozičního řešení větrné elektrárny.
• správná volba typu zařízení.
• vlastní spotřeba vyrobené elektrické energie nebo její dodávka do veřejné sítě.
• zpracování důkladné ekonomické rozvahy, která vychází ze zjištění reálné potřeby a spotřeby elektrické energie pro daný objekt, investičních a provozních nákladů, návratnosti vložených finančních prostředků.
Výhody využití větrných elektráren
• větrná energie je obnovitelným nevyčerpatelným zdrojem energie.
• při vlastní spotřebě elektrické energie se vyhneme přenosovým ztrátám.
• při výrobě nejsou produkovány žádné škodlivé emise (SO2 , CO2 , NOx , popel).
• přebytky vyrobené elektrické energie může výrobce prodávat do veřejné rozvodné sítě na základě smluvního vztahu s distribuční společností (majitelem rozvodné sítě elektřiny) a tím může výrazně ovlivnit návratnost vložených finančních prostředků.
V této učebně si povíme o jiném známém zdroji energie - větru. Ukážeme si, jak jej lze využít pro výrobu elektrické energie, i problémy, které toto využívání přináší.2.3 ENERGIE VĚTRUNevýhody využití větrných elektráren
• poměrně vysoká hlučnost (nutné snížit hlučnost na úroveň, která je požadována hygienickými předpisy , pod 45 dB).
• nestabilní zdroj.
• poměrně časově a finančně náročná předrealizační fáze.
• při stavbě větrné elektrárny o vyšších výkonech je nutné vynaložit poměrně vysoké investiční náklady.
• návratnost vložených finančních prostředků je závislá na využití vyrobené elektrické energie.
Průměrná hlučnost větrných elektráren
V této kapitole si ukážeme, jakým způsobem lze pomocí tepelného čerpadla využívat vlastní energii země pro potřeby člověka. Také uvidíme, proč se tepelná čerpadla často přirovnávají k obráceně fungující ledničce.2.4 TEPELNÁ ČERPADLATeplo a teplota
Ve všeobecném přehledu jsme si vysvětlili, že teplo je vlastně energie neuspořádaného pohybu atomů a molekul v látkách. Látka v sobě obsahuje tím více tepla, čím větší je její množství a čím vyšší je rychlost pohybu jejích atomů a molekul – tedy čím vyšší je její teplota. Dodáním tepla se látky zahřívají, jejich teplota stoupá.
Z toho, co jsme si nyní řekli, vyplývá, že velké množství látky o nízké teplotě může obsahovat stejné množství tepla (tepelné energie) jako malé množství látky o vysoké teplotě. Zamyslíme-li se nad tím, které látky či materiálu je v přírodě nejvíce, nabízí se odpověď: země, voda, vzduch. Je možné, aby se tedy teplo z jejich velkého množství a nízké teploty dalo využít k ohřevu mnohem menšího množství jiné látky, například vody v ústředním topení, na vyšší teplotu? Ano, možné to je a zařízení, které k tomu slouží, se nazývá tepelné čerpadlo.
2.4 TEPELNÁ ČERPADLATepelné čerpadlo
Tepelné čerpadlo využívá nejčastěji tepelnou energii země (případně vzduchu či vody) o nízké teplotě – nízkopotenciální teplo. Pracovní látka o velmi nízké teplotě varu, neboli chladivo (nejčastěji freony nebo zkapalněný plyn), tuto tepelnou energii zemi odebírá, tedy ji ochlazuje, a takto získané teplo následně použije pro ohřev jiné látky, například vody v topení či v bazénu. Sledujme na obrázku, jak k tomu dochází:
2.4 TEPELNÁ ČERPADLA
Ve výparníku tepelného čerpadla chladivo
při nízkém tlaku odebere zemi její teplo. Přitom se chladivo zahřeje a
protože má velmi nízkou teplotu varu, začne se vařit a vypařovat. Páry
chladiva se pak kompresorem stlačí, a tím stoupne jejich teplota (stejně
jako se například zahřeje vzduch, kterým hustíme pneumatiku). Představme si
tento jev tak, že se molekulám chladiva zmenší prostor, ve kterém se
neuspořádaně pohybují; tím do sebe začnou navzájem narážet častěji,
následkem čehož vzroste jejich rychlost (teplota). Zahřáté chladivo předá v
kondenzátoru svoje teplo ohřívané látce (nejčastěji vodě). Tím se samo
ochlazuje a kondenzuje, tedy mění své skupenství z plynného na kapalné. Přes
škrticí ventil, který snižuje tlak, pak přechází zpět do výparníku a oběh se
uzavírá.
2.4 TEPELNÁ ČERPADLAStejným způsobem funguje i lednička: výparník, jímž prochází chladivo, odebírá tepelnou energii potravinám a odebrané teplo je vypouštěno žebrovím na zadní straně ledničky do ovzduší v domácnosti. Říká-li se tedy často, že tepelné čerpadlo funguje jako obrácená lednička, je i není to pravda: obě zařízení pracují na zcela shodném principu, mají pouze odlišný cíl, jedno ohřívat a druhé chladit.
Jak vidíme, ke změně formy tepelné energie chladiva na takovou, která umožní ohřát vodu, je třeba v tepelném čerpadle vynaložit kinetickou energii kompresoru, a tedy elektrickou energii, která pohání jeho motor. Zjednodušeně lze říci, že k ohřátí vody spotřebuje tepelné čerpadlo třetinu elektrické energie, kterou je třeba vyrobit (a není to vždy z obnovitelných zdrojů), a dvě třetiny energie země, která je v přírodě volně k dispozici. Tepelné čerpadlo, podobně jako například kogenerace , je tedy „čistým“ zdrojem energie pouze částečně.
2.4 TEPELNÁ ČERPADLASpotřeba pohonné energie pro uskutečnění popsaného oběhu chladiva závisí především na množství přečerpávaného tepla a na rozdílu mezi teplotou topného systému a zdroje nízkopotenciálního tepla. Poměr tepelného výkonu k příkonu kompresoru (resp. energie dodané pro ohřev k energii spotřebované) se nazývá topný faktor Er. Přibližně ho lze vyjádřit vztahem
Er
= 0,5 . θ k /( θ k
–
θ 0 )
kde
θ k k je teplota kondenzační (topného systému) a
θ 0 je teplota vypařovací (teplota zdroje) udávaná v Kelvinech.
Pro dosažení vysoké hodnoty topného faktoru by měl zdroj nízkopotenciálního tepla mít co možná nejvyšší teplotu.
Orientační hodnoty potřebné vydatnosti zdroje tepla a dovolené vstupní teploty teplonosné látky do výparníku jsou uvedeny v následující tabulce.
2.4 TEPELNÁ ČERPADLA
Chladicí výkon 1 [kW]
Voda
Vzduch
Zemní teplo
Průtok zdroje výparníkem [ks/h]
150 / 170
30 / 350 x 1000
150 / 170
Teplotní rozdíl mezi vstupem a
výstupem zdroje ve výparníku [K]
4 / 5
3 / 4
4 / 6
Dovolená min. teplota vstupního
zdroje do výparníku [°C]
5 / 6
-15
-15
Dovolená max. teplota vstupního
zdroje do výparníku [°C]
15 / 18
25 / 30
25
(Pramen: www.i-ekis.cz)
2.4 TEPELNÁ ČERPADLAPoužití tepelných čerpadel
Tepelná čerpadla se nejčastěji používají k vytápění budov nebo pro ohřev teplé užitkové vody. V zemědělství lze použít tepelná čerpadla, která odpadním teplem z chlazení mléka ohřívají teplou užitkovou vodu. Další různé kombinace chlazení látek a ohřevu užitkové vody se používají i v průmyslu.
Potřeba tepla se během roku mění. Pokud je výkon tepelného čerpadla navržen na jeho nejvyšší spotřebu, zůstane po většinu roku nevyužitý. Výsledkem pak vlastně budou nehospodárně vynaložené zdroje na pořízení a provoz. Proto se tepelné čerpadlo zpravidla používá společně s jiným zdrojem tepla (elektřina, plyn, uhlí). Technicky se této kombinaci říká bivalentní provoz .
Často používanou kombinací, která významně zlepšuje příznivost celého zařízení pro životní prostředí, je společné použití tepelného čerpadla a solárních baterií – tedy energie země a energie slunce. Praktickou ukázku činnosti a užitku této kombinace pro obyvatele rodinného domku Vám ukážeme na krátkém videu zde . Toto video je přístupné i z kapitoly o energii slunce.
2.4 TEPELNÁ ČERPADLADruhy tepelných čerpadel
Tepelná čerpadla dělíme zejména podle toho, odkud získávají teplo (viz obrázek):
• z okolního vzduchu, tedy ze vzduchu v okolí budovy,
• z odpadního vzduchu – tedy ze vzduchu, který odchází z budovy větráním a bývá zpravidla teplejší než okolní vzduch,
• z povrchové vody – chladivem pak ale musí být vhodná nemrznoucí směs, jinak by v zimním období zamrzlo,
• z podzemní vody – teplo je čerpáno z jedné studny (sací) a vráceno do druhé studny (vsakovací); hloubka studní by měla být kolem 20 m, vzdálenost mezi nimi alespoň 15 m, a studna sací by měla být výše než studna vsakovací,
• z půdy v nezámrzné hloubce; na 1 kW výkonu tepelného čerpadla je potřeba zhruba 5 až 8 m délky výkopu,
• z hlubinných vrtů do hloubky až 150 m; na 1 kW topného výkonu tepelného čerpadla je potřeba cca 12 až 18 m hloubky vrtu,
• z technologických procesů – z ohřívání a chlazení při průmyslové výrobě.
Nejčastěji používaným druhem tepelného čerpadla je čerpadlo z hlubinných vrtů. Jeho hlavní výhody jsou
• malý rozdíl teplot v hloubce během roku (výhoda oproti čerpadlům ze vzduchu a z povrchové vody),
• malá zabraná plocha (výhoda oproti čerpadlům z půdy),
• nezávislost na stavu vody během roku a vydatnosti vodního zdroje (výhoda oproti čerpadlům z vody).
2.4 TEPELNÁ ČERPADLANevýhodou čerpání z hlubinných vrtů je jeho technická náročnost. U vrtů do hloubky 100 m je nutné požádat o povolení místně příslušný vodohospodářský úřad (stejně jako u čerpání ze studní), u hlubších vrtů pak příslušný báňský úřad.
2.4 TEPELNÁ ČERPADLAVýhody a nevýhody tepelného čerpadla
Při vhodném nastavení může tepelné čerpadlo pokrýt až 70 % roční spotřeby energie domácnosti, přičemž zhruba dvě třetiny energie získává zdarma ze země, vody či vzduchu. Jeho hlavní nevýhodou jako zdroje energie jsou – jako u většiny obnovitelných zdrojů – vysoké pořizovací náklady v poměru k množství vyrobené energie, a tudíž nízká návratnost vložených zdrojů a práce.
K maximálnímu omezení této nevýhody je třeba:
• zvolit druh a provozní vlastnosti čerpadla tak, aby co nejvíce vyhovovaly místním podmínkám,
• zvolit výkon čerpadla tak, aby co nejvíce odpovídal průběhu spotřeby energie během roku,
• zvolit co nejhospodárnější doplňkový zdroj tepla,
• upravit systém vytápění či ohřevu teplé vody tak, aby byl co nejúspornější a co nejlépe využíval možností tepelného čerpadla,
• zamezit zbytečným tepelným ztrátám (viz kapitola o úsporách energie).
Je tedy důležité, aby instalaci tepelného čerpadla předcházel důkladně zpracovaný projekt, který zohlední všechny technické, přírodní a ekonomické vlivy a okolnosti.
2.4 TEPELNÁ ČERPADLA
Následuje VIDEO2.4 TEPELNÁ ČERPADLA
V této kapitole si ukážeme jeden méně známý a dosud málo využívaný obnovitelný zdroj energie – palivové články.2.5 PALIVOVÉ ČLÁNKYPalivové články slouží k přímé přeměně chemické energie na stejnosměrný elektrický proud.
Základem jsou elektrochemické procesy . Při chemické reakci vstupních látek – paliva a okysličovadla - se chemická energie přeměňuje na elektrickou energii.
Nejčastějším palivem je vodík vázaný v některé složitější chemické sloučenině, například v metanolu (metylalkoholu) či metanu, získávaném ze zemního plynu. Vodík se nejprve chemickou reakcí uvolní a poté vstupuje do palivového článku. Jako okysličovadlo se obvykle používá čistý kyslík .
Vlastní chemická reakce probíhá na elektrodách ponořených do elektrolytu – tedy vodivém roztoku iontů ve vodě. Při ní dochází k rozkladu atomů paliva na kladně nabité částice – kationty a záporně nabité částice - volné elektrony. Spojíme-li vodivě obě elektrody, vytvoříme elektrický obvod , kterým budou volné elektrony protékat a vznikne elektrický proud. Volné elektrony pak v elektrolytu reagují s okysličovadlem a kationty z paliva a dochází k jejich okysličování - spalování - za vzniku vody – tedy vlastně „popela“.
2.5 PALIVOVÉ ČLÁNKYElektrolyt přitom plní dvojí úlohu: jednak umožňuje průchod elektricky nabitých částic, jednak odděluje oba plyny, aby nepřišly do přímého styku (za výbušné chemické reakce).
