Zéró energia házak Magyarországon
Bemutatjuk - 2005-01-17 15:00:42
Az üvegházhatás, veszélyek
Ma már egyre inkább érzékeljük és tapasztaljuk, hogy Földünkön az élet egy igen bonyolult és sérülékeny öko-rendszeren alapul, melynek mi is részesei vagyunk. Tudomásul kell vennünk, hogy az ember hiába a legokosabb lény a Földön, saját létünk más fajok lététől is függ. A környezetvédelemmel foglalkozók közül ma még csak kevesen ismerték fel, hogy a problémák többsége valójában időzített bomba, melyről gyakorlatilag még semmit sem tudunk. Az előre jelzett problémák egy része ugyan már jelentkezik a gyakorlatban, de még hiányzik az alapvető összefüggések mélyebb ismerete, kevés vagy nincs finanszírozás a problémák megoldására.
A föld népessége rohamosan fejlődik, ehhez az egyik legfontosabb feltétel a rohamosan fejlődő energiatermelés biztosítása. Az ember a legnagyobb pusztítást a természetben az energiatermeléssel végzi. A legtöbb esetben ez visszafordíthatatlan változásokat jelent.
A Földünk jelenlegi legfőbb energia forrása fosszilis energiahordozókra ( gáz, olaj, szén, tőzeg, stb.) épül. Ez jelenleg a legnagyobb energiaforrás, melyhez ma hozzáférésünk van. A készletek azonban végesek - és bármennyire is szomorú a szembesítés - valójában kimerülőben vannak. A fosszilis alapú energiatermelés hatásfoka nem túl nagy - mintegy 26 - 65 %. Csak kevés erőmű hatásfoka van 70-85 % körül. A jelenlegi energiatermelés világszerte több millió tonnányi szennyező anyagot juttat folyamatosan a légtérbe évente. A légszennyezés következményei jelenleg beláthatatlanok és követhetetlenek. A Földre érkező napenergia nagysága sokszorosa a mai fosszilis készleteknek. A nap állandóan mintegy 4 x 1023 W teljesítménnyel sugároz. Jelenleg ez jelenti a legnagyobb megújuló energia készletet.
Az energia egy jelentős - és egyre növekvő- hányadát ma hőenergia és villamos energia formájában termeljük meg, és fogyasztjuk. Életünk és a gazdaságunk részeként három olyan nagy terület van, mely alapvetően meghatározza az energia igényeinket, ez a közlekedés, az épületeink (lakó és kommunális) energiaellátása, és az ipari (mezőgazdasági) termelés.
E három terület közös feladata, hogy olyan megoldásokat találjon a jövő életvitelében, mely:
- CSÖKKENTI A LÉGKÖR HŐTERHELÉSÉT
- CSÖKKENTI A FOSSZILIS ENERGIAFORRÁSOK HASZNÁLATÁT
- FOKOZATOSAN és FOLYAMATOSAN NÖVELI A MEGÚJULÓK RÉSZERÁNYÁT AZ ENERGIATERMELÉSBEN
- ELŐNYBE RÉSZESÍTI AZ IGAZI TISZTA ENERGIÁKAT
A közlekedés a mai arányok szerint mintegy 25-65%-ban fedi le az energia felhasználást. Az ide tartozó főbb területeken megoldandó feladatok: logisztika - korlátozások a szállításokban, magasabb hatásfok, alternatív üzemanyagok, üzemanyag cellás járművek, hibrid autók.
Az ipari termelés jelentős energia felhasználó, részesedése mintegy 15%-75%.
Azonban itt is számos olyan terület található melyek energia felhasználása tovább javítható:
- Hő-visszanyerési lehetőségek megkeresése és alkalmazása a gyártási folyamatokban,
- Hatékonyabb gyárak
- Terheléstervezés
- Hatékony vezérlés
Az épületek esetében ez a részesedés lényegesen magasabb, mintegy 30-85%.
A főbb szegmensek, melyek kihatással vannak a terület energia igényére:
- minőségi anyagok alkalmazása,
- szigorúbb ellenőrzés az épületek minőségében és energetikájában,
- hő-visszanyerési módszerek alkalmazása,
- a passzív solar építészeti elvek maximális alkalmazása,
- minél több megújuló energia beépítése a házakba, épületekbe.
Építészet - településfejlesztés
Amint ez a fenti adatokból kitűnik, az épületek energetikája meghatározó az összes energiafogyasztásban. A bio építészet lényege, hogy lehetőleg természetes anyagokkal, a természethez közeli formavilággal olyan házakat, épületeket, létesítményeket hozzunk létre, melyek energetikai szempontból is természetes forrásokat, megújuló energiákat használnak fel minél nagyobb arányban vagy teljes egészében.
