ΕΤΗΣΙΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗΣ ΠΡΩΤΟΓΕΝΟΥΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗ 1

Εφόσον έχει ήδη υπολογιστεί τόσο η κατανάλωση όσο και η παραγωγή ενέργειας της κατασκευής, στη συνέχεια, είναι εύκολο να μετατραπεί σε πρωτογενή. Η εύρεση του ετήσιου ισοζυγίου πρωτογενούς ενέργειας μίας κατασκευής αποτελεί ένα αξιόπιστο και αποτελεσματικό τρόπο εντοπισμού της επιρροής του κτιρίου στο ενεργειακό σύστημα. Παρόλα αυτά, δε λαμβάνεται υπόψην η διαθεσιμότητα της κάθε μορφής ενέργειας καθώς και η μόλυνση που προκαλεί. Για τον υπολογισμό της πρωτογενούς ενέργειας που δαπανάται για τη λειτουργία του κτιρίου κατά τη διάρκεια ενός έτους, απαιτείται η χρήση του συντελεστή μετατροπής της καταναλισκόμενης ενέργειας σε πρωτογενή, καθώς και του συντελεστή απόδοσης της κάθε μορφής ενέργειας. Στο συγκεκριμένο παράδειγμα, οι συντελεστές που θα χρειαστούν είναι του φυσικού αερίου και της ηλεκτρικής ενέργειας. Ο συντελεστής μετατροπής του φυσικού αερίου σε πρωτογενή ενέργεια είναι 1,05, ενώ της ηλεκτρικής ενέργειας 2,9. Από την άλλη πλευρά, η απόδοση του λέβητα φυσικού αερίου που χρησιμοποιείται είναι 0,9 ενώ των κλιματιστικών μονάδων είναι 5 [COP]. Η ηλεκτρική ενέργεια, ωστόσο, που χρησιμοποιείται για τη λειτουργία του εξοπλισμού της κατασκευής, όπως και αυτή που παράγεται τελικώς από το σύστημα ανανεώσιμων πηγών δεν επηρεάζεται από κάποιο συντελεστή απόδοσης. Στη συνέχεια, γνωρίζοντας την ποσότητα ενέργειας που είναι σε θέση να παράξει το κτίριο το αντίστοιχο χρονικό διάστημα, μπορεί να υπολογιστεί το ετήσιο ισοζύγιο του, που στην προκειμένη περίπτωση θα αναφέρεται στην πρωτογενή ενέργεια. Συνεπώς, η πρωτογενής ενέργεια που καταναλώνεται διαμορφώνεται από τον παρακάτω τύπο:

πρωτογενής ενέργεια = (ενεργειακή κατανάλωση)/(απόδοση συστήματος) * συντελεστής μετατροπής σε πρωτογενή ενέργεια

Η κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας για την κάλυψη των αναγκών του κτιρίου, καθώς επίσης και η συνεισφορά της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας στο ετήσιο ισοζύγιο παρουσιάζεται στον πίνακα που ακολουθεί [εικόνα 1], ενώ στη συνέχεια περιγράφεται αναλυτικά για καθένα από τα διαφορετικά σενάρια που μελετήθηκαν.


[εικόνα 1] Πίνακας ισοζυγίου και κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας των διαφορετικών σεναρίων
 
1. ΒΑΣΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ
Για τον υπολογισμό του ετήσιου ισοζυγίου πρωτογενούς ενέργειας του συγκεκριμένου σεναρίου, η κατανάλωση ενέργειας για κάθε μία από τις διαφορετικές λειτουργίας του κτιρίου θα μετατραπεί σε πρωτογενή ενέργεια. Έτσι, έχουμε:
- για θέρμανση = 48.207/0,9 * 1,05 = 56.241,5 kWh πρωτογενούς ενέργειας κάθε χρόνο,
- για ψύξη = 21.028/5 * 2,9 = 12.196,2 kWh και
- για λειτουργία του εξοπλισμού = 71.099 * 2,9 = 206.187,1 kWh.
Συνεπώς, οι ετήσιες ενεργειακές απαιτήσεις του κτιρίου για πρωτογενή ενέργεια στο ‘ΒΑΣΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ’ είναι 274.624,8 kWh. Η παραγωγή ενέργειας του κτιρίου από την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών ηλιακών συλλεκτών ανέρχεται σε 63.142,8kWh ετησίως, όπως υπολογίστηκε παραπάνω, η οποία μεταφράζεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό, έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση, κατά 183.114,1 kWh [63.142,8*2,9], της κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας κάθε χρόνο. Επομένως, η μέγιστη μείωση πρωτογενούς ενέργειας που μπορεί να επιτευχθεί στο συγκεκριμένο σενάριο φθάνει το 66,7%.