Princip fungování ukazuje obrázek na zjednodušeném příkladu, kdy palivem je vodík a okysličovadlem kyslík.
2.5 PALIVOVÉ ČLÁNKYPopišme si tento proces podrobněji:
U katody (záporné elektrody) dochází k ionizaci paliva. Vznikají kationty vodíku a volné elektrony. Spojíme-li vodivě katodu s anodou, vznikne vnější elektrický obvod, který odvádí volné elektrony k anodě.
2
H2 ®
4 H+ + 4 e -
Na anodě (kladné elektrodě) reakce probíhají za přítomnosti elektronů z vnějšího elektrického obvodu. Kyslík dodaný do anody reaguje u jejího povrchu s částicemi vody a vznikají hydroxilové anionty.
O2
+ 2 H2 O + 4 e– ®
4 OH-
2.5 PALIVOVÉ ČLÁNKYVzniklé ionty OH– přecházejí elektrolytem na katodu, kde se slučují s kationty vodíku v molekuly vody. Tím se elektrický obvod uzavírá.
H+
+ OH- ®
H2 O
Aby bylo umožněno snadné pronikání plynu do elektrolytu, používají se houbovité – porézní elektrody. Vyrábí se z drobných zrníček kovů například platiny, stříbra, niklu nebo lisováním, spékaním uhlíku.
Palivové články dávají elektrický proud o nízkém napětí (méně než 1 V). To se zvyšuje sériovým zařazením článků.
2.5 PALIVOVÉ ČLÁNKYVe skutečnosti existují rozmanité druhy palivových článků, využívající různé druhy paliva a elektrolytu, ale fungující v podstatě na témž principu. U některých typů je elektrolyt nahrazován polymerovou membránou nebo tuhými keramickými sloučeninami, které umožní průchod pouze některým iontům (polymery jsou organické sloučeny, známé v každodenním životě především jako umělé hmoty).
Palivové články pracují při různých provozních teplotách, od 80 °C až po 1000 °C. Články s provozními teplotami kolem 100 °C (80 – 120 °C) se nazývají nízkoteplotní , články s vyššími provozními teplotami jsou vysokoteplotní . Jejich vlastnosti jsou různé podle typu. Obecně lze ale říci, že nízkoteplotní články jsou v porovnání s vysokoteplotními méně náročné na odolnost zařízení, ale náročnější na kvalitu paliva.
Palivové články se dnes prakticky uplatňují zejména jako zdroj energie při kosmických letech (kosmická loď Apollo byla např. vybavena sérií palivových článků o celkovém výkonu 75 kW), u vojenské techniky nebo pro podmořská zařízení . Zde se používají alkalické články (elektrolytem je koncentrovaný louh draselný a palivem vodík). Tyto články mají vysokou účinnost (až 70 %), ale jsou velmi náročné na čistotu vodíku a kyslíku.
2.5 PALIVOVÉ ČLÁNKYVe světě se však začínají postupně používat i k mnohem běžnějším účelům:
· výroba elektrické energie, tepla a chladu pro užití v domácnostech a organizacích – odhaduje se, že ve světe jsou instalovány palivové články s celkovým výkonem kolem 50 MW; vzniklé teplo se využívá formou kogenerace ,
· pohon motorových vozidel (palivem bývá metanol, z něhož se získává vodík)
· výroba elektrické energie pro malé spotřebiče , např. telefony a notebooky (k tomuto účelu se zkoušejí např. membránové články).
Hlavními výhodami palivových článků jsou
· čistota jejich provozu (odpadním produktem bývá čistá voda – o hasičském voze, používajícím palivové články, se tak v nadsázce tvrdí, že si sám vyrábí vodu pro hašení),
· vysoká energetická účinnost – přibližně dvojnásobná v porovnání s výrobou elektřiny v klasických elektrárnách,
· dobré vlastnosti pro využití v provozu – možnost přetížení, nenáročná údržba.
Hlavní nevýhodou jsou velmi vysoké investiční náklady – až tisíce Kč na vyrobený Gigajoul energie.
2.5 PALIVOVÉ ČLÁNKYTato nevýhoda je důvodem, proč se palivovým článkům zatím daří zejména v oblastech, kde podnikatelská návratnost není prvořadá, například ve zmíněné kosmonautice a vojenství. S rychle postupujícím výzkumem a vývojem se však očekává jejich zlevnění a rozšíření již v průběhu následujících let, spíše než desetiletí.
Umístění palivových článků v testovacím osobním voze.
V této kapitole si představíme kombinovanou výrobu elektřiny a tepla neboli kogeneraci.2.6. KOGENERACEKogenerace znamená společnou výrobu elektřiny a tepla v jednom zařízení.
Vyrobená elektřina slouží pro vlastní spotřebu nebo ji lze prodávat do rozvodné sítě. Elektřina vyrobená při kogeneraci je ze zákona zvýhodněna podobným způsobem jako obnovitelné zdroje – regulovanými cenami. Vyrobené teplo (ve formě horké páry k vytápění) zpravidla slouží pouze pro vlastní spotřebu. Podle platného zákona by bylo možno prodávat i teplo, ale technické požadavky správců tepelné sítě jsou obvykle velmi obtížně splnitelné.
Při kogeneraci se využívá teplo, které se při výrobě elektřiny ve velkých elektrárnách odvádí bez užitku do vzduchu chladicími věžemi jako tzv. odpadní teplo. Tím se značně zvýší celková energetická účinnost: zatímco elektrárny pracují s účinností necelých 30 %, celková účinnost kogenerace (tedy poměr využité elektrické a tepelné energie k energii použitého paliva) se u kogenerace pohybuje kolem 70 – 90 %.
Princip a účinnost kogenerace přibližuje obrázek.
2.6. KOGENERACETato vysoká energetická účinnost je důvodem, proč se s kogenerací v národním hospodářství nakládá podobně jako s obnovitelnými zdroji energie. Výroba elektřiny a tepla při kogeneraci sice působí škody na životním prostředí, ale díky vysoké účinnosti je toto znečištění na jednotku vyrobené energie nízké. Kromě toho, jak dále uvidíme, se při kogeneraci velmi často používají jako palivo druhotné zdroje energie, např. bioplyn.
Zařízení pro kogeneraci – kogenerační jednotky – bývají nejčastěji poháněny pístovým spalovacím motorem Používají se však i jednotky s parními či spalovacími turbínami. Podívejme se na ně blíže:
2.6. KOGENERACEKogenerační jednotky se spalovacími motory. Tyto jednotky používají zpravidla automobilové, vznětové či zážehové motory upravené pro spalování zemního plynu nebo bioplynu . Jejich výkon je poměrně malý, řádově desítky až stovky kW. Takovéto jednotky využívají energii svého původního paliva celkem z 80 – 85 %, z toho
• 30 – 45 % pro výrobu elektřiny,
• 55 – 70 % pro výrobu tepla.
Kogenerační jednotky tohoto principu se nejlépe hodí pro výrobu elektřiny kombinovanou s ohřevem vody . Přibližně 2/3 vyrobeného tepla mají teplotu 100 °C, zbývající teplo (od výfuku) až 400 °C.
Kogenerační jednotky menších výkonů (do 100 kW) jsou vybaveny asynchronními generátory pro paralelní provoz se sítí. Asynchronní generátory nemají synchronizační zařízení, jsou jednodušší a levnější.
Kogenerační jednotky větších výkonů jsou vybaveny synchronními generátory. Mají větší účinnost a mohou pracovat nejen paralelně se sítí, ale také nezávisle na ní – v "ostrovním provozu". Mohou tak být využity i jako nouzový zdroj pro případ výpadku dodávky elektrické energie ze sítě.
2.6. KOGENERACEKogenerační jednotky se spalovacími turbínami . Pohonnou jednotkou je zde spalovací turbína (podobně jako např. u turbovrtulového letadla). Jejich výkon se pohybuje v Megawattech až desítkách Megawattů. Tyto jednotky využívají energii svého paliva přibližně ze 70 %, z toho
• 25 – 35 % pro výrobu elektřiny,
• 65 – 75 % pro výrobu tepla.
Tyto jednotky vyrábějí velké množství tepla a teplota jejich spalin dosahuje hodnot vyšších než 500 °C. Proto jsou výhodné zejména pro dodávky horké páry (technologické páry) pro výrobu v průmyslových podnicích.
Kogenerační jednotky s parními turbínami . Pohonnou jednotku zde tvoří parní turbína, tak jako v klasické tepelné elektrárně. Jejich výkon se pohybuje v Megawattech až desítkách Megawattů. Tyto jednotky využívají energii paliva přibližně ze 70 – 80 %, z toho
• 15 – 25 % pro výrobu elektřiny,
• 75 – 85 % pro výrobu tepla.
Uvedené hodnoty je předurčují především pro výrobu páry pro ústřední vytápění jako hlavní zdroj energie s tím, že elektřina představuje doplňkové využití
2.6. KOGENERACEPoměr výroby elektřiny a tepla u těchto tří typů jednoduchým způsobem znázorňuje obrázek.
2.6. KOGENERACEPodívejme se nyní v souhrnu na možnosti využití kogenerace. Z jejího charakteru je zřejmé, že se nejlépe uplatní tam, kde celoroční spotřeba elektřiny a tepla nevykazuje velké sezónní výkyvy:
• Hotely, penzióny, ubytovny, internáty mají dostatečně velkou spotřebu tepla pro vytápění a klimatizaci, velkou a vyrovnanou spotřebu elektrické energie a teplé vody během roku, rovnoměrně rozloženou během dne.
• Obchodní domy mají značnou spotřebu tepla pro vytápění a klimatizaci a elektřiny pro osvětlení a pohon klimatizace.
• Nemocnice mají velkou a rovnoměrnou spotřebu elektřiny a tepla, totéž platí pro spotřebu teplé vody. Nemocnice navíc potřebují náhradní zdroj elektřiny, kterým mohou být některé typy kogeneračních jednotek (synchronní).
• Teplárny dodávají průběžně horkou vodu a teplo do obytných domů. Prakticky veškerá vyrobená elektřina je dodávána do rozvodné sítě.
• Čistírny odpadních vod potřebují rovnoměrně teplo pro zahřívání kalu a elektřinu pro pohon technologických zařízení čistírny. Při zpracování kalu vzniká bioplyn, který lze použít pro pohon kogenerační jednotky.
• Občanská vybavenost – plavecké stadiony potřebují rovnoměrně teplo pro ohřev vody v bazénu a elektřinu pro osvětlení a pohon pomocných zařízení. Přebytek elektřiny lze prodávat do rozvodné sítě.
• Průmyslové podniky využijí kogeneraci tam, kde charakter výroby zaručuje rovnoměrnou spotřebu elektřiny a tepla, případně sama výroba vyžaduje technologickou páru a horkou vodu.
2.6. KOGENERACEO své zkušenosti s využitím kogenerace se s Vámi v krátkém videopořadu podělí ředitel plaveckého stadionu zde .
Výhodami kogenerace jsou tedy především: vysoká energetická účinnost a s ní spojené úspory paliva a možnost tržeb za elektrickou energii prodanou do rozvodné sítě.
Hlavní nevýhodou kogenerační jednotky jsou její vysoké investiční náklady. K odstranění tohoto nedostatku (částečné vyvážení této nevýhody) lze využít řady podpůrných programů ze státních prostředků, a to formou nenávratných dotací nebo zvýhodněných půjček (blíže viz v učebně Všeobecný přehled).
V této učebně si ukážeme nejstarší a nejrozšířenější druhotný zdroj energie, tedy energii, kterou získáváme z biomasy. 2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASABiomasa
Biomasa je hmota organického původu. V souvislosti s energetikou se nejčastěji jedná o dřevo a dřevní odpad, slámu a jiné zemědělské zbytky a exkrementy užitkových zvířat. Biomasa může být jak odpadem tak výsledkem záměrné výrobní činnosti v zemědělství a lesnictví.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASASituace v ČR
V České republice jsou vzhledem k velké rozloze půdy, která je využívána k zemědělským a lesnickým účelům (asi 87% z celkové rozlohy), dobré podmínky pro energetické využití biomasy. K energetickým účelům je možné využít asi 8 mil. tun pevné biomasy.
Biopalivo
Dostupný potenciál (tis. GJ/r)
Současné využití biopaliv (tis. GJ/r)
Využití (%)
Palivové
dřevo, dřevní odpad
32 800
16 200
49,4
Sláma obilnin
6 050
36
0,6
Sláma olejnin
9 800
170
1,7
Energetické
rostliny cíleně pěstěné
12 000
0
0
Bionafta
9 200
2 300
25,1
Bioplyn
7 000
1 000
14,2
Celkem
76 850
19 706
25,6
Roční produkce energie z biomasy se pohybuje okolo 20 mil. GJ, což je přibližně 1.2 % tuzemské spotřeby primárních energetických zdrojů.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASAZískávání energie z biomasy
Způsob získávání energie je podmiňován fyzikálními a chemickými vlastnostmi biomasy, proto rozdělujeme tyto procesy do několika podskupin:
• suché procesy-termochemická přeměna
- spalování
- zplynování
• mokré procesy-biochemická přeměna
- alkoholové kvašení
- metanové kvašení
• mechanicko-chemická přeměny biomasy
- esterifikace surových bio-olejů
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASA
Spalování a zplyňování biomasy (sláma, štěpky, dřevní hmota)
Ze suché biomasy se působením vysokých teplot uvolňují hořlavé plynné složky, tzv. dřevoplyn. Jestliže je přítomen vzduch, dojde k hoření, tj. jde o prosté spalování. Pokud jde o zahřívání bez přístupu vzduchu, odvádí se vzniklý dřevoplyn do spalovacího prostoru, kde se spaluje obdobně jako jiná plynná paliva. Část vzniklého tepla je použita na zplyňování další biomasy.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASAHlavní fáze spalování biomasy
• fáze sušení : odstraňuje se vlhkost z paliva.