Ha kissé alaposabban vizsgáljuk meg a lehetőségeinket, akkor hamar kiderül, hogy a megújuló energiák többsége jól alkalmazható erre a célra, mint energiaforrás (földhő, termál energia, napenergia stb..) sőt a napelemek az építészetben nemcsak energetikai céllal, hanem szerkezeti vagy kiegészítő anyagként is jól használhatók. (épületintegrációs megoldások, BIPV)
Milyen energiákat tudunk használni a bio építészetben?
- FÖLDHŐ ENERGIA (talajhő és termikus)
- NAPENERGIA (villamos és hő)
- SZÉLENERGIA (villamos)
- BIOMASSZA (hőenergia, villamos energia)
Kizárólag energetikai céllal szokás használni:
- HŐSZIVATTYÚ - hőenergia
- NAPKOLLEKTOR - hőenergia
- NAPELEM - villamos áram
- SZÉLGENERÁTOR - villamos energia
- (BIOMASSZA - hőenergia, és/vagy villamos energia)
A NAPELEMEK SZERKEZETI ANYAGKÉNT TÖRTÉNŐ FELHASZNÁLÁSA A KÖVETKEZŐ TERÜLETEKEN TERJED GYORSAN:
- HÁZTETŐFEDÉS - villamos cserép
- TRANSZPARENS ÜVEGTETŐ - villamos tető
- HOMLOKZAT KÉPZÉS - villamos tégla, kollektor fal
- FALFEDÉSEK (bizonyos esetekben kollektor is)
Érdemes megvizsgálnunk kissé részletesebben egy átlagos ház energia mérlegét.
- Egy átlagos családi ház energiaszükségletének mintegy 75-80 %-át a fűtés jelenti.
- A maradék megoszlik a használati melegvíz (HMV) és a villamos energia igény között. (10-12 %)
- A családi házakban a legkisebb fogyasztást a világítás jelenti.
- A bevitt energia = a hasznosított energia + a veszteségek.
EU Passys program
Mintegy 15 évvel ezelőtt kezdődött el az a nemzetközi program, mely lakóhelyünk és az építéshez használt anyagok energetikájával foglalkozott. A program keretén belül vizsgálatra kerültek különféle építőanyagok, építési elvek és konstrukciók. A program mintaház rendszert is létrehozott, ahol Spanyolországtól kezdve Angliáig különféle klímaterületeken felépített házak energia mérlegei mérés és vizsgálat alá kerültek. A program fontos adatokat szolgáltatott az építőipari szerkezeti anyagok tulajdonságairól, a javasolt fejlesztések irányáról és egyben tesztelte az új anyagokat is. Részben ennek tudható be, hogy a ma korszerű építőanyagai már lényegesen jobb energetikai tulajdonsággal rendelkeznek. További lényeges megállapítása, hogy pusztán a passzív solar építészeti szempontok alkalmazásával, mintegy 20-35% energia takarítható meg.
Néhány éve új fogalmak, új kategóriák jelentek meg az építészetben: alacsony energiájú házak, passzív házak, zéró energia házak….
Nézzük meg közelebbről, hogy mit jelentenek ezek az elnevezések a számok nyelvén, pontosabban az energiafogyasztás szemszögéből.
Egy átlagos ''régebbi technológiával'' és hagyományos anyagokból épült ház éves energia fogyasztása mintegy 130-140 kWh/m2, év. Ez ma a korszerűtlen, energiapazarló házat jelenti. (Az építőanyagok fejlődése miatt ma már szinte ''lehetetlen'' ilyen házat építeni. A 46-50 kWh/2,év energiafogyasztási adattal jellemzett ház az ''alacsony energiájú ház'' kategóriába tartozik.
Mi a jövő elvárása? Ha a ház teljes energiafogyasztását 15 kWh/m2,év érték alá sikerül levinni, akkor egy olyan rendszert sikerült kiépíteni, ahol ezt a minimális igényt könnyen teljesíthetjük akár 100%-ban is megújuló energiákkal. És valójában most jutottunk el a ''zéró energia ház'' fogalmához.
2006-tól várhatóan szigorodnak az építési előírások és szabályok, valamint az ellenőrzési rendszer - legalábbis ami az energetikai normákat jelenti.
Mi a helyzet hazánkban?
Magyarországon éppen csak felpirkadt a megújuló energiák hajnala, ugyanakkor látnunk kell, hogy a körülöttünk lévő fejlett országok többsége már a délebédet fogyasztja.
