Τριήµερο για τις Ανανεώσιµες Πηγές Ενέργειας ΛΑΡΙΣΑ, 29 Νοεµβρίου -1 εκεµβρίου 2007 Συστήµατα εκµετάλλευσης της Θερµικής Ηλιακής Ενέργειας Μ. Μαθιουλάκης Εργαστήριο Ηλιακών & άλλων Ενεργειακών Συστηµάτων ΕΚΕΦΕ «ΗΜΟΚΡΙΤΟΣ»
Προς µια µακρόχρονη κρίση ενεργειακής τροφοδοσίας Αύξηση κατανάλωσης & µείωση αποθεµάτων 2006: Μέγιστο της παραγωγής συµβατικών καυσίµων Σταθερά αυξητική τάση τιµών Εισαγωγές (EE): 50% σήµερα, 70% το 2030 Κλιµατικές αλλαγές και ενέργεια Υποχρεώσεις από Πρωτόκολλο του Κιότο Εισαγωγές ενέργειας (% των αναγκών) 75 65 55 45 1995 2005 2015 2025 2035 100 90 80 70 60 50 40 30 20 1 13 BRENT [$] BRENT [EURO] 25 37 2003 2004 2005 2006 49 Πηγές: peackoil.net, exxonmobil 61 2007 Σελ. 2
ΑΠΕ & Εξοικονόµηση: Βασικές συνιστώσες µιας εναλλακτικής ενεργειακής στρατηγικής 100 εκ. m 2 στόχος της ΕΕ για το 2010 Ελλάδα (στοιχεία IEA) Σε λειτουργία: 3-3,5 εκ. m 2 Εγκατεστηµένη ισχύς: >2 GW th Μεγαλόπολη: 850 MW, ιασ. δίκτυο: 9.000 ΜW Εξοικονόµηση πετρελαίου: 350.000 τόνοι /έτος Μείωση ρύπων CO 2 : >1,2 εκ. τ./έτος Ευρώπη: 40.0 Ευρώπη: 22 εκ. m2, >15 GW th >12 MWh καθαρή ενέργεια 10 6 m 2 30.0 Εγκατεστηµένα >7 εκ. τ. CO 2 λιγότεροι 20.0 Πολύ χαµηλά σε σχέση µε το στόχο της ΕΕ (70 GW th το 2010 ) 10.0 0.0 1990 1995 2000 2005 2010 1 m 2 θερµικού ηλιακού συλλέκτη=0.7 kw th Σελ. 3 Πηγή: ESTIF
Τα θερµικάηλιακάστηνευρώπης: Έως τώρα Εγκατεστημένα Ετήσιες πωλήσεις Σύνολο 3,5 εκ. m 2 /έτος Σελ. 4
Τα θερµικάηλιακάστηνευρώπης: Το µέλλον Νέα δεδοµένα: Ευρωπαϊκή Πιστοποίησης Οδηγία Θέρµανση ψύξη µε ΑΠΕ (από 10% σε 20 % µέχρι το 2020) Υποχρεωτική εγκατάσταση ηλιακών (πχ. Ισπανία, Πορτογαλία) Συγκεκριµένοι εθνικοί στόχοι - action plan Κατάργηση των διοικητικών εµποδίων Ενισχύσεις, επιδοτήσεις Τάσεις στην αγορά θερµικών ηλιακών Ετήσια αγορά Εγκατεστηµένα Σελ. 5
Θερµικά ηλιακά: Μια ώριµη τεχνολογία σε διαρκή εξέλιξη Ενσωµάτωση νέων τεχνολογιών Επιλεκτική επιφάνεια Συγκολλήσεις υπερήχων & laser Νέα υλικά Αξιοποίηση Ε&Α Βελτιωµένοι σχεδιασµοί 700 Απόδοση (kwh/m 2 /έτος) 600 500 400 300 1980 1990 2000 2010 Σελ. 6
Θερµική ηλιακή ενέργεια δεν είναι µόνο οι ηλιακοί θερµοσίφωνες Τεράστιες, ανεκµετάλλευτες δυνατότητες για µεγάλα συστήµατα, ειδικά στον ξενοδοχειακό τοµέα Θέρµανση χώρων Πισίνες, θαλασσοθεραπίες Ηλιακός κλιµατισµός. Σελ. 7
Μεγάλα Θερµικά Ηλιακά Συστήµατα: σύγχρονες βιοµηχανικού τύπου εγκαταστάσεις που απαιτούν Ποιοτικά (πιστοποιηµένα) προϊόντα Σωστή συντήρηση Αξιόπιστη αποτίµηση επιδόσεων Αποτελεσµατικά χρηµατοδοτικά σχήµατα Σελ. 8
και κυρίως σωστές µελέτες από εξειδικευµένους µελετητές. Προτυποτεχνικά εργαλεία και µέθοδοι σχεδιασµού Ρεαλιστική εκτίµηση του αναµενόµενου ενεργειακού οφέλους Ολοκληρωµένες ενεργειακές λύσεις µεαντιµετώπιση όλων των ενεργειακών φορτίων (π.χ. ηλιακός κλιµατισµός, εποχιακή αποθήκευση θερµότητας, ανάκτηση, αφαλάτωση) Σελ. 9
Συνηθέστερη εφαρµογή: παραγωγή θερµού νερού Με απλούς επίπεδους συλλέκτες: µέχρι και 750 kwh/m 2 /έτος (συνθήκες Αθηνών) Για πισίνες: µέχρι και 700 kwh/m 2 /έτος (συνθήκες νοτίου Ελλάδας) υνατότητα ικανοποίησης σύνθετων αναγκών (ντους, κουζίνες, sport center, θαλασσοθεραπία κλπ) Σελ. 10