• fáze pyrolýzy : materiál se začne ohřívat, organický materiál se rozkládá na hořlavé plyny, destilační produkty a zuhelnatělý zbytek.
• fáze spalování plynné složky : postupné hoření, prodlužování plamene.
• fáze spalování pevných složek : zuhelnatělý zbytek na roštu za přístupu dostatečného množství kyslíku vytváří oxid uhelnatý, který dále oxiduje na oxid uhličitý.
Biomasa je velmi složité palivo, protože podíl částí zplyňovaných při spalování je velmi vysoký (u dřeva je 70%, u slámy 80%). Vzniklé plyny mají různé spalovací teploty. Proto se také stává, že ve skutečnosti hoří jenom část paliva. Kouř ukazuje, zda je spalování úplné. Čím černější je kouř, tím horší je i spalování. Bílý kouř není způsoben nedokonalým spalováním, ale vypařováním vody ze dřeva.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASAPodmínky dokonalého spalování:
• vysoká teplota , neboť nejtěžší plyny se začínají spalovat až při teplotě 900 °C. Dosáhnout takové teploty je velmi obtížné protože teplota je snižována kovovými pláty kotle či kamen nebo vlhkostí obsaženou ve dřevě a přiváděnou vzduchem.
• účinné směšování se vzduchem , neboť je velmi složité smísit studený vzduch s velmi horkými plyny. Závisí na konstrukci topeniště, resp. hořáku.
• dostatek prostoru je nutný pro to, aby všechny plyny dobře shořely a nestávalo se, že budou hořet až v komíně. Biomasa hoří obecně dlouhým plamenem, na rozdíl například od koksu.
Pokud ke spalování dochází za přístupu vzduchu, jedná se o prosté hoření. V případě zahřívání paliva za nepřístupu vzduchu se uvolňuje dřevoplyn, který se odvádí do spalovacího prostoru, kde se spaluje podobně jako ostatní plynná paliva.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASAAlkoholové kvašení
K alkoholovému kvašení se využívají rostliny, které obsahují cukry a škrob (např. obiloviny, řepa, brambory, cukrová třtina, ovoce atd.). Z těchto rostlin je možné získat organickou fermentací v mokrém prostředí a následně destilací vysokoprocentní alkohol (etanol, starším názvem etylalkohol). Teoreticky lze z 1 kg cukru získat 0,65 l čistého etanolu. V praxi je však energetická výtěžnost 90 – 95% protože vedle etanolu vznikají další produkty např. glycerín. Fermentace cukrů může probíhat pouze v mokrém prostředí. Vzniklý alkohol je nakonec oddělen destilací.
Etanol je vysoce hodnotné ekologické palivo pro spalovací motory. Má antidetonační vlastnosti. Jeho nedostatkem je schopnost vázat vodu a působit korozi motoru, což lze odstranit přidáním aditiv (antikorozních přípravků).
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASAMetanové kvašení
Při rozkladu organických látek (hnůj, zelené rostliny, kal z čističek) v uzavřených nádržích bez přístupu kyslíku vzniká bioplyn. Bioplyn (dříve kalový plyn) je směs plynů: 50 až 75% metanu, 25 až 40% oxidu uhličitého, 1 až 3% dalších plynů (dusík, vodík, vzácné plyny, sirovodík, vodní páry). Tento proces, kdy se organická hmota štěpí na anorganické látky a plyn, vzniká díky bakteriím pracujícím bez přístupu kyslíku (anaerobně). Rozkládání víceméně odpovídá procesům probíhajícím v přírodě s tím rozdílem, že v přírodě probíhají i za přítomnosti kyslíku (aerobní procesy). Proto jsou meziprodukty těchto procesů odlišné a také chemické složení konečných produktů se liší. Zbytky vyhnívacího procesu jsou vysoce hodnotným hnojivem nebo kompostem.
Ze zemědělských odpadů se v největší míře využívá kejda (tekuté a pevné výkaly hospodářských zvířat promísené s vodou), případně i slamnatý hnůj, sláma, zbytky travin, stonky kukuřice, bramborová nať a další. Slámu, piliny a jiný odpad je možné zpracovávat také tímto způsobem, ale proces trvá déle.
V bioplynovém zařízení se biomasa zahřívá na provozní teplotu ve vzduchotěsném reaktoru. Obvyklá teplota je pro mezofilní bakterie 37 až 43 °C, pro termofilní 50 až 60 °C. Princip vyvíjení bioplynu je velmi jednoduchý, protože je však nutné dodržovat bezpečnostní normy, zařízení se stávají složitými, a tudíž dražšími.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASAObecně lze pro odhad bioplynového potenciálu v hnoji použít přibližné údaje:
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASABioplynový potenciál v hnoji závisí na obsahu sušiny a na složení a strávení potravy. Většina bioplynových technologií je založena na zpracování kejdy nebo tekuté rozemleté biomasy. V našich podmínkách se používají zejména dvě základní technologie na zpracování kejdy (kontinuální systém) a na zpracování slamnatého hnoje (zásobníkový systém).
Oproti spalitelné biomase je využití bioplynu obtížnější pro jeho vysoké investiční náklady a tím i vysokou cenu energie. Pro aplikaci zařízení je potřeba vybrat vhodnou lokalitu, kde je buď velká spotřeba tepla, nebo kde lze využívat elektřinu i teplo z kogenerační jednotky. Větší bioplynové stanice jsou ekonomicky rentabilnější než malé jednotky, stále však zůstává problém laciného využití velkého množství odpadního tepla (zejména v létě).
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASABiologický a chemický proces tvorby metanu se dělí do těchto etap:
• hydrolýza – přeměna organických látek na nižší rozpustné organické sloučeniny.
• acidogeneze – přeměna na mastné kyseliny.
• metanogeneze – přeměna na metan, oxid uhličitý a další látky za vhodných fermentačních podmínek (teplota, pH, atd.), které je nutné dodržovat, protože metanogenní bakterie jsou na jejich kolísání velmi citlivé. Změny prostředí ve vyhnívací nádrži (fermentoru) by mohly vést ke zpomalení nebo zastavení reakcí.
Základní podmínkou stability procesu je vyloučení pronikání kyslíku do prostoru fermentoru, protože působí jako ihibitor (utlumovač) reakce. Anaerobní proces mohou zpomalit i zastavit určité sloučeniny např. vysoké koncentrace amoniaku, antibiotika, kationty K+, Ca+, Mg+, atd.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASA
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASAEsterifikace
Z olejnatých semen (řepka, len, slunečnice) se lisuje olej. Ten se esterifikací, tj. náhradou (substitucí) metylalkoholu za glycerin mění na metylester oleje, který má podobné vlastnosti a výhřevnost jako motorová nafta. Jeho rozložitelnost v přírodě je několikrát rychlejší než u běžné nafty, což má význam pro ochranu životního prostředí, vodních zdrojů apod.
Reesterifikace probíhá za studena, v produktu zůstává 8 až 17% tuků, to omezuje dobu skladovatelnosti v létě na 3 až 4 týdny.
Výhodou jsou menší měrné investiční náklady, stabilní vysoká kvalita bionafty. Reesterifikace za tepla umožňuje zvýšit výtěžnost, ale i technologickou spotřebu energie.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASAZdroje biomasy využitelné k energetickým účelům
Biomasa záměrně pěstovaná
Energetické rostliny je možné rozdělit na rychlerostoucí dřeviny a rostliny bylinného charakteru. Výhodou energetických bylin je krátké vegetační období, snadnější výsev, možnost zpracování i na neenergetické účely, možnost rychlé změny druhu rostlin.
Druhy biomasy:
• Výroba etylalkoholu: cukrová řepa, obilí, brambory, atd..
• Výroba olejů a metylesterů: řepka olejná, slunečnice, len, atd..
Výroba paliva:
• Energetické byliny: řepka, konopí, amaranthus, šťovík, topinambur, komonice bílá, lesknice, psineček, ovsík, kostřava, atd..
• Energetické dřeviny: vrba, topol, olše, akát, platan, líska, atd.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASABiomasa odpadní
• Rostlinné zbytky ze zemědělské prvovýroby: kukuřičná, obilná, řepková sláma, zbytky po likvidaci křovin a lesních náletů, odpady ze sadů a vinic, luk a pastvin.
• Odpady z živočišné výroby: exkrementy hospodářských zvířat, zbytky krmiv.
• Lesní odpady: dřevní hmota z lesních probírek, kůra, větve, pařezy, kořeny, palivové dřevo, manipulační odřezky, klest.
• Komunální organické odpady: kaly z odpadních vod, organický komunální odpad, zbytky z údržby zeleně a travnatých ploch.
• Organické odpady z potravinářské a průmyslové výroby: odpady z jatek, mlékáren, lihovarů, z dřevařských provozoven.
Úprava dřeva
Nejčastějším způsobem je úprava kusového dřeva, které se řeže na polena vhodných délek. Piliny a hoblovačky se neupravují. Nehomogenní odpad z dřevozpracujících závodů, štěpka, klest se mechanicky drtí. Technologie používaná na rozměrovou úpravu dřeva jsou např. stříhací zařízení, sekačky, drtiče. Nadrcené palivo se dále upravuje na brikety, pelety.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASABrikety
Brikety jsou válcová tělesa o délce 25 cm vyrobené z biomasy drcením, sušením a lisováním bez jakýchkoliv chemických přísad.
Lisováním se dosahuje vysoké hustoty (1200 kg/m3), což je důležité pro objemovou minimalizaci paliva. Vysoká výhřevnost (19 MJ/kg) je zárukou nejnižších nákladů na vytápění.
Nízká popelnatost (0,5%), neomezená skladovatelsnost, bezprašnost a snadná manipulace jsou vlastnosti, které toto palivo řadí na pozici paliva špičkových parametrů.
Pelety
Peleta je název pro granuli kruhového průřezu s průměrem okolo 6-8 mm a délkkou 10-30 mm. Pelety jsou vyrobeny výhradně z odpadového organického materiálu – biomasy (dřevní odpad, piliny, hobliny, průmyslové rostliny) bez jakýchkoliv chemických přísad
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASAZařízení na spalování biomasy
Lokální (místní) topidla
Používají se pro vytápění malých prostor v oblastech, kde je dostatek paliva. Mohou být doplňkem ústředního vytápění, připojená na radiátorový okruh.
Krbová kamna (ocelová nebo kachlová) teplovzdušná, ohřívají okolní vzduch nasáváním do otvorů mezi vnitřním a vnějším pláštěm topidla. Ohřátý vzduch vystupuje otvory v horní části kamen do místnosti. Podíl sálavé složky tepla od kamen činí cca 25 – 30% a projevuje se hlavně při chladnutí, nebo ukončení vytápění.
Klasická, ocelová, litinová sporáková kamna , která jsou kombinací přímotopných a stáložárných kamen. Snadno se rozehřívají, dokonalým spalováním produkují více tepla, než je potřeba.
Cihlové pece a kachlová kamna na dřevo mají vysokou účinnost, jsou dostatečným zdrojem tepla po celý den. Poskytují příjemné sálavé teplo, čímž jsou ve srovnání s radiátorovým vytápěním úspornější. Podíl sálavé složky tepla od kamen činí cca 25 – 30% a projevuje se hlavně při chladnutí, nebo ukončení vytápění.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASAVýhody lokálních topidel:
• Levný provoz, zejména pokud je vlastní zdroj paliva.
• Možnost kombinace s ústředním vytápěním na plyn, elektrickou energií. V přechodném období (jaro, podzim) mohou plně krýt potřebu tepla. Úspory mohou dosáhnout až 30% původních nákladů.
• Nízká pořizovací cena zařízení.
Kotle pro ústřední vytápění
Kotle jsou určeny pro ústřední vytápění objektů, jako zdroje k sušárnám, pro ohřev teplé užitkové vody a dalšímu použití. Jsou určeny výhradně pro spalování dřeva, polen, briket, štěpky, pelet.
Kotle pro rodinné domky pracují obvykle tak, že se nejprve palivo zplyňuje a teprve potom se plyn spaluje. Regulovatelnost výkonu je srovnatelná s plynovými kotli.
Přikládat je nutno asi 4x za den, popel se vybírá přibližně jednou týdně.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASAVýhody kotlů:
• Levný provoz, zejména pokud je vlastní zdroj paliva.
• Snadná regulovatelnost.
Kotle pro automatické spalování štěpky a pilin, slámy Tyto kotle jsou určeny pro velké výkony - do 2,5 MW. Jsou konstruovány jako bezobslužné, pouze s občasným dozorem. Bývají vybaveny automatickým přikládáním paliva a jsou schopny spalovat i méně kvalitní a vlhčí biomasu (dřevní štěpku, kůru, piliny, slámu, papír, atd.).