Mindenesetre örvendetes, hogy egyre több és több ember dönt úgy, hogy megújuló energiával látja el házát. A GAIASOLAR abban a szerencsés helyzetben, van, hogy részt vehetett több ilyen, jelentősebb létesítmény felépítésében, melyek vagy villamos energiában önellátóak, vagy a ház teljes energia rendszerét tekintve önállóak.
Hazánk különösen előnyös helyzetben van a napenergia és a földhő energia ellátottságban. A szélenergia bizonyos területeken jelentős lehet.
Talán a legszemléletesebb, ha bemutatjuk röviden azt a mintaházat, mely a legközelebb áll ma Magyarországon a ''zéró energia ház'' fogalmához.
- Budapest, 400 nm alapterület, 2 lakószint, pince
- Uszoda, 30 m2, (36 m3 víztömeg), szauna
- 38 - as porotherm tégla
- Dryvit 10 cm szigetelés
- U (korábban k) érték : átlagos 0.16 - 0.17 kW/m2,K
- szabad területen álló, új építésű épület, 400 m2 fűtött felülettel, teljesen alápincézett, az alsó szinten elhelyezett fedett medence,
- sátor-tető, Bramac cserépfedés, sík-beton lapos tető az uszoda felett.
A házban az összes hagyományos energiaforrás beépítésre került tartalék céllal.
- Vezetékes villamos energia ( biztonsági tartalék)
- Vezetékes gáz ellátás ( biztonsági tartalék, kiépített tartalék kazánnal)
- Vezetékes víz ellátás ( szokásos kiépítésben)
ALTERNATIV ( megújuló energiaforrások)
- Geotermikus fűtési rendszer ( fűtés 100 %, használati melegvíz télen 100 %-ban, nyáron kollektorral, uszoda fűtés kollektorral megosztott)
- Napkollektor rendszer (főleg rásegítés jelleggel, használati melegvíz, uszoda fűtés, )
- Napelemes rendszer ( alternatív villamos energia ellátás, hálózattal kapcsolt interaktív módon)
Az energiaellátás részletei
A GEOTERMIKUS RENDSZER
- A házat ellátó hőszivattyús rendszer egy nagyhatékonyságú, mintegy 34 kW-os összteljesítményű ( 4.5 –ös jósági tényező) ún. vizes-vizes rendszer, a DIN fűtési szabványoknak megfelelő paraméterekkel és kiépítésben.
- A ház fűtését egy három körös csővezetéki rendszer végzi, melyek, külön-külön szabályozhatók.
- Az uszoda kör, ( ide értve a szaunát is) külön leválasztott, de működésében összekötött a később ismertetésre kerülő melegvizes kollektoros rendszerrel.
- A kiegyensúlyozott működést nagy puffer tartályok biztosítják. így a szivattyút lényegesen kisebb gyakorisággal kell beindítani.
- A geotermikus fűtés korszerű vezérlése biztosítja a lakók számára, hogy az év 365 napjára előre, naponkénti beállítással programozhatják a kívánt hőmérsékletet.
- A két lépcsőben kiépített hőszivattyús rendszer egy további külön energiatakarékossági szempontot jelent. A kevésbé hideg napokon csak a kisebb teljesítményű szivattyú üzemel, amennyiben a hideg fokozódik, akkor megfelelően beállított vezérlés indítja a második szivattyút. Így a rendszer a lehető legjobban takarékoskodik az energiával.
A geotermikus rendszerre ''rádolgozik'' egy 24 kW-os kollektoros rendszer.
Villamos energia
A ház villamos energia ellátását egy 6000 Wp napelemes rendszer végzi. (3x5000 W, hálózati interaktív 3 fázisú villamos rendszer, jelentős akku tároló rendszerrel)
És itt álljunk meg egy pillanatra, mert egy fontos lépcsőhöz érkeztünk.
A megújuló energiákkal előállított villamos energia, - megfelelő módon kezelve - alkalmas arra, hogy alapvetően megváltoztassuk energiatermelési szokásainkat és a jelenlegi gyakorlatot.
A helyileg megtermelt energiának több előnye van, és valószínűleg ez lesz a jövő egyik jelentős energiatermelési forrása és rendszere.
Hogyan jön egyáltalán a bio-építészet a jövő energiatermeléséhez? - kérdezhetik kritikusabb olvasóink! Igazuk van! De ne feledjük azonban, hogy most ugyan a bio-építészet ad aktualitást ezen gondolatok közlésére, de nincs ebben semmi ellentmondás: valóban az építészet olyan új lehetőséget kapott a kezébe mint az energiatermelő házak megvalósítása! A napelemek beépítése a házakba pontosan ezt a - ''nálunk még'' - új energia-termelési koncepciót hivatott megvalósítani. A villamos ''cserép'' a villamos ''tégla'' a villamos ''üvegtető'' nemcsak építészeti- szerkezeti elemek, de egyre jobban, aktívan részt vesznek a terület, sőt egyes országrészek energia ellátásában. És e pontban az építészet szerepe, az elvárások és a lehetőségek átértékelődnek.
