Odnawialne źródła energii (OŹE) w domu – jakie są możliwości?

Rosnące zapotrzebowanie na energię, w połączeniu ze stale postępującymi zmianami klimatycznymi, skłania właścicieli domów jednorodzinnych do inwestowania w źródła odnawialnej energii. Rozwój energetyki niekonwencjonalnej w naszym kraju stał się głównym postulatem w dokumencie Polityka Energetyczna Polski do 2030 roku. Zakłada on, że do tego czasu udział OŹE w krajowej energetyce będzie wynosił ponad 23% energii końcowej brutto.

Poszukiwanie wydajnych rozwiązań zdolnych zmniejszać emisję dwutlenku węgla, a przy tym obniżać rachunki za energię, stało się w ostatnim czasie głównym celem właścicieli gospodarstw domowych. Istnieje wiele możliwości pozyskiwania energii z alternatywnych źródeł takich jak słońce, wiatr czy biomasa. Część z nich uznano już za powszechnie stosowaną w praktyce, co szerzej omówimy w poniższym wpisie.

Definicja odnawialnych źródeł energii

Odnawialne źródła energii (OZE) to inaczej zasoby, których wykorzystanie – w odróżnieniu od źródeł nieodnawialnych, takich jak ropa, gaz czy węgiel – nie prowadzi do długotrwałego deficytu. Zgodnie z nazewnictwem, ich główną zaletą jest możliwość regularnego odnawiania, co sprawia, że nigdy się nie wyczerpią. Dodatkowo mianem OZE określa się te zasoby, których użytkowanie nie wpływa negatywnie na środowisko i jest uznane za w pełni ekologiczne.

W Ustawie z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii (Dz.U. 2015 poz. 478) można przeczytać, że za OZE uznaje się „odnawialne, niekopalne źródła energii obejmujące energię wiatru, energię promieniowania słonecznego, energię aerotermalną, energię geotermalną, energię hydrotermalną, hydroenergię, energię fal, prądów i pływów morskich, energię otrzymywaną z biomasy, biogazu, biogazu rolniczego oraz z biopłynów”.

Jakie są odnawialne źródła energii dla gospodarstw domowych?

W przypadku gospodarstw domowych zakres naturalnych źródeł energii uwzględniony w ww. ustawie jest nieco węższy i obejmuje głównie energię pochodzącą z wiatru, słońca oraz biomasy. Mimo to, dostępnych jest wiele rozwiązań umożliwiających efektywne pozyskiwanie energii ze źródeł odnawialnych.

Moduły fotowoltaiczne

To zdecydowanie najpopularniejsze odnawialne źródło energii elektrycznej dla gospodarstw domowych. Bazują na przetwarzaniu energii słonecznej na energię elektryczną, wykorzystywaną w późniejszym czasie do zasilania urządzeń.

Moduły – montowane najczęściej na dachu lub gruncie – generują prąd dzięki tzw. efektowi fotowoltaicznemu. Polega to na tym, że energia czerpana z padających na powierzchnię paneli fotonów (cząstek światła) jest pochłaniana przez elektrony w materiale półprzewodnikowym – zazwyczaj krzemie. Powoduje to osiągnięcie przez elektrony wyższego poziomu energetycznego, a co za tym idzie, powstanie par elektron-dziura. Dzięki zastosowaniu złącza półprzewodnikowego typu p-n, wewnątrz ogniwa powstaje różnica potencjałów, która umożliwia przepływ elektronów w określonym kierunku. Po podłączeniu ogniwa do zewnętrznego obwodu elektrony przepływają przez niego, wytwarzając prąd stały, który można następnie przekształcić w prąd zmienny za pomocą inwertera.