Kotle nad 100 kW se používají pro průmyslové aplikace nebo v systémech centrálního zásobování teplem. Konstruovány jsou jako stavebnice, skládají se ze tří částí: hořák, dohořívací komora, výměník.
Někdy se tato zařízení využívají pro kombinovanou výrobu tepla a elektřiny (kogenerace).
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASAEmise škodlivin při spalování biomasy
Při správném spalování biomasy se uvolňuje jen tolik oxidu uhličitého, kolik je zpět absorbováno rostoucími rostlinami. Nedochází tedy ke zhoršování skleníkového efektu. Biomasa obsahuje pouze zanedbatelné množství síry, při spalování nevzniká oxid siřičitý. Hodnoty emisí oxidů dusíku jsou závislé na množství dusíkatých látek v biopalivu. Neměla by se spalovat biomasa s obsahem dusíku vyšším jak 1,5% (mladé rostliny, jeteloviny). Hodnoty oxidů dusíku závisí také na teplotě spalování. Při teplotě vyšší než 1200 o C v topeništi dochází k jejich uvolňování.
Pokud dojde ke spalování za teploty nižší jak 500 °C, uvolňují se nespálené dehtové plyny.
Polétavý popel z komína může obsahovat částice těžkých kovů. Tomu lze poměrně snadno zabránit instalací dodatečného lapače jisker na komín.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASAVýhody a nevýhody využití biomasy
Výhody biomasy:
• Biomasa má jako zdroj energie obnovitelný charakter.
• Biomasa je tuzemským zdrojem energie, který není vázán jen na určitou lokalitu, což znamená úsporu finančních prostředků a energie za dopravu.
• Pěstováním energetických plodin je možné využívat přebytečnou zemědělskou půdu. Půdy, které se nehodí nebo nejsou potřebné k potravinářské výrobě.
• Likvidace odpadů, zbytek po zpracování lze využít jako hnojiva.
• Spalování pevných komunálních odpadů (na jednu osobu připadá cca 500 – 800 kg pevných odpadů za rok).
• Energetické využití biomasy má menší negativní dopady na životní prostředí.
2.7. ENERGIE Z DRUHOTNÝCH ZDROJŮ - BIOMASANevýhody biomasy:
Nevýhody biomasy závisí na jejím typu.
• Větší obsah vody a tudíž nižší výhřevnost (dřevní hmota).
• Větší objem paliva, vyšší nároky na skladovací prostory.
• Nutnost úpravy paliva (sušení, tvarování, atd.) vyžadují investice do nových zařízení.
• U výroby a využití bioplynu poměrně vysoké investiční náklady na technická zařízení, což zvyšuje cenu vyrobené energie.
• Poměrně složitá manipulace s palivem ve srovnání s plynem, elektřinou, LTO.
• Nutnost likvidace popela.
• Místní využití paliva.
Tak tedy, shrňme si nyní to nejdůležitější z obnovitelných zdrojů energie.2.8 SHRNUTÍMezi obnovitelné zdroje energie, které jsou u nás nejčastěji užívány, patří energie slunce, vody a větru a energie vyráběná v palivových článcích. Do stejné kategorie jako obnovitelné zdroje řadíme i kogeneraci, tedy kombinovanou výrobu elektřiny a tepla, tepelná čerpadla a využívání energie biomasy, jako nejčastějšího druhotného zdroje v našich podmínkách.
Energii slunce lze využít buď k přímé výrobě elektřiny ve fotovoltaických článcích nebo k výrobě tepla, zejména teplé užitkové vody, ve slunečních kolektorech.
Sluneční kolektory se často kombinuji s tepelnými čerpadly. Tepelná čerpadla využívají energii země, vody či vzduchu o nízké teplotě k ohřevu menšího množství chladiva na vysokou teplotu, a tím k vytápění nebo k ohřívání užitkové vody.
Energie vody je využívána především ve vodních elektrárnách. Mezi obnovitelné zdroje v národohospodářském smyslu řadíme tzv. malé vodní elektrárny o výkonu do 10 MW. Elektrická energie se zde vyrábí v generátorech poháněných vodními motory. Tyto motory, mezi něž patří vodní kola a vodní turbíny, využívají polohovou a pohybovou energii vody k přeměně na energii elektrickou.
2.8 SHRNUTÍEnergie větru se využívá ve větrných elektrárnách, jejichž rotor se otáčí kolem vodorovné či svislé osy. Kvůli hluku, které vydávají, nelze větrné elektrárny stavět v těsné blízkosti obydlí.
Využívání energie slunce, větru a vody má v naší zemi velmi dlouhou tradici. Jejich úskalím jsou v našich zeměpisných podmínkách roční výkyvy počasí, a tím problematický a nerovnoměrný přísun energie.
Palivové články využívají elektrochemických jevů k přímé výrobě elektřiny v rámci oxidace (okysličování) paliva. Tím je nejčastěji vodík, zpravidla uvolňovaný ze složitějších sloučenin. Ačkoliv se dnes palivové články pro svou nákladnost používají především v kosmonautice a vojenství, je jim přisuzována velká perspektiva v budoucnosti jako energii pohonu.
Kogenerace je kombinovaná výroba elektřiny a tepla v malých jednotkách, zpravidla poháněných spalovacím motorem. Její užitek pro životní prostředí spočívá v tom, že využívá oba druhy energie a snižuje tak energetické ztráty na minimum.
2.8 SHRNUTÍBiomasa je hmota organického původu. V souvislosti s energetikou se nejčastěji jedná o dřevo a dřevní odpad, slámu a jiné zemědělské zbytky a exkrementy užitkových zvířat. Energie se z biomasy získává spalováním, a to buď samotné biomasy nebo bioplynu, který se z ní uvolňuje. Při správném spalování vydává biomasa právě tolik oxidu uhličitého, kolik absorbují rostliny. Tím její spalování nepřispívá ke skleníkovému efektu.
Hlavní výhodou všech obnovitelných zdrojů energie je jejich čistý provoz, který neškodí životnímu prostředí. Jejich hlavním problémem je skutečnost, že ačkoliv sama energie je zadarmo, zařízení na její přeměnu jsou nákladná k poměru k množství vyrobené energie. Energie z obnovitelných zdrojů je tak zpravidla dosti drahá. Tato situace je lepší u druhotných zdrojů, v závislosti na způsobu jejich využívání.
Využívání obnovitelných a druhotných zdrojů energie tedy nabízí velké příležitosti, ale i rizika, především finanční. Proto je nutné, aby instalaci zařízení na výrobu energie z těchto zdrojů předcházel projekt, který důkladně a racionálně posoudí všechny technické, přírodní a finanční okolnosti a nabídne co nejlepší řešení.
1. Energii slunce lze používat pro2.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) výrobu tepla
b) výrobu elektřiny
c) výrobu elektřiny a tepla
2. Sluneční kolektory je nejlépe orientovat na2.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) jihovýchod
b) jihozápad
c) jih
3. Nejčastěji užívanými typy vodních turbín jsou2.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) Francisova, Kaplanova a Peltonova
b) Francisova, Kaplanova a Mayerbergrova
c) Francisova, Kaplanova a Bánkiho
4. Vodní motory využívají převážně2.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) kinetickou energii vody
b) kinetickou a potenciální energii vody, podle typu motoru
c) potenciální energii vody
5. Větrnou elektrárnu2.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) lze postavit blízko obydlí, protože je tichá a bezpečná
b) nelze postavit blízko obydlí, protože vydává nepříjemný hluk
c) nelze postavit blízko obydlí, protože vytváří nepříjemný průvan
6. Větrné rotory mají2.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) vertikální osu rotace
b) vertikální nebo horizontální osu rotace
c) horizontální osu rotace
7. Tepelné čerpadlo využívá2.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) velké množství tepla země o nízké teplotě
b) malé množství tepla země o nízké teplotě
c) velké množství tepla země o vysoké teplotě
8. Topný faktor tepelného čerpadla je 2.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) poměr teploty a získaného tepla
b) poměr tepelného výkonu k příkonu kompresoru
c) poměr tepelného výkonu k venkovní teplotě
9. Palivové články se nejčastěji používají2.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) při kosmických letech
b) při výrobě elektřiny pro automobilové přívěsy
c) při spalování odpadu
10. Kogenerace je výhodná zejména pro2.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) rodinné domky s elektrickým vytápěním
b) průmyslovou výrobu s velkými ročními výkyvy ve spotřebě elektřiny
c) plavecké stadiony a nemocnice
11. Při správném spalování biomasy2.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) se uvolňuje méně oxidu uhličitého, než kolik jej absorbují rostliny
b) se uvolňuje právě tolik oxidu uhličitého, kolik jej absorbují rostliny
c) se uvolňuje více oxidu uhličitého, než kolik jej absorbují rostliny
12. Podmínkou dokonalého spalování biomasy je2.9 KONTROLNÍ OTÁZKY a) vysoká teplota a účinné směšování se vzduchem
b) vysoká teplota, účinné směšování se vzduchem a dostatek prostoru ke spalování
c) vysoká teplota, účinné směšování se vzduchem, dostatek prostoru ke spalování a dokonalé vysušení před spalováním
V této učebně se seznámíme s příležitostmi k úsporám energie. Podrobněji se přitom podíváme na dvě důležité oblasti, ve kterých lze energii významně uspořit: zateplování budov a výběr energeticky úsporných spotřebičů podle jejich štítkování.ÚSPORY ENERGIE Učebna obsahuje následující kapitoly, do nichž se vchází z této stránky:
3.1 Úspory energie a chování spotřebitelů energie
3.2 Zateplování budov
3.3 Energeticky úsporné spotřebiče a energetické štítky
3.4 Shrnutí
3.5 Kontrolní otázky
V této kapitole si povíme základní informace o úsporách energie. Zároveň si ukážeme, jak může úsporám energie přispět chování spotřebitelů energie, tedy naše chování.3.1 ÚSPORY ENERGIE A CHOVÁNÍ SPOTŘEBITELŮ ENERGIENejprve si ukažme několik zajímavých údajů o ekologických a finančních dopadech výroby a spotřeby energie. Některé již známe z úvodní učebny Všeobecný přehled:
• Pro výrobu 1 Gigajoulu (GJ) energie je v průměru třeba například spálit 80 kg hnědého uhlí nebo 30 m3 zemního plynu.
• 1 Gigajoul (GJ) energie v průměru ročně zatíží přírodu půl kilogramem tuhých emisí (saze, prach), téměř 100 kilogramy oxidu uhličitého (skleníkového plynu ), 0,6 kg oxidu siřičitého a 0,2 kg ostatních emisí.
• 1 Gigajoul (GJ) energie stál v roce 2002 domácnost v průměru 315 Kč. V tom cena tepla činila zhruba 150 Kč/GJ (hnědé uhlí), 240 Kč/GJ (zemní plyn), 370 Kč (lehký topný olej – nafta) nebo až 390 Kč/GJ (elektřina přímotop).
3.1 ÚSPORY ENERGIE A CHOVÁNÍ SPOTŘEBITELŮ ENERGIEJak ukazuje graf, nejvíce energie se v domácnosti spotřebuje na vytápění, následuje příprava teplé vody a ostatní spotřeba elektrickými spotřebiči.
Vytápění
55 - 60%
Příprava teplé
užitkové vody
20 - 25%
Vaření a
pečení
5 – 10%
Ostatní
spotřeba (elektrické spotřebiče)
5 – 20%
3.1 ÚSPORY ENERGIE A CHOVÁNÍ SPOTŘEBITELŮ ENERGIENa kolik korun nás přijde úspora 1 Gigajoulu (GJ) takto spotřebované energie?
• Na utěsnění oken zaplatíme přibližně 20 Kč za uspořený Gigajoul.
• Na zateplení domovních fasád a vylepšení topných zařízení zaplatíme desítky až stovky Kč za uspořený Gigajoul.
• Při náhradě klasické 100 Wattové žárovky úspornou zářivkou zaplatíme kolem 85 Kč za uspořený Gigajoul.
Budeme-li jednoduše dbát, abychom netopili či nesvítili zbytečně, nebude nás uspořený Gigajoul stát nic.
Změna chování přitom vyžaduje jen snahu spotřebitelů, tedy snahu nás všech. Použijme trochu psychologie a ukažme si následující příklad, který nás možná ovlivní:
V jednom pražském bytovém družstvu byla provedena kompletní rekonstrukce topení. Poté byly na radiátory pod záminkou měření spotřeby tepla nalepeny zcela obyčejné nálepky, které byly pravidelně „kontrolovány“. Spotřeba tepla náhle klesla o více než 30 % a i poté, co byl tento trik na obyvatele domu zveřejněn, zůstala stále o 20 % nižší než před akcí s nálepkami. Obyvatelé zkrátka zjistili, že se dá topit tak, aby se spotřebovalo méně energie.
Závěr? Vyplatí se investovat do úspor energie. Žádná technická zlepšení však nebudou nic platná bez změny chování spotřebitelů energie. Nejlevnější energie je zkrátka ta, která se nespotřebuje.
Tato kapitola nám ukáže, kde na budovách vznikají tepelné ztráty a jak jim je možné zabránit. 3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOVTepelná ztráta budovy
Spotřeba energie na vytápění v budově je dána celkovou tepelnou ztrátou budovy. K tepelným ztrátám dochází
• prostupem tepla stěnami, okny a dveřmi, stropy, střechou a podlahami – tedy prostupem tepla obvodovými a vnitřními konstrukcemi budovy,
• netěsnostmi oken a dveří a větráním – tedy výměnou vzduchu.
