Analiza współpracy kolektorów słonecznych ze źródłem geotermalnym – studium przypadku

• Autorzy: Olczak, Piotr , Olek, Małgorzata , Plewa, Adam

Warianty tytułu

EN

Analysis of cooperation of solar collectors with a geothermal source - a case study

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Polsce obserwowany jest dynamiczny rozwój energetyki odnawialnej, której głównymi kierunkami są energia słoneczna i wiatr, a rzadziej geotermalna. W pracy przeanalizowano efektywność współpracy słonecznych źródeł termalnych ze źródłem geotermalnym na przykładzie budynku szpitalnego z basenem w Zakopanem (południowa Polska). W 2015 roku w budynku wybudowano instalację solarną z 75 kolektorami skierowanymi na stronę południową (kąt nachylenia do płaszczyzny poziomej 30°) i 40 kolektorami na stronę zachodnią (kąt nachylenia do płaszczyzny poziomej 30°). Głównym zadaniem wybudowanej instalacji kolektorów słonecznych jest wspomaganie przygotowania ciepłej wody użytkowej w budynku (cele sanitarne). Pozostała część energii jest dostarczana jako energia geotermalna z przedsiębiorstwa „Geotermia Podhalańska”. Instalacją konwencjonalną wspomagającą system grzewczy w „Geotermia Podhalańska” są kotły gazowe. W instalacji solarnej wyposażonej w ciepłomierz monitorowano uzyski ciepła, oddzielnie dla strony południowej i oddzielnie dla strony zachodniej. Zmierzone wyniki porównano z danymi o nasłonecznieniu dla Zakopanego oraz kąta i kierunków posadowienia kolektorów. Dane pozyskano z serwisu PVGIS-SARAH oraz z serwisu rządowego (Typical Reference Year). Analizę efektowności procesu pozyskania energii wykonano dla okresu 1.07.2015 – 31.12.2016 i wyniosła ona dla strony południowej i zachodniej odpowiednio 19% i 11,3%. Są to bardzo niskie wartości jak na polskie instalacje z kolektorami słonecznymi. Osiągnięcie optymalnego efektu ekologicznego, wyrażonego w rocznej redukcji emisji CO2 jest uzależnione od rodzaju zastępowanego źródła. Dla opcji geotermalnego źródła z udziałem 20% energii z gazu wartość redukcji emisji CO2 wyniosła 1890 kg.

Słowa kluczowe

PL

odnawialne źródła energii; energia słoneczna; energia geotermalna; ciepła woda użytkowa

EN

renewable energy source; solar energy; geothermal energy; sanitary hot water installation

• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2021
• Tom: Nr 2
• Strony: 36--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Olczak, Piotr

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk,

autor

Olek, Małgorzata

• Politechnika Krakowska,

autor

Plewa, Adam

• absolwent Politechniki Krakowskiej

Bibliografia

• [1] Copernicus Climate Change Service (C3S). (2017). ERA5: Fifth generation of ECMWF atmospheric reanalyses of the global climate. Copernicus Climate Change Service Climate Data Store (CDS), Dostęp 2018-05-04.
• [2] Dychkovskyi, R., Tabachenko, M., Zhadiaieva, K., & Cabana, E. (2019). Some aspects of modern vision for geoenergy usage. E3S Web of Conferences, 123, 01010. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301010
• [3] European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). (2019). ERA5. https://doi.org/10.24381/cds.adbb2d47
• [4] JRC European Comission. (2017). Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS).
• [5] Kolektor słoneczny TLP. (2018). Retrieved from http://www.hewalex.pl/oferta/plaskie-kolektory-sloneczne/kolektor-sloneczny-ks2100-tlp-ac.html Dostęp 2018-05-04.
• [6] Kryzia, D., Kopacz, M., & Kryzia, K. (2020). The Valuation of the Operational Flexibility of the Energy Investment Project Based on a Gas-Fired Power Plant. Energies, 13, 1567.
• [7] Kryzia, D., & Pepłowska, M. (2019). The impact of measures aimed at reducing low-stack emission in Poland on the energy efficiency and household emission of pollutants. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal, 22(2), 121–132. https://doi.org/10.33223/epj/109912
• [8] Matuszewska, D., Kuta, M., & Górski, J. (2017). Cogeneration - Development and prospect in Polish energy sector. E3S Web of Conferences, 14, 01021. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20171401021
• [9] Matuszewska, D., Kuta, M., & Olczak, P. (2020). Techno-Economic Assessment of Mobilized Thermal Energy Storage System Using Geothermal Source in Polish Conditions. Energies, 13(13), 3404.
• [10] Ministry of Development. (2019). Typical Reference Year. Retrieved August 10, 2020, from Ministry of Development website: https://archiwum.miir.gov.pl/strony/zadania/budownictwo/charakterystyka-energetyczna-budynkow/dane-do-obliczen-energetycznych-budynkow-1/ Dostęp 2019-05-04.
• [11] Olczak, P., Kryzia, D., Augustyn, A., & Olek, M. (2018). The economic profitability of the changing size of solar collectors surface in the case study of the household domestic hot water installation. The Bulletin of The Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences, 102, 77–90.
• [12] Olczak, P., Olek, M., Matuszewska, D., Dyczko, A., & Mania, T. (2021). Monofacial and Bifacial Micro PV Installation as Element of Energy Transition—The Case of Poland. Energies, 14(2), 499. https://doi.org/doi.org/10.3390/en14020499
• [13] Olczak, P., & Kryzia, D. (2016). Profitability of Using Solar Collectors for Modernized Domestic Hot Water Installation in Single-Family House. Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, 47(3), 94–99.
• [14] Olczak, P., Matuszewska, D., & Zabagło, J. (2020). The Comparison of Solar Energy Gaining Effectiveness between Flat Plate Collectors and Evacuated Tube Collectors with Heat Pipe: Case Study. Energies, 13(7), 1829.
• [15] Olczak, P., Olek, M., & Kryzia, D. (2020). The ecological impact of using photothermal and photovoltaic installations for DHW preparation. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal, 23(1), 65–74. Retrievedfrom https://epj.min-pan.krakow.pl/The-ecological-impact-of-using-photothermal-and-photovoltaic-installations-for-DHW,118999,0,2.html
• [16] Olczak, P., Zabagło, J., Kandefer, S., & Dziedzic, J. (2015). Wpływ pracy instalacji solarnej z kolektorami płaskimi w domu jednorodzinnym na ograniczenie emisji zanieczyszczeń i strumienia odpadów. In Między ewolucją a rewolucją – w poszukiwaniu strategii energetycznej: Vol. II (pp. 739–752). Poznań: WAT Poznań.
• [17] Plewa, A. (2015). Projekt instalacji solarnej. Zakopane.
• [18] Pytel, K., & Kłos, A. (2012). Opłacalność wykorzystania słonecznej instalacji grzewczej ciepłej wody użytkowej w budynku jednorodzinnym. Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 59(2/2012/II), 650.
• [19] Żelazna, A., Stefaniak, J., & Pawłowski, A. (2012). Aspekty środowiskowe wykorzystania urządzeń do konwersji energii słonecznej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska, (59), 907–911.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).