Choć instalacje fotowoltaiczne są zwykle najbardziej efektywne latem, to w zależności od sposobu ich podłączenia i umów z dystrybutorem, nadwyżki energii można gromadzić przy pomocy magazynów energii lub ciepła. Odpowiednio dobrana liczba modułów wraz z inwerterem pozwala pokryć zapotrzebowanie energetyczne budynku na cały rok. Ważne jednak, by przed zainwestowaniem w odnawialne źródła energii elektrycznej zawsze skontaktować się ze specjalistami z danej dziedziny.

Kolektory słoneczne

To urządzenia nazywane potocznie „solarami”. Podobnie jak moduły fotowoltaiczne, kolektory również bazują na czerpaniu energii ze słońca. Cechą tych systemów jest jednak wytwarzanie energii cieplnej, służącej do grzania ciepłej wody użytkowej w domu.

Cały proces polega na nagrzewaniu przez słońce płynu (glikolu propylenowego) krążącego w przewodach kolektorów, a następnie na przekazaniu pozyskanego ciepła do zbiornika z wodą. Szacuje się, że energia cieplna z tego systemu może pokryć nawet do 60% rocznego zapotrzebowania na c.w.u. Należy jeszcze zaznaczyć, że instalacje solarne są również wykorzystywane do wspierania systemów grzewczych, odpowiedzialnych za dostarczenie ciepła do pomieszczeń użytkowych.

Pompy ciepła

Będąc w temacie źródeł odnawialnej energii do celów grzewczych, należy wyróżnić pompy ciepła. To sprzęty o wysokiej wydajności, odpowiedzialne za pozyskiwanie energii z gruntu, powietrza lub wody.

Proces przekazywania ciepła odbywa się przy użyciu czynnika roboczego, którym jest najczęściej fluorowana substancja chłodnicza typu R-410A lub R32. Krąży ona w obiegu termodynamicznym, gdzie na skutek poboru energii z dolnego źródła (powietrza, wody lub gruntu), zmienia w parowniku stan skupienia na gazowy, następnie zwiększając swoją temperaturę i ciśnienie w sprężarce. W kolejnym etapie trafia do skraplacza, gdzie drastycznie obniża temperaturę, a osiągnięta na skutek tego moc grzewcza zostaje przekazana do instalacji budynku. Substancja z powrotem kierowana jest do zaworu rozprężnego w celu jej schłodzenia i ponownego rozpoczęcia cyklu.

Pompy ciepła wykorzystując naturalne źródła energii, są w stanie w pełni efektywnie ogrzać całą powierzchnię budynku, jednocześnie zapewniając niskie koszty eksploatacji. W połączeniu z rekuperacją i instalacją fotowoltaiczną, mogą stworzyć w pełni samowystarczalny dom o blisko zerowym, rocznym bilansie energetycznym.

Przydomowe elektrownie wiatrowe

Ze wszystkich odnawialnych źródeł energii, przydomowe elektrownie wiatrowe stosuje się zdecydowanie najrzadziej. Nie oznacza to jednak, że są one pozbawione jakichkolwiek zalet. Wręcz przeciwnie, odznaczają się wysoką efektywnością i długą żywotnością. Nie w każdym miejscu można je natomiast swobodnie montować. Do tego celu potrzebna jest odpowiednia lokalizacja, w której podmuchy wiatru występują dosyć często. Najlepsze ku temu warunki panują nad Bałtykiem oraz w południowej części naszego kraju.

Dlaczego warto inwestować w odnawialne źródła energii w domu?

Wybierając odnawialne źródła energii w domu, dbamy nie tylko o oszczędności. Przede wszystkim przyczyniamy się do ograniczenia emisji szkodliwych substancji do atmosfery, wspierając tym samym działania na rzecz zahamowania widocznego już procesu ocieplenia klimatu.

Argumentem przemawiającym za wdrożeniem ekologicznych rozwiązań w swoich gospodarstwach domowych jest wysoki poziom rozwoju technologii w tej dziedzinie. W ofertach producentów znaleźć już można naprawdę zaawansowane urządzenia OZE, których kompleksowe podłączenie i uruchomienie najlepiej powierzyć specjalistom z firmy Daison.