Tabulka a obrázek ukazují, jak velký podíl tepla se ztrácí v jednotlivých částech domu.
Konstrukce domu
Izolovaný
Dvojdům
Řadový
Bytový vícepodlažní
Obvodové stěny
15 – 30%
15 – 25%
12 – 20%
30 – 40%
Vnitřní stěny
5 – 15%
10 – 20%
5 – 10%
5 – 10%
Střecha nebo
strop pod půdou
5 – 15%
8 – 15%
10 – 15%
5 – 8%
Strop nad
sklepem nebo podlaha na terénu
5 – 8%
7 – 10%
10 – 12%
4 – 6%
Okna a vstupní
dveře (včetně infiltrace)
48 – 55%
40 – 45%
40 – 50%
40 – 50%
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOVTepelná ztráta prostupem konstrukcemi
Tepelný ztráta prostupem konstrukcemi Q je množství tepla, které prochází konstrukcí v důsledku tepelného rozdílu mezi vnitřním a vnějším prostředím. Stanovuje se ze vztahu:
Q = U . S . Δθ [W]
kde U součinitel prostupu tepla konstrukcí [W.K/m²]
S plocha stěny [m²]
Δθ rozdíl teplot vzduchu vnitřního a vnějšího prostředí [K]
Teplotní spád je dán výpočtovými teplotami vnitřního a vnějšího vzduchu, které jsou např. pro bytové stavby θi = 20 °C a θe = -15 °C.
Součinitel prostupu tepla se stanoví ze vztahu
[W.K/m²]
v němž R je tepelný odpor konstrukce.
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOVPro jednovrstvé konstrukce platí.
[m².K/W]
kde d = tloušťka konstrukce
λekv = tepelná vodivost materiálu (viz ČSN 73 0540:94).
Stanovení tepelného odporu a součinitele prostupu tepla u vícevrstvých konstrukcí je nejlepší přenechat odborníkům.
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOVPro budoucí energetiky uvádíme orientačně hodnoty tepelných odporů a součinitelů prostupu tepla pro některé skladby konstrukcí:
Skladba konstrukce
Tepelný odpor konstrukce
Součinitel prostupu tepla
Cihelná stěna
z plných cihel na tl. 450 mm s omítkami
0,520
1,450
Stěna z
cihelných bloků POROTHERM na tl. 450 mm
2,300
0,405
Stěna z
plynosilikátových tvárnic YTONG na tl. 400 mm
2,660
0,354
Šikmá střešní
konstrukce s deskami ORSIL v tl. 160 mm
3,200
0,300
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOVTepelná ztráta výměnou vzduchu
Tepelná ztráta výměnou vzduchu se uskutečňuje netěsnostmi konstrukcí, a to hlavně u okenních a dveřních spár. Snížení tepelných ztrát výměnou vzduchu lze dosáhnout utěsněním spár. Kvalita utěsnění se vyjadřuje součinitelem průvzdušnosti spárou. Hodnoty součinitelů průvzdušnosti při různých druzích těsnění uvádí následující tabulka:
Typ těsnění okenní spáry
součinitel průvzdušnosti podle ČSN 73 0540:94
iLV [m².s-1.Pa-h]
Okno dřevěné zdvojené netěsněné
1,40 x
10 - 4
Okno těsněné "kovotěsem"
0,70 x
10 -4
Okno těsněné molitanovými pásky
0,50 x
10 -4
Okno těsněné neoprenovými profily
0,20 - 0,40 x
10 -4
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOVTepelná pohoda
Pocit tepla či chladu, který člověk vnímá v místnosti, zdaleka nezávisí jen na teplotě vzduchu. Klíčem k němu je tepelná pohoda .
Tepelná pohoda je závislá na následujících faktorech:
• teplota vnitřního vzduchu,
• vlhkost vzduchu,
• povrchová teplota konstrukcí (stěn, oken, dveří) obklopujících místnost,
• rychlost proudění vnitřního vzduchu.
Teplota vzduchu v obytných místnostech se má pohybovat v rozmezí kolem 20o C. Nemělo by docházet ani k přetápění, ani by neměla být teplota trvale příliš nízká. V prvním případě se zbytečně zvyšují náklady na vytápění (poklesem teploty o 1 °C lze snížit náklady až o 5 %). Ve druhém případě má člověk pocit chladu a při delším pobytu může snadno onemocnět.
Vlhkost vzduchu závisí na množství vodních par, které jsou ve vzduchu obsaženy. Nejčastěji se vyjadřuje jako tzv. relativní vlhkost a udává se v procentech. V obytných místnostech má být relativní vlhkost v rozmezí od 30 do 70 %. Při nižší vlhkosti se zvyšuje odpařování z povrchu lidského těla, které se tím ochlazuje. Při vyšších hodnotách vlhkosti je naopak odpařování vody z těla znesnadněno a člověk se potí. Ohříváním vzduchu v místnosti se relativní vlhkost snižuje a člověk pak může mít i při vyšší teplotě vzduchu pocit chladu. Řešením přitom není další zvyšování teploty, ale zvýšení vlhkosti vzduchu, například pomocí odpařovače.
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOVPovrchová teplota stavebních konstrukcí (stěn, podlah, oken, dveří atd.) a vybavení místnosti má také velký vliv na tepelnou pohodu. Příliš velký rozdíl mezi teplotou vzduchu a povrchovou teplotou je člověku nepříjemný. Rozdíl teplot by proto neměl být větší než 4°C a součet teplot by se měl pohybovat kolem hodnoty 38°C.
Větrání zajišťuje náhradu vydýchaného vzduchu v místnosti čerstvým vzduchem venkovním. Větrání musí být dostatečně intenzivní.Nesmí být však příliš dlouhé, aby se při něm zbytečně neochladily stěny místnosti. V případech naprostého, téměř dokonalého utěsnění spár z důvodů úspor tepla vzniká velké nebezpečí kondenzace par v koutech a rozích místností, které přináší vznik plísní. Tomu lze právě předcházet správným větráním.
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOVZásady snižování spotřeby energie na vytápění budov
Celkové snížení spotřeby tepla na vytápění budovy se provádí na podkladě energetického auditu budovy. Ten mimo jiné zahrnuje
• rozbor současných tepelných ztrát,
• rozbor současné spotřeby paliva na vytápění a větrání objektu, na ohřev teplé užitkové vody, provoz spotřebičů apod.
Abychom snížili spotřebu energie na vytápění budovy, musíme
• zamezit úniku tepla stěnami, stropy, okny a dveřmi (konstrukcemi)
=> vnější či vnitřní tepelná izolace konstrukcí, utěsnění oken a dveří
• vybavit budovu optimálním topením , tedy takovým topným zařízením, které nebude dávat více ani méně tepla, než obyvatelé potřebují, a které umožní teplo regulovat
=> optimalizace vytápěcí soustavy,
• vytápět budovu optimálním způsobem , tedy tak, aby nedocházelo ke zbytečné spotřebě energie; dosáhnout toho lze tím, že množství tepla bude citlivě regulováno
=> optimalizace vytápěcího režimu místností.
(Poznámka: „optimus“ = latinsky „nejlepší“. Odtud „optimální“ = „co nejlepší“ a „optimalizovat“ = „udělat co nejlepší“)
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOVÚčinné zateplení budovy proto zpravidla obsahuje všechny tyto typy opatření. Často bývá spojeno s dalšími stavebními úpravami, jako je např. vybudování střešních nástaveb u panelových domů. Příklad ukazuje následující krátké video zde .
Má-li být snížení tepelných ztrát účinné, je nutné tepelně izolovat dále uvedené konstrukce tak, aby byla zajištěna souvislá obálka tepelnou izolací:
• vnější stěnové konstrukce,
• střešní konstrukce a strop pod nevytápěným půdním prostorem,
• stropní konstrukci nad nevytápěným suterénem či podlahu na terénu,
• vnitřní konstrukce mezi vytápěnými a nevytápěnými místnostmi,
• okna a vnější dveře.
K tepelným ztrátám okny a vnějšími dveřmi dochází jednak prostupem tepla přes zasklení a rámy a jednak infiltrací vzduchu spárami mezi okenním rámem a křídly či mezi rámy a stěnovými konstrukcemi.
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOVPro snížení tepelných ztrát prostupem okny a dveřmi lze použít tato opatření:
• zvýšení počtu skel (dodatečné přídavné zasklení),
• osazení speciálních skel s odrazivou vrstvou,
• vybavení oken těžkými závěsy, roletami, okenicemi či žaluziemi,
• nalepení speciálních odrazivých fólií.
Snížení tepelných ztrát infiltrací dosahujeme utěsněním. Jeho příklady byly uvedeny v souvislosti s tepelnými ztrátami výměnou vzduchu. Při utěsnění spár je třeba dávat pozor na zvýšené riziko kondenzace páry a tím vzniku plísní, o němž byla řeč v souvislosti s tepelnou pohodou.
Pro ty z Vás, kteří budete v budoucnu stavaři nebo energetici, nyní ukážeme některé užitečné zásady pro projektování nových budov a zateplování existujících:
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOVZákladní zásady navrhování stavebních objektů z hlediska snížení energetické náročnosti na vytápění
Chceme-li, aby budoucí stavba byla co nejméně náročná na vytápění, je třeba při jejím projektování dodržet tyto zásady:
• co nejméně vstupů do objektu, u vstupů do objektu a vytápěných prostor vytvářet zádveří,
• vytápěné části objektu umístit do skupin oddělených dveřmi od prostor nevytápěných,
• je-li to možné, řadit místnosti se stejnou vnitřní teplotou vedle sebe horizontálně i vertikálně (nestřídat pokud možno místnosti s rozdílnou teplotou vnitřního vzduchu a s různou dobou vytápění),
• dát budově optimální tvar z hlediska poměru plochy obvodového pláště k objemu (ne dlouhé přízemní budovy apod.),
• využívat pevná okna s ventilačními křídly, osazovat prahy u dveří,
• navrhovat okna s vícenásobným zasklením, okna se speciálním zasklením apod., využívat doplňkové prvky oken, jako žaluzie, závěsy, okenice,
• nenavrhovat zbytečně vysoké hygienické místnosti,
• místnosti příslušenství nevytápět na teplotu obytných místností,
• velikost oken řešit tak, aby docházelo k co nejnižším tepelným ztrátám a aby byla zároveň využita sluneční energie,
• z tohoto důvodu umisťovat na osluněné straně budovy prosklené nevytápěné lodžie, zimní zahrady apod..
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOVZásady navrhování dodatečných tepelných izolací
Dodatečně tepelně izolovat lze z vnější a výjimečně též z vnitřní strany konstrukce. Oba způsoby mají své výhody a nevýhody.
Výhodou izolace z vnější strany je zejména zvýšení akumulace tepla v konstrukcích. Při tomto způsobu rovněž nevznikají problémy s kondenzací páry uvnitř budovy.
Nevýhodou je zejména nutnost chránit tepelnou izolaci před působením povětrnostních podmínek, nutnost izolovat celou plochu konstrukce a celkově pracné provedení izolace.
Izolace z vnitřní strany jsou technologicky a ekonomicky výhodné, zejména pro snadnější přístup a možnosti izolovat pouze část stavby.
Nevýhodou je pak riziko kondenzace vodní páry a dalších změn uvnitř konstrukce, snížení jejích tepelně akumulačních vlastností a snížení plochy bytu.
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOVPoznámka: Podle vžitého způsobu výstavby v naší zeměpisné oblasti je v tomto případě tepelně akumulační vlastnost konstrukce uváděna jako výhoda. Existuje však i odlišný přístup, častý např. ve Francii. Tento přístup prosazuje naopak nízkou akumulaci tepla v konstrukcích s vnitřním zateplením a je postaven na zásadě „teplo pouze tam a tehdy, jak je třeba“. Oby tyto přístupy mají v ČR své zastánce i odpůrce a oba používají shodné argumenty – úspory energie. Při rozhodování mezi nimi je proto nejlépe spoléhat na kvalitní propočty a zdravý úsudek.
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOV
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOV
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOV
3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOV
Následuje VIDEO3.2 ZATEPLOVÁNÍ BUDOV
V této kapitole si ukážeme, jaké příležitosti přináší výběr energeticky úsporných spotřebičů pomocí energetických štítků a jak energetickým štítkům rozumět3.3 ENERGETICKY ÚSPORNÉ SPOTŘEBIČE A ENERGETICKÉ ŠTÍTKYÚsporám energie, a tím i přírodě a rodinnému či firemnímu rozpočtu, lze přispět uvážlivým výběrem elektrických spotřebičů podle jejich spotřeby energie. Pomůckou pro snadné rozlišení jsou energetické štítky .
Umístění a podobu energetických štítků předepisuje vyhláška Ministerstva průmyslu a obchodu č. 215/2001 Sb., kterou se stanoví podrobnosti označování energetických spotřebičů energetickými štítky a zpracování technické dokumentace, jakož i minimální účinnost energie pro elektrické spotřebiče uváděné na trh (zkráceně: vyhláška o energetických štítcích).
Energetický štítek
• ukazuje jednoduchým způsobem pomocí barevného rozlišení a zařazení do třídy energetické účinnosti od A (tmavozelená) = velmi úsporný po G (červená) = málo úsporný, zda je spotřebič méně či více náročný na spotřebu elektrické energie,
• uvádí technické podrobnosti spotřeby energie a užitných vlastností v rozlišení podle typu spotřebiče.
