Wykorzystanie energii odnawialnej w budynkach mieszkalnych
Dekarbonizacja budynków mieszkalnych, czyli odejście od korzystania z paliw kopalnych, będzie jednym z największych wyzwań energetycznych w nadchodzących dziesięcioleciach. „Blisko połowa rocznego zużycia energii w gospodarstwach domowych jest związana z ogrzewaniem pomieszczeń i klimatyzacją”, zauważa koordynator projektu RESHeat(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Paweł Ocłoń z Politechniki Krakowskiej(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Co więcej, blisko 75 % energii wykorzystywanej do ogrzewania domów i ciepłej wody użytkowej jest nadal wytwarzane z paliw kopalnych”.
Systemy grzewcze i chłodnicze zasilane energią odnawialną
Jednym z rozwiązań charakteryzujących się największym potencjałem jest przestawienie budynków mieszkalnych na odnawialne technologie ogrzewania i chłodzenia, takie jak kotły na biomasę i kolektory słoneczne, połączone z możliwościami magazynowania energii do wykorzystania w przyszłości. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu RESHeat zaoferował pomoc w przejściu na czyste, odnawialne technologie energetyczne poprzez wykazanie możliwości ich praktycznego zastosowania w typowych warunkach mieszkaniowych. W tym celu zespół projektu zgromadził ośmiu partnerów z czterech państw europejskich, w tym uczelnie wyższe, przedsiębiorstwa technologiczne i instytucje sektora publicznego. System ogrzewania i chłodzenia opracowany w ramach projektu został zaprojektowany z myślą o wykorzystaniu energii słonecznej jako głównego odnawialnego źródła energii. System łączy wysokowydajne próżniowe kolektory słoneczne z lustrami śledzącymi słońce i panelami fotowoltaiczno-termicznymi, które jednocześnie wytwarzają energię elektryczną i ciepło. „Technologie te zostały zaprojektowane z myślą o tym, by umożliwić wydajne przechwytywanie energii w okresach wysokiej dostępności energii słonecznej”, wyjaśnia Ocłoń. „Nadwyżka energii cieplnej zebrana latem jest magazynowana w podziemnych zbiornikach ciepła, a następnie wykorzystywana w sezonie zimowym”. Podstawową jednostką grzewczo-chłodzącą w systemie opracowanym w ramach projektu RESHeat jest dwuźródłowa pompa ciepła, którą można dostosować do sezonowych potrzeb, dostarczając ciepło zimą i zapewniając chłodzenie latem.
Integracja z konwencjonalnymi systemami grzewczymi
Opracowany przez zespół system był testowany w trzech lokalizacjach demonstracyjnych - dwie z nich działały na terenie Polski (w Krakowie i Limanowej), a jedna we Włoszech (w mieście Palombara Sabina w regionie Lacjum). Instalacje w Polsce obejmowały systemy grzewcze i zapewniające dostęp do ciepłej wody użytkowej. We Włoszech, ze względu na cieplejszy klimat śródziemnomorski, system RESHeat został rozszerzony o funkcję chłodzenia pomieszczeń. „Budynki mieszkalne, w których odbywały się badania pilotażowe, zostały zbudowane w latach 1980, 2013 i 2017”, mówi Ocłoń. „Chcieliśmy wykazać, że systemy energii odnawialnej można połączyć z istniejącymi systemami grzewczymi”. Zespół wykazał, że kolektory słoneczne śledzące Słońce są w stanie pracować nawet zimą. Ocłoń uważa, że takie elastyczne rozwiązania charakteryzuje duży potencjał w zakresie ogrzewania budynków przy pomocy energii odnawialnej. Po pełnym roku badaczom udało się wykazać, że w niektórych przypadkach system był w stanie zaspokoić do 90 % rocznego zapotrzebowania budynku na ciepło przy użyciu energii odnawialnej(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Modernizacja budynków i ograniczanie emisji
Kluczowym wnioskiem z projektu RESHeat jest to, że ogrzewanie budynków mieszkalnych energią odnawialną jest możliwe, co pozwoli na wyeliminowanie stosowania gazu lub węgla. Pilotażowy system z powodzeniem wykorzystał panele słoneczne, inteligentne pompy ciepła i podziemne magazyny ciepła, które zostały zestawione w jedno czyste i wydajne rozwiązanie. Poczynione w ramach projektu postępy są w dużej mierze zgodne ze strategiami UE, takimi jak Europejski Zielony Ład(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i inicjatywą Fala Renowacji(odnośnik otworzy się w nowym oknie), której celem jest modernizacja budynków i redukcja emisji. „Kluczem do sukcesu jest magazynowanie energii elektrycznej”, dodaje Ocłoń. „Produkcja energii odnawialnej podlega wahaniom (na przykład w zależności od pogody), zatem jej magazynowanie ma kluczowe znaczenie”. Przedsiębiorstwa partnerskie projektu z Finlandii i Polski będą teraz współpracować nad zwiększeniem skali produkcji w celu komercjalizacji systemów RESHeat. Oprogramowanie do projektowania opracowane w ramach projektu RESHeat jest obenie przygotowywane do sprzedaży.