Ηλιακή ψύξη -1 Μεγάλες δυνατότητες, περιορισµένες εφαρµογές Συνδυασµένη παραγωγή θερµότητας - ψύξης Αναγκαία συγκεκριµένη µελέτη Συνδυασµός µε άλλες ανάγκες Αξιοποίηση απορριπτόµενης θερµότητας Θερµότητα Θερµότητα Ψυχρό νερό Κτίριο Συλλέκτες Σύστηµα ηλιακής ψύξης Ψυχρός αέρας Σελ. 11
Που µπορείναφτάσειηηλιακήψύξη; COP = Q Q Cold Heat T T C H T T H M T M T C T H Θερµοκρασία Q heat Q cold T M Ιδανικό T C Q cold Ψυχρό νερό (παραγωγή ψύχους): 9 ο C Θερµοκρασία απορριπτόµενης θερµότητας: 28 ο C Θερµοκρασία ζεστού νερού [ ο C] Σελ. 12
Ηλιακή ψύξη Οι τεχνολογίες Κλειστό κύκλο Απορρόφηση & Προσρόφηση Πολύ λίγα συστήµατα κάτω από 100 kw Βέλτιστη θερµοκρασία λειτουργίας: 1 βαθµίδα: COP ~ 0.7, 80-100 οc 2 βαθµίδες: COP ~ 1.1, 140-160 οc Ανοικτό κύκλο (µε µέσα αφύγρανσης) Σελ. 13
Παραγωγή ρεύµατος (και Η 2 ;) Πρόκληση για Ε&Α Από την επίδειξη στην εµπορική εκµετάλλευση Υψηλές θερµοκρασίες και παραγωγή Η 2 Οικονοµικά ανταγωνιστικά από το 2010; Σελ. 14
Το πρώτο εµπορικό σύστηµα ισχύος 11 ΜW, 23 GWh/y (Seville, Ισπανία) Επένδυση 36 M από ABENGOA group Έναρξη λειτουργίας: Μάρτιος 2007 Σελ. 15
Το Solar One Project 64 ΜW, 130 GWh/y (Boulder City, Nevada) 1,2 km 2, 700 mirrors των 100 m Έναρξη λειτουργίας: Ιούνιος 2007 Σελ. 16
Για µια εθνική στρατηγική στον τοµέα της Θερµικής Ηλιακής Ενέργειας: η Πολιτεία Εκσυγχρονισµό τουσυχνά εχθρικού κανονιστικού πλαισίου πολεοδοµικές ρυθµίσεις, κανονισµοί κλπ Αυτό επιτρέπεται Σελ. 17
Για µια εθνική στρατηγική στον τοµέα της Θερµικής Ηλιακής Ενέργειας: Πολιτεία Εκσυγχρονισµό τουσυχνά εχθρικού κανονιστικού πλαισίου πολεοδοµικές ρυθµίσεις, κανονισµοί κλπ Αυτό επιτρέπεται Υποχρεωτική µελέτη ένταξης ΘΗ σε κτήρια Αυτό απαγορεύεται Ουσιαστική ενίσχυση των ΘΗ Όχι µόνο στο Ε.Π.ΑΝ. Σύνδεση µε την πιστοποίηση Σελ. 18
Επιδοτούνται οι ΑΠΕ υπερβολικά; Πηγές: - Peter Palinka, Stoa, Directorate A, European Parliament - F. H. Oosterhuis, Energy Subsidies in the European Union Report commissioned by the European Parliament Σελ. 19
Η πιστοποίηση των Θερµικών Ηλιακών Για συλλέκτες: το Solar Keymark Για συστήµατα Εθνικό Σχήµα Πιστοποίησης Ενεργειακή απολαβή Q [kwh/m 2 /έτος ] 700 Q A 560 Q<700 B 430 Q<560 C 300 Q<430 D Ταξινόµηση Σελ. 20
Το παράδειγµα της Ισπανίας Ισχυρές χρηµατοδοτήσεις / επιδοτήσεις υναµικήενίσχυσηε&α 17 Μαρτίου 2006: Έγκριση του νέου «Τεχνικού Κώδικα κτιρίων» Υποχρέωση να καλυφθεί 30-70% τωναπαιτήσεωνσεθέρµανση νερού από ηλιακή ενέργεια Ποσοστό κάλυψης ανάλογα µεκλιµατολογικά δεδοµένα και φορτίο Για νέα και υπό ανακαίνιση κτήρια, ανεξάρτητα από τη χρήση τους Εξαιρέσεις για σκιασµένα κτίρια, άλλες ΑΠΕ, συµπαραγωγή Τοπικές ρυθµίσεις παραµένουν µόνο εάν είναι ευνοϊκότερες (π.χ. Βαρκελώνη, 60% από ΘΗ, 100% για πισίνες) Σελ. 21
Για µια εθνική στρατηγική στον τοµέα της Θερµικής Ηλιακής Ενέργειας: Βιοµηχανία Έµφαση στην ποιότητα, υιοθέτηση της πιστοποίησης Επένδυση στην Ε&Α, εκσυγχρονισµός παραγωγικού εργαλείου, νέες τεχνολογίες ιεύρυνση των εφαρµογών, πέρα από την παραγωγή θερµού νερού Υλοποίηση αξιόπιστων και σωστά σχεδιασµένων εγκαταστάσεων Παροχή εγγυήσεων για την αναµενόµενη εξοικονόµηση Σελ. 22
Ευχαριστώ για την προσοχή σας Σελ. 23