V této kapitole si ukážeme, jaké příležitosti přináší výběr energeticky úsporných spotřebičů pomocí energetických štítků a jak energetickým štítkům rozumět3.3 ENERGETICKY ÚSPORNÉ SPOTŘEBIČE A ENERGETICKÉ ŠTÍTKYEnergetické štítky jsou předepsány pro následující elektrické spotřebiče:
• automatické pračky,
• bubnové sušičky prádla,
• pračky kombinované se sušičkou,
• chladničky, mrazničky a jejich kombinace,
• myčky nádobí,
• elektrické trouby,
• elektrické ohřívače vody,
• zdroje světla.
V této kapitole si ukážeme, jaké příležitosti přináší výběr energeticky úsporných spotřebičů pomocí energetických štítků a jak energetickým štítkům rozumět3.3 ENERGETICKY ÚSPORNÉ SPOTŘEBIČE A ENERGETICKÉ ŠTÍTKYDůležité pro spotřebitele je zejména porovnání konkrétní spotřeby uvedené na štítku v kilowatthodinách s jeho zařazením do třídy energetické účinnosti:
• Konkrétní spotřeba nám říká, kolik tento spotřebič (za podmínek blíže určených na štítku – např. prací cyklus a teplota vody) spotřebuje elektrické energie. Jinými slovy, kolik nás bude stát peněz a jakou přibližnou výši škod představuje na životním prostředí
• Zařazení do třídy energetické účinnosti tuto spotřebu měří ve vztahu k jednotce užitku spotřebiče (např. kilogram vypraného prádla) a porovnává ji se spotřebami jiných obvyklých spotřebičů tohoto druhu. Při tomto porovnání ji zařadí do jednoho z číselných intervalů takovýchto spotřeb, které tvoří třídy energetické účinnosti.
Obdobně jako zařazení do třídy energetické účinnosti – tedy zařazením do číselného intervalu v rozmezí obvyklých hodnot - se na energetickém štítku posuzují i další užitečné vlastnosti spotřebiče, jako např. účinnost praní, sušení, mytí, apod. Podkladem pro toto zařazení jsou testy podle technických norem ČR (a tedy i Evropské unie).
V této kapitole si ukážeme, jaké příležitosti přináší výběr energeticky úsporných spotřebičů pomocí energetických štítků a jak energetickým štítkům rozumět3.3 ENERGETICKY ÚSPORNÉ SPOTŘEBIČE A ENERGETICKÉ ŠTÍTKY
V této kapitole si ukážeme, jaké příležitosti přináší výběr energeticky úsporných spotřebičů pomocí energetických štítků a jak energetickým štítkům rozumět3.3 ENERGETICKY ÚSPORNÉ SPOTŘEBIČE A ENERGETICKÉ ŠTÍTKYPoznámka: Česká republika je jako první z postkomunistických zemí dlouholetým členem evropských standardizačních orgánů – CEN, CENELEC a ETSI. Toto členství předpokládá harmonizaci – tedy obsahovou shodu – nejméně 80 % technických norem ČR s technickými normami EU.
V této kapitole si ukážeme, jaké příležitosti přináší výběr energeticky úsporných spotřebičů pomocí energetických štítků a jak energetickým štítkům rozumět3.3 ENERGETICKY ÚSPORNÉ SPOTŘEBIČE A ENERGETICKÉ ŠTÍTKYPokud je na energetickém štítku uveden hluk (hlučnost) spotřebiče, udává se v decibelech (dB). Pro posouzení hluku Vám poslouží následující tabulka:
Zvuk
Hladina intenzity zvuku [dB]
Zvukový práh
0
Šelest listí
10
Šum listí
20
Pouliční hluk
v tichém předměstí
30
Tlumený
rozhovor
40
Normální
pouliční hluk
50
Hlasitý
rozhovor
60
Hluk na silně
frekventovaných ulicích velkoměsta
70
Hluk v
tunelech podzemních železnic
80
Hluk
motorových vozidel
90
Maximální hluk
motorky
100
Hlasité
obráběcí stroje
110
Startující
letadlo ve vzdálenosti 1 m
120
Hluk působící
bolest
130
V této kapitole si ukážeme, jaké příležitosti přináší výběr energeticky úsporných spotřebičů pomocí energetických štítků a jak energetickým štítkům rozumět3.3 ENERGETICKY ÚSPORNÉ SPOTŘEBIČE A ENERGETICKÉ ŠTÍTKYPodoba energetického štítku a údaje na něm uváděné jsou analogické pro většinu vyjmenovaných spotřebičů. Následující obrázek ukazuje jako příklad energetický štítek pro automatickou pračku. Výjimkou jsou dva druhy spotřebičů:
• elektrické trouby,
• zdroje světla,
které mají energetické štítky poněkud odlišné.
(Poznámka: obrázky představují vzory z vyhlášky o energetických štítcích. Místo údajů „xyz“ nebo „0,0“ jsou v praxi na spotřebičích uvedeny konkrétní hodnoty.)
V této kapitole si ukážeme, jaké příležitosti přináší výběr energeticky úsporných spotřebičů pomocí energetických štítků a jak energetickým štítkům rozumět3.3 ENERGETICKY ÚSPORNÉ SPOTŘEBIČE A ENERGETICKÉ ŠTÍTKY
V této kapitole si ukážeme, jaké příležitosti přináší výběr energeticky úsporných spotřebičů pomocí energetických štítků a jak energetickým štítkům rozumět3.3 ENERGETICKY ÚSPORNÉ SPOTŘEBIČE A ENERGETICKÉ ŠTÍTKY
Elektrické trouby mají energetický štítek odlišný zejména tím, že neuvádí jejich zařazení do třídy energetické účinnosti. Ta se pro tento druh spotřebičů neurčuje
V této kapitole si ukážeme, jaké příležitosti přináší výběr energeticky úsporných spotřebičů pomocí energetických štítků a jak energetickým štítkům rozumět3.3 ENERGETICKY ÚSPORNÉ SPOTŘEBIČE A ENERGETICKÉ ŠTÍTKYZdroje světla používají několik typů energetických štítků:
V této kapitole si ukážeme, jaké příležitosti přináší výběr energeticky úsporných spotřebičů pomocí energetických štítků a jak energetickým štítkům rozumět3.3 ENERGETICKY ÚSPORNÉ SPOTŘEBIČE A ENERGETICKÉ ŠTÍTKYMnožství světla, které světelný zdroj poskytuje, se na štítcích uvádí v jednotkách světelného toku, lumenech (lm). Pro srovnání Vám poslouží následující tabulka:
Příkon klasické žárovky
Odpovídající světelný tok klasické žárovky
25 W
240 lm
40 W
460 lm
60 W
780 lm
75 W
1030 lm
100 W
1495 lm
V této kapitole si ukážeme, jaké příležitosti přináší výběr energeticky úsporných spotřebičů pomocí energetických štítků a jak energetickým štítkům rozumět3.3 ENERGETICKY ÚSPORNÉ SPOTŘEBIČE A ENERGETICKÉ ŠTÍTKYSoubory ke stažení
Plný text vyhlášky MPO č. 215/2001 Sb. o energetických štítcích (zkrácený název) najdete zde .
Shrňme si to nedůležitější, co bychom si z této učebny "Úspory energie" měli donést do praktického života. 3.4 SHRNUTÍ Dvě základní oblasti, kde může běžný spotřebitel (tedy my) významně ušetřit energii jsou:
• zateplování budov.
• používání energeticky úsporných spotřebičů.
Abychom snížili spotřebu energie na vytápění budovy, musíme
• zamezit úniku tepla stěnami, stropy, okny a dveřmi (konstrukcemi) zejména tepelnými izolacemi a utěsněním,
• vybavit budovu optimálním topením , tedy takovým, které nebude dávat více ani méně tepla, než obyvatelé potřebují,
• vytápět budovu optimálním způsobem , tedy tak, aby nedocházelo ke zbytečné spotřebě energie.
Účinné zateplení budovy proto zpravidla obsahuje všechny tyto typy opatření.
Shrňme si to nedůležitější, co bychom si z této učebny "Úspory energie" měli donést do praktického života. 3.4 SHRNUTÍ Konstrukce lze tepelně izolovat zvenčí nebo zevnitř, přičemž oba způsoby mají své výhody i nevýhody. Při naprostém utěsnění všech spár u oken a dveří hrozí nebezpečí plísní. Je proto třeba nezapomínat na řádné větrání místností.
Při snižování spotřeby energie na vytápění je třeba mít na paměti, že pocit tepla či chladu v místnosti neovlivňuje jen teplota vzduchu, ale tepelná pohoda. K té patří:
• teplota vnitřního vzduchu,
• vlhkost vzduchu,
• povrchová teplota konstrukcí (stěn, oken, dveří) obklopujících místnost,
• rychlost proudění vnitřního vzduchu.
Výběru energeticky úsporných spotřebičů napomáhají energetické štítky. Energetický štítek
• ukazuje jednoduchým způsobem, zda je spotřebič více či méně náročný na spotřebu elektrické energie, pomocí barevného rozlišení a zařazení do třídy energetické účinnosti od A = velmi úsporný po G = málo úsporný,
• uvádí technické podrobnosti spotřeby energie a užitných vlastností v rozlišení podle typu spotřebiče.
Shrňme si to nedůležitější, co bychom si z této učebny "Úspory energie" měli donést do praktického života. 3.4 SHRNUTÍ Energetické štítky jsou předepsány pro pračky a sušičky prádla, myčky nádobí, chladničky a mrazničky, elektrické trouby, elektrické ohřívače vody a zdroje světla.
Žádné z opatření nebude dostatečně účinné bez změny chování spotřebitelů – tedy využívání energie, při němž se neplýtvá. Nejlevnější energie je vždy ta, která se nespotřebuje .
1. Druhý největší podíl na spotřebě energie v domácnosti má3.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) ohřev teplé vody
b) topení
c) osvětlení
2. Největší tepelné ztráty v budově jsou3.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) obvodovými stěnami
b) okny a dveřmi
c) střechou
3. K tepelné pohodě nepatří3.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) vlhkost vnitřního vzduchu
b) rozdíl teplot vnitřního vzduchu a stěn
c) rozdíl vlhkosti vzduchu uvnitř a vně budovy
4. Optimální topení je takové, které3.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) dává co nejvíce tepla
b) dává co nejvíce tepla a používá obnovitelné zdroje energie
c) dává právě tolik tepla, kolik obyvatelé budovy potřebují
5. Naprosté utěsnění všech spár3.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) zvyšuje riziko plísní
b) snižuje riziko plísní
c) nemá na riziko plísní žádný vliv
6. Energetické štítky se nepoužívají pro3.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) žehličky
b) žárovky
c) sušičky prádla
7. Třída energetické účinnosti D znamená, že je spotřebič3.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) podprůměrně úsporný
b) průměrně úsporný
c) nadprůměrně úsporný
8. Třídu energetické účinnosti bychom marně hledali u3.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) automatické pračky
b) ledničky
c) elektrické trouby
9. Součinitel prostupu tepla je potřebný pro stanovení3.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) tepelné pohody v místnosti
b) výkonu topení
c) tepelných ztrát
10. Zimní zahradu3.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) umístíme na straně budovy odvrácené od slunce, aby tepelně izolovala ostatní místnosti
b) umístíme na straně budovy přivrácené ke slunci, aby využila sluneční energii
c) umístíme kamkoliv, protože na úspory energie v budově nemá vliv
11. Nevýhodou vnější tepelné izolace je3.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) zvýšené riziko plísní uvnitř budovy
b) celková pracnost, a tím i nákladnost řešení
c) zvýšené riziko nežádoucích změn v konstrukci stavby
V této učebně získáme souhrnné znalosti o tom, jak lze prostřednictvím podnikového řízení, technických služeb a národohospodářského plánování pomoci hospodaření s energií v podnicích a v domácnostech i na celém území města, kraje či státu.ENERGETICKÉ AUDITY, KONCEPCE A SLUŽBYUčebna obsahuje následující kapitoly, do nichž se vstupuje z této stránky:
4.1 Energetický audit
4.2 Energetické služby
4.3 Energetické koncepce
4.4 Shrnutí
4.5 Kontrolní otázky
V této kapitole si přiblížíme, co to je energetický audit, k čemu slouží a kdo je oprávněn jej provádět.4.1 ENERGETICKÝ AUDITEnergetický audit je soubor činností, zahrnujících
· zjišťování, jak hospodárně a účelně je v budovách a energetickém hospodářství využívána energie,
· návrh opatření, jimiž se dosáhne úspor energie.
Energetický audit začíná
· popisem energetického hospodářství,
· zhodnocením jeho stavu – klíčovou roli přitom hraje energetická bilance, tedy porovnání energetických vstupů a spotřeby energie,
· výpočtem úspor energie, kterých lze dosáhnout.
