Analiza energetyczna, ekologiczna i ekonomiczna współpracy odnawialnych źródeł energii z pompą ciepła

• Autorzy: Wienchol Paulina

Warianty tytułu

EN

Energy, ecological and economic analysis of cooperation of renewable energy sources with a heat pump

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ramach Polityki UE do 2030 r. realizowane są trzy główne cele, które związane są ze zmniejszeniem emisji gazów cieplarnianych, zwiększeniem udziału odnawialnych źródeł energii i wzrostem efektywności energetycznej. Wykonanie założonego planu wiąże się przede wszystkim z dokonaniem niezbędnych inwestycji w sektorze komunalno-bytowym. Jest to spowodowane znaczącą ilością emisji zanieczyszczeń, które pochodzą z lokalnych kotłów i palenisk. Celem niniejszej pracy jest analiza energetyczna współpracy odnawialnych źródeł energii z pompą ciepła, na przykładzie wybranego domu jednorodzinnego, zlokalizowanego w województwie śląskim. Podczas analizy zbadano dwa przypadki,w pierwszym budynek jest ogrzewany wyłącznie gruntową pompą ciepła, a w drugim powietrzną. Następnie porównano działanie obu pomp pod względem efektywności energetycznej. W analizie ekologicznej sprawdzono wpływ wykorzystania alternatywnych źródeł energii do zasilania pompy ciepła i urządzeń gospodarstwa domowego na stan środowiska naturalnego. Analizowanymi źródłami odnawialnej energii jest energia słoneczna oraz wiatrowa. Na podstawie ich podstawowych charakterystyk oraz rzeczywistych danych środowiskowych, dotyczących promieniowania słonecznego, prędkości wiatru i temperatury otoczenia, obliczono ilość produkowanej energii w wybranych instalacjach. Następnie przeprowadzono analizę ekonomiczną, w której obliczono prosty czas zwrotu omawianych inwestycji. Otrzymane wyniki pozwolą na stwierdzenie, które urządzenie grzewcze pracuje bardziej wydajnie oraz jakie źródło odnawialnej energii przyniesie większe korzyści pod względem energetycznym, ekologicznym oraz ekonomicznym.

EN

Within the framework of the EU Policy until 2030, three main objectives are pursued, which are related to reducing greenhouse gas emissions, increasing the share of renewable energy sources and energy efficiency. The implementation of the plan is associated with making the necessary investments in the municipal and living sector. This is caused by a significant amount of pollutant emissions that originate from local boilers and hearths. The purpose of this work is energy analysis of cooperation of renewable energy sources with a heat pump, on the example of a selected single-family house, located in the Silesian. During the analysis, two cases were examined, in the first building itis heated only with a ground heat pump, and in the second one it is air-heated. Then the operation of both pumps was compared in terms of energy efficiency. In the ecological analysis, the effect of using alternative energy sources to power the heat pump was checked and household appliances for the condition of the natural environment. The analyzed sources of renewable energy are solar and wind energy. Based on their basic characteristics and real environmental data, regarding solar radiation, wind speed and ambient temperature, the amount of energy produced in the installations was calculated. Then, an economic analysis was carried out, in which the simple payback time of the discussed investments was calculated. The obtained results will allow to determine which heating device works more efficiently and what source of renewable energy will bring greater benefits in terms of energy, ecology and economy.

Słowa kluczowe

PL

odnawialne źródła energii; zapotrzebowanie cieplne budynku; gruntowa pompa ciepła; powietrzna pompa ciepła; rozwój zrównoważony

EN

renewable energy sources; building heat demand; ground heat pump; air heat pump; sustainable development

• Wydawca: Instytut Techniki Cieplnej, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska
• Czasopismo: Archiwum Instytutu Techniki Cieplnej
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 4
• Strony: 127--151
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wienchol Paulina

• Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] http://stat.gov.pl/zrownowazony-rozwoj/idea-zrownowazonego-rozwoju/data dostępu: 12.11.2017 r.
• [2] GUS, Zużycie paliw i nośników energii w 2015 r., Warszawa,2016
• [3] Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego i Rady, Efektywność energetyczna i jej wkład w bezpieczeństwo energetyczne a ramy polityczne dotyczące klimatu i energii do roku 2030, Bruksela,2014
• [4] PN-EN 12831:2006.Instalacje ogrzewcze w budynkach –Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego
• [5] E. Klugmann-Radziemska, Odnawialne źródła energii przykłady obliczeniowe, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańska, 2011, str. 59-68
• [6] http://mib.gov.pl/2-Wskazniki_emisji_wartosci_opalowe_paliwa.htm
• [7] W. L. Lewandowski, Proekologiczne odnawialne źródła energii, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2001, str. 285-303
• [8] https://www.viessmann.pl/pl/budynki-mieszkalne/pompy-ciepla/pompy-ciepla-powietrzewoda-w-wersji-split/vitocal-200-s.html, data dostępu: 2.10.2017 r.
• [9] https://www.viessmann.pl/pl/budynki-mieszkalne/pompy-ciepla/pompy-ciepla-solankawoda/vitocal-300-g.html, data dostępu: 2.10.2017 r.
• [10] Energia ze źródeł odnawialnych w 2015 r. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa, 2016
• [11] J. Szargut, A. Ziębik, Podstawy energetyki cieplnej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2000, str. 473-477
• [12] http://ioze.pl/energetyka-sloneczna/sprawnosc-ogniw-fotowoltaicznych, data dostępu: 19.11.2017 r.
• [13] Karta katalogowa modułów SV60P, http://www.selfa-pv.com, data dostępu: 3.10.2017 r.
• [14] W. L. Lewandowski, Proekologiczne odnawialne źródła energii, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2001, str. 113-144
• [15] https://virtech.pl/elektrownie-wiatrowe/turbiny-z-pionowa-osia/turbina-wiatrowa-tvk-3-48
• [16] J. Szargut, Termodynamika Techniczna, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2011, str. 44-70
• [17] https://stat.gov.pl/metainformacje/slownik-pojec/pojecia-stosowane-w-statystyce-publicznej/470,pojecie.html, data dostępu: 19.11.2017 r.
• [18] GUS, Gospodarka Paliwowo-Energetycznaw latach 2015 i 2016, Warszawa2017
• [19] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 3 czerwca 2014 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw charakterystyki energetycznej, Dz. U. z dnia 2 lipca 2014 r.
• [20] W. L. Lewandowski, Proekologiczne odnawialne źródła energii, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2001, str. 21-65
• [21] J. Szargut, A. Ziębik, Podstawy energetyki cieplnej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2000, str. 66-68
• [22] Wskaźniki emisyjności CO2, SO2, NOX, CO i TPS dla energii elektrycznej na podstawie informacji zawartych w Krajowej bazie o emisjach gazów cieplarnianych i innych substancji za 2015 rok, KOBiZE, luty,2017
• [23] https://nfosigw.gov.pl/oferta-finansowania/srodki-krajowe/programy-priorytetowe/prosument-dofinansowanie-mikroinstalacji-oze/informacje-o-programie/, data dostępu: 16.10.2017 r.
• [24] A. Szkarowski, L. Łatowski, Ciepłownictwo, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2006, str. 287-288
• [25] Rynek Fotowoltaiki w Polsce, Instytut Energetyki Odnawialnej, Warszawa, Maj 2017 http://www.cire.pl/pliki/2/2017/raportpv_2017_final_18_05_2017.pdf

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).