2. Α’ ΣΕΝΑΡΙΟ
Ύστερα από τις αλλαγές που πραγματοποιήθηκαν σε σχέση με το ‘ΒΑΣΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ’ η ετήσια κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας στη συγκεκριμένη περίπτωση διαμορφώνεται ως εξής:
- για τη θέρμανση = 45.606/0,9 * 1,05 = 53.207,0 kWh,
- για την ψύξη = 20.918/5 * 2,9 = 12.132,4 kWh και
- για τη λειτουργία του εξοπλισμού = 71.099 * 2,9 = 206.187,1 kWh.
Συνεπώς, οι ετήσιες ενεργειακές απαιτήσεις του κτιρίου σε πρωτογενή ενέργεια ανέρχονται 271.526,5 kWh. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας του κτιρίου από την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών ηλιακών συλλεκτών ανέρχεται σε 63.142,8 kWh ετησίως, η οποία αντιστοιχεί σε 183.114,1 kWh [63.142,8*2,9] πρωτογενούς ενέργειας. Επομένως, η μέγιστη μείωση πρωτογενούς ενέργειας που μπορεί να επιτευχθεί στο συγκεκριμένο σενάριο φθάνει το 67,4%.

3. Β’ ΣΕΝΑΡΙΟ
Οι αλλαγές που πραγματοποιούνται στο κτίριο στο συγκεκριμένο σενάριο, επιφέρουν μεταβολές στην ποσότητα της ενέργειας που καταναλώνει, καθώς επίσης και στην ποσότητα της πρωτογενούς ενέργειας που απαιτεί, οι οποίες είναι οι παρακάτω:
- για τη θέρμανση = 48.207/0,9 * 1,05 = 56.241,5 kWh,
- για την ψύξη = 10.168/5 * 2,9 = 5.897,5 kWh και
- για τον εξοπλισμό = 71.099 * 2,9 = 206.187,1.
Κατά συνέπεια, οι ετήσιες ενεργειακές απαιτήσεις του κτιρίου για πρωτογενή ενέργεια ανέρχονται σε 268.326,1 kWh, ενώ έχει τη δυνατότητα να παράξει 183.114,1 kWh [63.142,8*2,9], από την εγκατάσταση συστήματος εκμετάλλευσης ανανεώσιμων μορφών ενέργειας. Επομένως, δεν είναι σε θέση να συνεισφέρει παραπάνω από  68,3% στην ετήσια κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας του συγκεκριμένου σεναρίου.


4. Γ’ ΣΕΝΑΡΙΟ
Η πρωτογενής ενέργεια που καταναλώνεται για την κάλυψη των αναγκών του συγκεκριμένου σεναρίου, για κάθε μία από τις λειτουργίες του, υπολογίζεται ως εξής:
- για τη θέρμανση = 48.207/0,9 * 1,05 = 56.241,5 kWh,
- για την ψύξη 21.028/5 * 2,9 = 12.196,2 kWh και
- για τον εξοπλισμό = 50.458,4 * 2,9 = 146.329,4 kWh.
Συνεπώς, η ετήσια κατανάλωση του κτιρίου σε πρωτογενή ενέργεια για το σύνολο των αναγκών του ανέρχεται σε 214.767,1 kWh, ενώ η ηλεκτρική ενέργεια που παράγει ανέρχεται σε 183.114,1 kWh [63.142,8*2,9]. Επομένως, η μέγιστη μείωση πρωτογενούς ενέργειας που έχει τη δυνατότητα να πραγματοποιηθεί στο συγκεκριμένο σενάριο είναι 85,3%.
 

5. ΙΔΑΝΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ
Στο ‘ΙΔΑΝΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ’, όπου εφαρμόζονται ταυτόχρονα οι αλλαγές τριών σεναρίων, η κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας του κτιρίου διαμορφώνεται ως εξής:
- για τη θέρμανση = 45.958/0,9 * 1,05 = 53.617,7 kWh,
- για την ψύξη = 10.028/5 * 2,9 = 5.816,2 kWh και
- για τον εξοπλισμό = 50.458,4 * 2,9 = 146.329,4 kWh.
Επομένως, η πρωτογενής ενέργεια που καταναλώνει το κτίριο για την κάλυψη των ετήσιων αναγκών του είναι 205.763,3 kWh. Αντίθετα, η μείωση της κατανάλωσης πρωτογενούς ενέργειας, που πραγματοποιείται από την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών ηλιακών συλλεκτών στο κέλυφός του, ανέρχεται σε 183.114,1 kWh [63.142,8*2,9]. Επομένως, ακόμα και κατά το ΊΔΑΝΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ’ το κτίριο δεν έχει τη δυνατότητα να καλύψει τις ανάγκες του για πρωτογενή ενέργεια παραπάνω από 89%.


1 σχόλιο:

  1. Αγαπητέ συνάδελφε
    Πολύ ωραία η προσέγγιση που κάνεις και πραγματικά ενδιαφέρουσα. Μόνο μια παρατήρηση θα ήθελα να κάνω σχετικά με τους συντελεστές απόδοσης των κλιματιστικών. Νομίζω ότι είναι υπερβολή να χρησιμοποιείς COP=5. Αυτή η απόδοση είναι πραγματικά πολύ υψηλή. Σε θερμοκρασιακές συνθήκες 30-40 C που συνήθως δουλεύουν οι εξωτερικές μονάδες, η απόδοση των κλιματιστικών δεν ξεπερνά το COP=3. Πιο ρεαλιστική τιμή είναι COP=2,5 έως 3.

    ΑπάντησηΔιαγραφή