A villamos energia termelést illetően az alábbi lehetőségek állnak rendelkezésre:
1 Saját magam elfogyasztom a termelt energiámat.
2 Villamos energia hálózati visszacsatolás (grid feedback)
A hálózattal kapcsolt napenergia rendszerek (grid- connected ) többféleképpen végezhetnek energia cserét a hálózattal. Az egyik fő típus csak visszatáplál energiát a hálózatba.
3 A LEGJOBB MEGOLDÁS: AZ INTERAKTÍV, MIKROPROCESSOR VEZÉRELT - A KÍVÁNT ENERGIA LOGISZTIKÁT BIZTOSÍTÓ INVERTER
Mi az ideális ( a vevő szempontjából) kapcsolat a ház és a hálózat között?
Hálózati interaktív inverter
- Mindig legyen biztonsággal energiaellátás
- Elsődlegesen minden fogyasztó megújuló energiával legyen ellátva
- A tartaléktároló legyen mindig feltöltve
- Felesleges energiát táplálja vissza a hálózatba
- Ha szükséges tudjon energiát vételezni a hálózatból
- Tájékoztatás a rendszer állapotáról
- Távfelügyelet
- Automatikus működés
- Programozható paraméterek
ÚJ ENERGIATERMELÉSI KONCEPCIÓK
Egyre inkább igény azonban, hogy ez a kapcsolat ne csupán ennyire egyoldalú legyen, hanem ennél sokkal nagyobb komplexitással, fejlettebb ''energia logisztikával'' rendelkezzen az inverter. A hálózatból történő energia vételezés – pl. ha több napig nincs napsütés és a tartalékok is elfogytak - biztonsági tartalékot jelent, és ezt egyre többen igénylik. De előfordulhat az is, hogy a hálózat meghibásodik, nincs energia, természetesen pont akkor, amikor ez a legjobban kellene. Az áramkimaradás veszélyezteti a hűtött gyógyszereket, élelmiszereket, a biztonsági berendezések, segélyhívók működése kétségessé válhat, stb., ekkor , ebben a vészhelyzetben a saját napenergia rendszerünknek kell azonnal reagálni és pótolni a kiesést (azonnali átváltás UPS üzemmódra, hasonlóan mint a számítógépek esetében).
Indokolható igény például az is, hogy ha a napelemes rendszerünk egy adott pillanatban nem képes azt az energiát nyújtani, amit éppen igényelünk, akkor forduljon segítségül a hálózathoz, és onnan fedezze az igényeket, de ahogy ez az állapot megszűnt, azonnal térjen át teljesen a napenergia használatára (Zéró Energia mód). Sőt jó lenne, ha a hiányt nem úgy fedezné, hogy azonnal teljes kapacitással a hálózatra kapcsol, hanem pl. csak a különbözeti energiát vegye onnan! Vételezzen, visszaadjon, töltsön, szabályozzon, kommunikáljon...
Ezek bizony már a legkorszerűbb házi autonóm villamos energetikai rendszerek ismérvei és követelményei.
Ezek után felmerül a kérdés:
MILYEN LESZ A JÖVŐ? És vajon milyen távol vagyunk ettől a jövőtől?
Nos, a kérdésre még alig adható egyértelmű válasz, mindenesetre tény, hogy a jövő építészetének alkotásai várhatóan nemcsak épületként szolgálnak majd, de jelentős hozzájárulásuk lesz az épület saját energetikájának ellátásában, illetve lokális energiatermelő centrumokként jelennek meg.
Magánerőművek jelennek meg, melyek részévé válnak a nagy villamos energia rendszereknek.
DIGITÁLIS FALU? - VÁROS?
Energia fogyasztás és kibocsátás monitoring?
Várostervezés és tulajdonok energetikai minősítése?
Trend analízisek és cselekvési tervek?
Energia/környezet információtérképek a döntéshozók részére?
Igen! Ez és már nem is a távoli, hanem a közeli jövő.
Innentől kezdve a bio-építészet egy magasabb rendű egységet szolgál a bio település, a bio-falu, bio-város szolgálatában áll, és ezért ennek további részletei már egy másik témakörbe tartoznak.
Véghely Tamás
megújuló energia tanácsadó
GAIASOLAR Kft.
Kapcsolódó linkek:
|
 |
A rovat további cikkei
Rovataink
|