4.1 ENERGETICKÝ AUDITTento výpočet je potom základem pro návrhy technicky proveditelných opatření, která vedou k vyšší hospodárnosti při využití energie. Příkladem mohou být zateplení budovy nebo změny v zařízení pro rozvod energie (např. nové ventily, elektronicky regulovaný výkon kotle, aj.). Tato opatření jsou hodnocena nejméně ve 2 variantách z pohledu
· ekonomické (správně: finanční) výhodnosti podle ukazatelů a postupů, které obvykle používají banky pro poskytnutí investičních úvěrů nebo státní instituce pro poskytnutí dotací,
· ochrany životního prostředí – ekologické šetrnosti – jehož základem je upravená energetická bilance , porovnávající současnou energetickou bilanci s předpokládanou energetickou bilancí po provedení navrhovaných opatření.
Námět k odborné přípravě pro budoucí energetiky:
Podrobnosti energetického auditu jsou upraveny vyhláškou Ministerstva průmyslu a obchodu č. 213/2001 Sb. Tato vyhláška krok za krokem popisuje jednotlivé fáze energetického auditu. V přílohách obsahuje tabulky a vzorce pro zjištění a výpočet hodnot používaných v průběhu auditu. Vyhlášku si můžete stáhnout na konci kapitoly a při práci v odborných předmětech zkusit s pomocí vašeho učitele vyplňovat na cvičných příkladech tabulky energetických bilancí.
4.1 ENERGETICKÝ AUDITVýsledkem energetického auditu je navržený postup zlepšení, který je ekologicky šetrný i ekonomicky výhodný.
Energetický audit provádí energetický auditor , který je odborníkem současně na techniku, ekonomii i ekologii. Aby mohl provozovat tuto činnost, musí složit odbornou zkoušku a získat osvědčení o zápisu do Seznamu energetických auditorů z Ministerstva průmyslu a obchodu.
Uskutečněná opatření, která energetický auditor v rámci energetického auditu navrhne, přinesou menší peněžní výdaje za spotřebovanou energii a zároveň snížení škod pro přírodu. Proto je dobré jej provést všude tam, kde se rozhoduje o změnách v energetickém hospodářství , a to jak v podnicích, kde hospodaření s energiemi představuje významné ekonomické položky, tak třeba při zateplování budov či volbě vhodného způsobu vytápění.
4.1 ENERGETICKÝ AUDITJsou ovšem případy, kdy je energetický audit nejen užitečný, ale navíc jej přímo přikazuje zákon – přesněji, zákon č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií a vyhláška MPO č. 213/2001 Sb., kterou se vydávají podrobnosti náležitostí energetického auditu:
· pokud se žádá o státní příspěvek na provedení úsporných opatření
· pokud je roční spotřeba energie velmi vysoká - tedy vyšší, než hodnota, kterou stanoví zákon.
Zákon se tak stará, aby peníze ze státního rozpočtu byly vynakládány co nejhospodárněji a aby se úsporami energie zabývali všichni lidé a organizace, jejichž spotřeba energie by mohla významně poškozovat životní prostředí.
4.1 ENERGETICKÝ AUDITNa provedení energetických auditů přispívá stát prostřednictvím Státního programu pro podporu hospodaření s energií (zkrácený název). V roce 2002 bylo například podpořeno 239 energetických auditů. Opatření, která auditoři navrhli, přinesou finanční úspory 744 milióny Kč a zároveň ušetří životnímu prostředí od 1648 tun emisí skleníkových plynů ročně.
Energetický audit je kromě toho důležitou součástí energetických služeb , které si podrobněji popíšeme v následující kapitole.
Svoji činnost Vám v krátkosti představí skutečný energetický auditor ve videozáznamu zde . Během svého výkladu předvede auditor také fotografie z termovize , které formou různého zabarvení ukazují různou teplotu na povrchu stavby, čímž pomáhají určit místa úniku tepla.
Soubory ke stažení
Plný text zákona č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií najdete zde .
Plný text vyhlášky č. 213/2001 Sb. o energetickém auditu najdete zde .
V této kapitole se budeme zabývat energetickými službami. Ty jsou příkladem způsobu, jak lze účinně skloubit hospodaření s energií a ziskovou činnost podniků, které dodávají zákazníkům technická zařízení pro energetické hospodářství.4.2 ENERGETICKÉ SLUŽBYPod společným názvem energetické služby se nejčastěji označují dva typy technických služeb pro energetické hospodářství , které zákazníkovi přinesou úspory energie (a tím peněz) a dodavatelské firmě podnikatelský zisk. Pro tyto způsoby se zatím užívají anglické či počeštěné názvy a zkratky:
· energy performance contracting (čti „enerdži performens kontrekting“) – EPC ; česky: smlouvy o energetických výkonech,
· energetický kontrakting – EC ; česky: smlouvy o energii.
V obou případech provede dodavatelská firma zlepšení v energetickém hospodářství zákazníka. Tuto službu jí pak zákazník hradí penězi z úspor energie, které zlepšení přinesla. Každá z uvedených služeb má však trochu jiné zaměření, na jiné zákazníky a jiné potřeby:
4.2 ENERGETICKÉ SLUŽBYEPC slouží tam, kde je potřeba celkově vylepšit energetické hospodářství u zákazníka (například kotle, potrubí, rozvody elektřiny, ale i netěsná okna). Dodavatelská firma (inženýrská, strojírenská) ručí za úspory, kterých bude tímto vylepšením dosaženo. Na základě této záruky pak zákazník splácí provedené vylepšení postupně z úspor energie . Splácí je
· buď přímo dodavatelské firmě, pokud celé vylepšení nejen provedla, ale také sama zaplatila,
· nebo bance, která na toto vylepšení poskytla úvěr.
EC slouží zejména u dodávky tepla (horké páry) pro dálkové vytápění pro obce a města. Firma, která dodává teplo, také za své peníze zmodernizuje u zákazníka potrubí a dalších zařízení. Tato vylepšení přinesou zákazníkovi úspory energie, a tím i peněz. Zákazník se přitom smlouvou zaváže, že po dobu jejího trvání bude platit za teplo stejně jako před modernizací . Úspory energie tím zaplatí dodavateli tepla peníze vynaložené na modernizaci.
4.2 ENERGETICKÉ SLUŽBYObě tyto služby zahrnují :
· energetický audit , který stanoví nejlepší řešení
· zpracování projektu (projektové dokumentace) pro nová či modernizovaná zařízení
· zajištění financování (potřebných peněz na uskutečnění zakázky),
· vlastní provedení zakázky (dodávka nových energetických zařízení, vylepšení současných zařízení, aj.),
· uvedení nových a zmodernizovaných zařízení do provozu a zacvičení jejich obsluhy.
Výhodnost energetických služeb pro zákazníka je zaručena ve smlouvě mezi zákazníkem a dodavatelskou firmou. Obvykle se zde říká, že
· pokud nebude dosaženo plánovaných úspor energie, doplatí rozdíl dodavatelská firma,
· pokud budou úspory větší než plánované, dodavatelská firma se o tento přírůstek rozdělí se zákazníkem.
Své zkušenosti s metodou EPC vám popíše vedoucí energetiky průmyslového podniku v krátkém videozáznamu zde .
V této kapitole si ukážeme, jak je možno hospodaření s energií podporovat v dlouhodobém vývoji území. Toho lze dosáhnout především tím, že je hospodaření s energií formou energetických koncepcí zahrnuto do národohospodářského plánování.4.3 ENERGETICKÉ KONCEPCE Energetická koncepce je jedním z dokumentů v rámci územního plánování , který vyjadřuje cíle a zásady v energetickém hospodářství na daném území. Energetická koncepce se zpracovává s výhledem na 20 let .
Energetická koncepce zajišťuje, že rozvoj sledovaného území bude trvale udržitelný z hlediska potřeby energie a jejího získávání z přírody.
Podle toho, kdo energetickou koncepci zpracovává, hovoříme o
· státní energetické koncepci (zpracovává stát),
· územní energetické koncepci (zpracovávají kraje a statutární města)
4.3 ENERGETICKÉ KONCEPCE Energetická koncepce obsahuje
· rozbor vývoje poptávky po energii,
· rozbor možných zdrojů energie a způsobu jejich využívání,
· hodnocení obnovitelných zdrojů energie a možnosti jejich využívání,
· hodnocení možných úspor z hospodárného využití energie,
· řešení energetického hospodářství a jeho vlivů na životní prostředí.
4.3 ENERGETICKÉ KONCEPCE Postup zpracování energetické koncepce je následující:
1. Na základě údajů o vývoji osídlení, klimatu a dalších informací se analyzuje budoucí potřeba energie v oblasti.
2. Potom se stanoví způsoby jejího pokrytí tak, aby
· bylo přednostně využíváno obnovitelných a druhotných zdrojů energie a
· celé řešení bylo co nejhospodárnější.
3. Výsledkem jsou variantní řešení ohodnocená technicky, ekonomicky a ekologicky.
Podrobnosti územní energetické koncepce jsou upraveny nařízením vlády č. 195/2001 Sb. Toto nařízení stanoví podrobnosti územních energetických koncepcí na úrovni krajů, hlavního města Prahy a statutárních měst. Toto nařízení si můžete stáhnout na konci kapitoly.
4.3 ENERGETICKÉ KONCEPCE Soubory ke stažení
Plný text Nařízení vlády č. 195/2001 Sb. o obsahu územní energetické koncepce najdete zde .
Shrňme si nyní to nejdůležitější, co bychom si měli z obsahu této kapitoly zapamatovat pro život4.4 SHRNUTÍ Energetický audit představuje
· zjišťování, jak hospodárně a účelně je v budovách a energetickém hospodářství využívána energie,
· návrh opatření, jimiž se dosáhne úspor energie.
Energetický audit provádí energetický auditor . Zákon přikazuje provádění energetického auditu vždy,
· pokud se žádá o státní příspěvek na provedení úsporných opatření
· pokud je roční spotřeba energie velmi vysoká - tedy vyšší, než hodnota, kterou stanoví zákon.
Provedení energetického auditu je však výhodné před jakýmikoliv rozsáhlejšími změnami v energetickém hospodářství .
4.4 SHRNUTÍ Energetické služby znamenají způsob, jakými mohou dodavatelské firmy zajistit u zákazníkova energetického hospodářství úspory energie i peněz a přitom samy dosáhnout zisku. Patří sem
· energy performance contracting – EPC : Dodavatelská firma (inženýrská, strojírenská) vylepší energetické hospodářství u zákazníka (například kotle, potrubí, rozvody elektřiny, ale i netěsná okna) a přitom ručí za úspory, kterých bude tímto vylepšením dosaženo. Na základě této záruky pak zákazník splácí provedené vylepšení postupně z úspor energie .
· energetický kontrakting – EC : Firma, která dodává teplo (horkou páru) pro dálkové vytápění obcím, jim zmodernizuje potrubí a dalších zařízení, čímž jim přinese úspory energie a peněz. Obec se smlouvou zaváže, že po dobu jejího trvání bude platit za teplo stejně jako před modernizací . Úspory energie tím zaplatí dodavateli tepla peníze vynaložené na modernizaci.
4.4 SHRNUTÍ Energetická koncepce je jedním z dokumentů v rámci územního plánování , který vyjadřuje cíle a zásady v energetickém hospodářství na daném území. Energetická koncepce se zpracovává s výhledem na 20 let. Energetická koncepce zajišťuje, že rozvoj sledovaného území bude trvale udržitelný z hlediska potřeby energie a jejího získávání z přírody. Podle toho, kdo energetickou koncepci zpracovává, hovoříme o
· státní energetické koncepci (zpracovává stát)
· územní energetické koncepci (zpracovávají kraje a statutární města).
Úhrnem lze tedy vidět, že hospodaření s energií lze různými způsoby podporovat v podnicích i v obcích a krajích. Hospodaření s energií přitom může přinášet i čistě finanční výhody – na jedné straně podnikatelský zisk, na druhé straně ušetřenou starost o prostředky na investici do zlepšení energetického hospodářství.
1. Výsledkem energetického auditu je4.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) návrh všech opatření, která jsou ekologicky šetrná
b) návrh opatření, která jsou technicky proveditelná, ekonomická a ekologicky šetrná
c) návrh investice do energetického hospodářství
2. Energetický audit provádí4.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) pověřený pracovník z Ministerstva průmyslu a obchodu
b) pověřený pracovník z Ministerstva životního prostředí
c) energetický auditor s osvědčením od Ministerstva průmyslu a obchodu
3. EPC znamená4.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) zlepšení energetického hospodářství financované z úspor energie
b) zlepšení energetického hospodářství, financované ze státního rozpočtu
c) prověření energetického hospodářství
4. Energetické služby provádějí4.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) dodavatelé tepla pro obce
b) dodavatelé technických zařízení pro energetické hospodářství
c) dodavatelé tepla pro obce a dodavatelé technických zařízení pro energetické hospodářství
5. Energetická koncepce je součástí systému4.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) územního plánování
b) energetického plánování
c) infrastrukturního plánování
6. Energetická koncepce se zpracovává s výhledem na4.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) 10 let
b) 20 let
c) 30 let
7. Energetická bilance vyjadřuje4.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) vztah mezi energetickými vstupy a spotřebou energie
b) vztah mezi ekonomickými a ekologickými vlastnostmi energetického hospodářství
c) vztah mezi spotřebou energie a úsporami energie
8. EPC začíná4.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) zpracováním projektu
b) energetickým auditem
c) zajištěním finančních prostředků
9. Energetická koncepce začíná4.5 KONTROLNÍ OTÁZKY a) návrhem využití obnovitelných zdrojů energie
b) analýzou údajů o vývoji osídlení, klimatu a dalších informací o potřebě energie
c) rozborem obnovitelných zdrojů energie na sledovaném území
V této učebně si shrneme a rozšíříme některé znalosti ze Všeobecného přehledu. Dozvíte se zejména, jaké organizace jsou zapojeny do hospodaření s energií u nás a jaké v zahraničí, ale především jaké je jejich poslání. Také si ukážeme zdroje doplňujících informací o hospodaření s energií. Poslání této učebny je tedy spíše informativní než výukové, proto také neobsahuje závěrečné kontrolní otázky.ORGANIZAČNÍ A PRÁVNÍ RÁMEC HOSPODAŘENÍ S EBERGIÍUčebna obsahuje následující kapitoly, do nichž se vchází z této stránky:
· 5.1 Organizace hospodaření s energií v ČR
· 5.2 Důležité organizace v hospodaření s energií v zahraničí
· 5.3 Shrnutí
V této části si shrneme naše předchozí znalosti o tom, jak v současné době vypadá organizační podpora hospodaření s energií v České republice, a ukážeme si, kde získat další informace a rady k této problematice.5.1 ORGANIZACE HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ČRZákon o hospodaření energií
Podpora hospodaření s energií je zakotvena v zákoně o hospodaření energií . Tato podpora má v ČR formu
· dotací – nevratných finančních peněžních příspěvků na investiční akce a energetické služby,
· zvýhodněných úvěrů.
