Analiza oddziaływania na środowisko kolektora słonecznego wykorzystującego materiał PCM do magazynowania ciepła

• Autorzy: Jachura A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2016.6.2

Warianty tytułu

EN

Analysis of Environmental Impact of Solar Collector Using PCM Material for Heat Storage

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano ocenę oddziaływania na środowisko, w całym cyklu życia, magazynu ciepła z wykorzystaniem materiału zmiennofazowego (PCM) w kolektorze słonecznym i bez niego. Materiałem zmiennofazowym, który wykorzystano w badaniach, była parafina. Wybór parafiny podyktowany był brakiem działania korozyjnego oraz łatwą dostępnością i niską ceną w porównaniu z innymi materiałami wykorzystującymi ciepło przemiany fazowej na potrzeby magazynowania ciepła w instalacjach grzewczych. Do oceny porównawczej wybrano cztery warianty magazynowania ciepła z wykorzystaniem parafiny w kolektorze rurowo-próżniowym na potrzeby przygotowania c.w.u. Ekologiczną ocenę cyklu życia przeprowadzono za pomocą programu komputerowego SimaPro z wykorzystaniem metody Ekowskaźnik'99. Jako jednostkę funkcjonalną do porównania wpływu na środowisko magazynu ciepła w pięciu analizowanych wariantach wybrano ilość wytwarzanego ciepła w ciągu 15 lat użytkowania instalacji. Końcowy wynik LCA został zaprezentowany z uwzględnieniem trzech kategorii szkód: zdrowia ludzkiego, jakości ekosystemu i zasobów naturalnych, z rozbiciem na poszczególne kategorie wpływu oraz przedstawiony w ekopunktach (Pt). Wykazano wpływ wszystkich etapów cyklu życia analizowanej technologii na środowisko. Najmniejsze obciążenie środowiskowe uzyskano w wypadku technologii magazynowania ciepła z parafiną (traktowaną jako odpad). Natomiast najmniej korzystny okazał się wariant bazowy, czyli tradycyjny kolektor rurowo-próżniowy.

EN

The article presents an assessment of environmental impact throughout the life cycle of heat store with and without using phase change material in the solar collector. Phase change material (PCM), which was used in the studies, was paraffin. Selection of paraffin was dictated by the lack of corrosive effect and easy availability and low price, compared to other materials using the latent heat needed for heat energy storage in heating systems. For comparative assessment, four variants of thermal storage were selected using paraffin inside evacuated tube solar collector for the preparation of domestic hot water. Ecological life cycle assessment was performed by using the SimaPro computer program, applying the SimaPro Eko-index'99 method. As a functional unit, to compare the environmental impact of heat store, five heat generation variants were selected for an analysis in 15 years' use of the system. The final LCA score has been presented with regard to the three categories of damage: human health, quality of ecosystems and natural resources, distinguishing categories of impact and presented in Eco-points (Pt). The influence of all life cycle stages of the analysed technology on the environment was observed. The smallest environmental impact was obtained for heat storage technology with paraffin (treated as waste). The least preferred is the base scenario, which is the traditional evacuatcd tube solar collector.

Słowa kluczowe

PL

ocena cyklu życia; materiał zmiennofazowy; magazynowanie ciepła; kolektor rurowo-próżniowy

EN

life cycle assessment (LCA); phase change material; heat storage; evacuated tube solar collector

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 47, nr 6
• Strony: 224--228
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jachura A.

• Katedra Ciepłownictwa, Ogrzewnictwa i Wentylacji, wydział Infrastruktury i Środowiska, Politechnika Częstochowska

Bibliografia

• [1] Ardente Fulvio, Giorgio Beccali, Maurizio Cellura, Valerio Lo Brano. 2005. „Life cycle assessment of a solar thermal collector". Renewable Energy (30): 1031-1054.
• [2] Feliński Piotr, Robert Sekret. 2012. „Metody magazynowania energii cieplnej oraz możliwości ich zastosowania w systemach niskotemperaturowych". Energia i Budynek. (2): 42-48.
• [3] Feliński Piotr, Michał Turski, Robert Sekret. 2013. „Magazynowanie ciepła niskotemperaturowego powstałego w wyniku konwersji foto-termicznej. Część I". Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja. 44 (10): 416-421.
• [4] Kleiber Michał (redaktor pracy zbiorowej). 2011. Ekoefektywność technologii. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji.
• [5] Kulczycka Joanna, Elżbieta Pietrzyk-Sokulska, Małgorzata Góralczyk, Renata Koneczna, Michel Spielman, Adolf Merl. 2008. Opracowanie metodyki LCA dla oceny projektów infrastrukturalnych. Kraków: IGSMiE PAN.
• [6] PN-EN ISO 14040:2009 Zarządzanie środowiskowe. Ocena cyklu życia. Zasady i struktura. Warszawa: Wydawnictwo Polski Komitet Normalizacyjny.
• [7] PN-EN ISO 14044:2009 Zarządzanie środowiskowe. Ocena cyklu życia. Wymagania i wytyczne. Warszawa: Wydawnictwo Polski Komitet Normalizacyjny.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.