Plný text Zákona o hospodaření energií najdete zde .
5.1 ORGANIZACE HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ČRStátní orgány a organizace podporující hospodaření s energií:
(a) Ministerstvo průmyslu a obchodu, Česká energetická agentura a státní podpora hospodaření s energií
Státní podpora hospodaření energií probíhá každoročně zejména prostřednictvím „Státního programu na podporu úspor energie a využití obnovitelných zdrojů energie“(dále jen Státní program), který je koordinován Ministerstvem průmyslu a obchodu prostřednictvím České energetické agentury (ČEA) . Do Státního programu se zapojilo již 11 resortů (ministerstev), které definují a vyhlašují své vlastní programy, resp. konkrétní oblasti a opatření v rámci své působnosti, na jejichž realizaci lze získat státní podporu.
Aktuální znění Státního programu najdete zde .
Kromě informací o Státním programu lze na internetových stránkách ČEA zde nalézt i další užitečné informace a publikace týkající se hospodaření s energií.
Základní informace o energetice a hospodaření s energií lze rovněž nalézt na internetových stránkách Ministerstva průmyslu a obchodu zde .
5.1 ORGANIZACE HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ČR(b) Státní fond životního prostředí
Kromě Ministerstva průmyslu a obchodu a jeho Státního programu lze získat dotaci nebo úvěr např.v rámci Programu Ministerstva životního prostředí prostřednictvím Státního fondu životního prostředí .
Podrobnosti k podpoře ze SFŽP naleznete na jeho internetových stránkách zde .
Informační a poradenské služby pro hospodaření s energií
(a) Energetická konzultační a informační střediska – EKIS ČEA
Energetická konzultační a informační střediska, - EKIS, jsou vybrané odborné firmy, které s přispěním Státního programu poskytují nejširší veřejnosti bezplatné poradenské služby v otázkách energie a dopadů na životní prostředí. Svou činnost provádějí v rámci předepsaných konzultačních hodin, kterými jsou pondělí a středa vždy od 13:00 hod. do 17:00 hod. Seznam EKIS lze nalézt na internetových stránkách ČEA zde .
5.1 ORGANIZACE HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ČR(b) Internetové poradenské středisko (www.i-ekis.cz)
Energetické poradenství je poskytováno rovněž prostřednictvím internetu v rámci sítě I-EKIS zde . Internetové poradenství kromě energetického poradenství poskytuje jedinečnou možnost komunikace, a to rozvíjet diskusi nad problémy, vyhledávat nejčastěji kladené dotazy a odpovědi na ně, sdělovat zkušenosti dalším zájemcům, a podobně.
(c) Energetický informační systém (www.eis.cz)
Na internetu funguje také energetický informační systém zde . Na jeho rozvoji se podílelo 8 specializovaných odborných institucí. Systém v současné době obsahuje přes 3 100 dokumentů z oblasti ekologie, energetiky budov, stavebních dílů, legislativy, paliv a energie, poradenství, regulačních a měřících systémů, technologických zařízení, tepelných soustav a ekologických výrobků a materiálů.
5.1 ORGANIZACE HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ČR(d) Energetický informační server (www.energ.cz)
Přehledné informace z nejrůznějších oblastí hospodaření s energií lze získat i na energetickém informačním serveru provozovaném společností Energ, spol. s r.o. zde .
Placené konzultační a technické služby v oblasti hospodaření s energií poskytuje řada soukromých firem. Mnohé z nich jsou sdruženy například v Asociaci energetických manažerů – AEM (odkaz najdete zde ).
5.1 ORGANIZACE HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ČRProfesní sdružení a školy
Do oblasti hospodaření s energií jsou zapojeny mnohé školy a profesní sdružení. Za nejvýznamnější z nich lze, vedle již zmíněné Asociace energetických manažerů, považovat zejména Český svaz zaměstnavatelů v energetice - ČSZE (www.csze.cz zde ). Jeho členy jsou i střední školy orientované do energetické a elektrotechnické oblasti. Tyto školy jsou také sdruženy v profesní Asociaci pro energetické a elektrotechnické vzdělávání, s níž ČSZE úzce spolupracuje.
Do hospodaření s energií je zapojena řada technických vysokých škol. Odkazy na tyto školy lze tématicky vyhledat na některém z internetových vyhledávačů, např. Seznam zde .
5.1 ORGANIZACE HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ČRNevládní ekologické organizace a hnutí
Jedním ze znaků vyspělé občanské společnosti je také rozvoj občanských iniciativ, které pokrývají širokou škálu činností a životních situací. Takováto hnutí a sdružení souhrnně nazýváme nevládními neziskovými organizacemi (často se používá i anglická zkratka NGO – non-government organisation).
Jednou z oblastí, kam se tyto organizace orientují (ne však jedinou), je i ochrana životního prostředí a hospodaření s energií. V české republice existuje přes třicet nevládních ekologických organizací, a to jak "domácího" původu, tak českých odboček nadnárodních hnutí. Odkazy na internetové stránky nejdůležitějších z nich lze nalézt na serveru Ministerstva životního prostředí
zde .
Tyto organizace svými zájmy a zaměřením netvoří jednotnou skupinu. U mnoha z nich není možné v jejich aktivitách vysledovat racionální a konstruktivní pohled na oblast hospodaření s energií, zejména na reálné možnosti využívání obnovitelných zdrojů energie u nás. Mohou však poskytnout zajímavé informace z této problematiky i příležitost k občanskému zapojení do podpory hospodaření s energií.
V této části si shrneme naše předchozí znalosti o tom, jak v současné době vypadá organizační podpora hospodaření s energií v Evropské unii a ve světě, a ukážeme si, kde získat další informace ze zahraničí.5.2 DŮLEŽITÉ ORGANIZACE V HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ZAHRANIČÍEvropská unie
(a) Směrnice 2001/77 EC
Základní cíle EU ve využívání obnovitelných zdrojů energie jsou zakotveny ve Směrnici č.2001/77 EC (Směrnice, v některých překladech též „Direktiva“ - anglicky „Directive“, je základní druh předpisu, uplatňovaného v rámci Evropské unie). Uvedená směrnice stanoví, aby do roku 2010 bylo v EU obnovitelnými zdroji kryto minimálně 12 % veškeré spotřeby energie a 22 % spotřeby elektřiny (nyní je to 14 %). Jednotlivé země EU mají pro tento účel rozepsané procentní podíly, jichž by měly dosáhnout.
(b) Evropská unie on-line
Veškeré aktuální informace z Evropské unie lze získat na jejím informačním serveru Evropská unie on-line www.europa.eu.int zde. Tyto informace jsou (v roce 2003) k dispozici ve všech jazycích členských zemí EU. Struktura serveru je nicméně dosti složitá a na vyhledávání konkrétního problému je vhodné si rezervovat dostatek času.
V této části si shrneme naše předchozí znalosti o tom, jak v současné době vypadá organizační podpora hospodaření s energií v Evropské unii a ve světě, a ukážeme si, kde získat další informace ze zahraničí.5.2 DŮLEŽITÉ ORGANIZACE V HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ZAHRANIČÍ(c) Síť Organizací pro podporu energetických technologií - OPET
OPET (Organisations for the Promotion of Energy Technologies) je síť organizací řízených Generálním ředitelstvím Evropské komise pro dopravu a energii (DG TREN). Hlavním smyslem OPET je rozšiřování a využívání nových energetických řešení v oblasti obnovitelných zdrojů energie a hospodárné využívání energií, na národní a mezinárodní úrovni.
Další informace a odkazy lze získat na centrální stránce sítě OPET zde . Dvě ze středisek OPET fungují i v České republice.
V této části si shrneme naše předchozí znalosti o tom, jak v současné době vypadá organizační podpora hospodaření s energií v Evropské unii a ve světě, a ukážeme si, kde získat další informace ze zahraničí.5.2 DŮLEŽITÉ ORGANIZACE V HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ZAHRANIČÍOSN - Rámcová úmluva o klimatických změnách a Kjótský protokol
Mezinárodní závazky ČR v podpoře hospodaření s energií vyplývají zejména z Rámcové úmluvy OSN o klimatických změnách.
Rámcová úmluva OSN o klimatických změnách (FCCC) stanoví závazek členských zemí úmluvy podnikat konkrétní opatření ke snižování emisí skleníkových plynů . Tento závazek je podrobně rozveden v protokolu podepsaném v japonském Kjótó – tzv. Kjótském protokolu, který zemím stanoví konkrétní procenta snížení emisí. Česká republika se v Kjótském protokolu zavázala ke snížení emisí skleníkových plynů o 8 % do roku 2012.
Informace o FCCC a Kjótském protokolu lze získat na internetových stránkách Ministerstva životního prostředí zde .
V této části si shrneme naše předchozí znalosti o tom, jak v současné době vypadá organizační podpora hospodaření s energií v Evropské unii a ve světě, a ukážeme si, kde získat další informace ze zahraničí.5.2 DŮLEŽITÉ ORGANIZACE V HOSPODAŘENÍ S ENERGIÍ V ZAHRANIČÍMezinárodní energetická agentura
Mezinárodní energetická agentura (IEA) sdružuje 26 zemí z celého světa, a od roku 2001 i Českou republiku. IEA představuje fórum vlád členských zemí, orientované na dosažení shody v otázkách společných opatření proti problémům v oblasti dodávek ropy, na sdílení informací z energetiky, na koordinaci státních energetických politik a na spolupráci v rozvoji programu racionální energie. Informace o IEA lze získat na jejích internetových stránkách zde .
Národní organizace pro hospodaření s energií
Obdobné organizace, které jsem si popsali v rámci České republiky, existují ve většině vyspělých zemí. Liší se svými organizačními formami, – někde jsou to státem financované rozpočtové organizace, jinde sdružení státních orgánů, soukromých firem i jednotlivců. Tyto organizace nemají jedno nadnárodní zastřešení. Funguje však mezi nimi čilá dvoustranná i mnohostranná spolupráce. V případě potřeby lze na ně získat kontakt prostřednictvím České energetické agentury zde , Ministerstva životního prostředí zde nebo Státního fondu životního prostředí zde .
Tak a na závěr si tedy shrňme to nejdůležitější, co by nám z organizačního a právního rámce mělo zůstat v paměti.5.3 SHRNUTÍHospodaření s energií je v ČR zakotveno v zákoně o hospodaření energií . Z tohoto zákona vycházejí i různé druhy podpory na projekty v hospodaření s energií, které jsou poskytovány prostřednictvím České energetické agentury a Státního fondu životního prostředí.
K hospodaření s energií existuje řada informačních zdrojů a poradenských služeb. Většina z nich nabízí své informace a služby prostřednictvím internetových stránek. Velké množství těchto kontaktů lze nalézt na stránkách České energetické agentury. Prostřednictvím této agentury lze navázat také potřebné zahraniční kontakty.
V ČR funguje rovněž přes třicet ekologicky orientovaných občanských hnutí a sdružení . Řada z nich pokrývá svými aktivitami i oblast hospodaření s energií. Kontakty lze získat na internetových stránkách Ministerstva životního prostředí.
Velká péče je problematice hospodaření s energií věnována v Evropské unii . Informace lze získat prostřednictvím ústředního serveru Evropská unie on-line nebo prostřednictvím internetových stránek Ministerstva životního prostředí, Ministerstva průmyslu a obchodu, České energetické agentury a Státního fondu životního prostředí.
5.3 SHRNUTÍNa celosvětové úrovni je základem pro hospodaření s energií Rámcová úmluva OSN o klimatických změnách a na ni navazující Kjótský protokol . Bližší informace lze nalézt na internetových stránkách Ministerstva životního prostředí.
Problematikou ekologického využívání energie se rovněž zabývá Mezinárodní energetická agentura sdružující 26 zemí z celého světa včetně České republiky.
Položky katalogu
zobrazíte poklepáním na jejich název, detail položky zobrazíte poklepáním
buď na katalogové číslo, nebo poklepáním na název zboží. Tlačítkem
se vrátíte
o krok zpět, tedy do nadřazené skupiny.