SISTEME ALTERNATIVE DE ENERGIE PENTRU LOCUINȚE
Clădirea cu consum de energie aproape egal cu zero, NZEB, este definită conform EPBD și Legii nr.372/2005 actualizată ca o clădire cu o performanță energetică foarte ridicată, caracterizată de un consum de energie pentru asigurarea performanței energetice foarte scăzute, aproape egal cu zero, acoperit inclusiv cu energie din surse regenerabile, în proporție de minimum 30%, proporție stabilită în România prin procedura de definire a cerințelor minime, în conformitate cu prevederile art. 4 și art. 5 ale Directivei 2010/31/UE. Toate clădirile noi, pentru care recepția la terminarea lucrărilor se efectuează în baza autorizației de construire emise începând cu 31 decembrie 2020 vor fi clădiri al căror consum de energie este aproape egal cu zero. Cerințele specifice clădirilor NZEB sunt stabilite în funcție de categoria clădirii și de zona climatică. Sunt precizate valorile maxim admise pentru consumul de energie primară exprimat în kWh/m2.an și pentru emisiile de CO2 exprimate în kg/m2.an. Contribuția din surse regenerabile în consumul de energie primară livrată clădirii este exprimată în % din energia primară totală. Condițiile cerute de lege se vor impune caracteristicilor de anvelopă ale clădirii - respectiv necesarului de energie aferent, în calcul aplicându-se o abordare proporțională a resurselor de energie regenerabilă astfel încât să fie absorbit întregul potențial propus spre instalare. În studiul termoenergetic se ține cont de caracterul discontinuu al ocupării spațiilor, astfel că sursele de energie vor asigura confort termic pentru ocupare umană pe perioada orarului de funcționare și totodată vor asigura condiția anti-îngheț în timpul sezonului de încălzire și respectiv plafonul higrotermic pe perioada de neocupare a spațiilor, zile libere și perioada nopții.
01 – SISTEME DESCENTRALIZATE DE ALIMENTARE CU ENERGIE BAZATE PE ENERGIE DIN SURSE REGENERABILE:
Transformarea energiei regenerabile în caldură presupune dispunerea unor echipamente specifice în cadrul proiectului. Alimentarea locuinței cu caldură se poate realiza prin sisteme de colectare a energiei solare și prin pompe de caldură.
Folosirea acestor sisteme și proiectarea clădirii cu un grad mărit de eficiență termică vor contribui la reducerea emisiilor de CO2 (gaz cu efect de seră) și a consumului de combustibil.
ANALIZA COMPARATIVĂ A SISTEMELOR DE PRODUCȚIE ENERGIE ELECTRICĂ ȘI TERMICĂ:
- Continuitatea: cerința se referă la necesitatea asigurării în permanență a condițiilor de exploatare pentru clădire, indiferent de condițiile climatice.
- Constanța: cerința se referă la necesitatea asigurării în permanență a temperaturii interioare de confort, indiferent de condițiile climatice.
- Disponibilitatea sursei de energie: cerința de funcționare continuă și neîntreruptă pe perioade lungi de timp.
- Influența factorilor meteo climatici și geografici: se referă la dependența performanțelor tehnice și economice de factorii meteo și climatici.
- Adaptarea la nevoile locului de consum: cerința de furnizare de energie electrică și termică exact atât cât are nevoie locația, eliminând pierderile cauzate de livrarea în rețea sau disiparea căldurii în atmosferă.
- Furnizarea de electricitate simultan cu furnizarea de caldură în condiții de eficiență economică: cerința simultană de furnizare de electricitate și caldură.
- Maturitatea tehnologică: condiție care exprimă fiabilitatea soluției pentru a nu avea întreruperi în alimentarea cu energie electrică și termică.
POMPE DE CALDURĂ utilizează căldura solară acumulată în sol, apă și aer, pentru o încălzire economică a clădirii, urmărind standardele ecologice. Pompa de caldură poate veni în completarea efectului de reducere a necesarului de caldură prin izolație termică îmbunătățită. În medie, la folosirea 1kW se obține de patru ori mai multă putere de încălzire. Astfel, aproximativ 75% din puterea necesară unei locuințe poate fi preluată, prin intermediul pompelor de caldură, direct din mediu.
Pompele performante sunt completate cu sisteme alcătuite din schimbătoare de căldură (în plăci), vas tampon (montat în interior), ventiloconvectoare, radiatoare și sisteme de încălzire prin pardoseală. Aceste alcătuiri complexe pot lucra la capacitate maximă la temperaturi de până la -15OC.
- Continuitatea: Pompele de caldură sunt capabile să funcționeze vara/iarna, zi și noapte, fără întrerupere, asigurând necesarul de energie termică pentru construcție.
- Constanța: Sunt capabile să livreze energie termică fără variații majore datorate condițiilor meteoclimatice.
- Disponibilitatea sursei de energie: Au o durată de funcționare între două mentenanțe preventive cuprinse între 4000 ore de funcționare și 5000 de ore de funcționare; durata mentenanței preventive fiind de 6-8 ore/operațiune, rezultă astfel o disponibilitate de peste 95%.
- Influența factorilor meteo climatici și geografici: Pompele de caldură sunt sensibile la variația temperaturii aerului.
- Adaptarea la nevoile locului de consum: Asigura o temperatură constantă a apei furnizate ca agent termic, însă performanțele tehnice ale acestora depind de temperatura apei de retur.
- Furnizarea de electricitate simultan cu furnizarea de caldură în condiții de eficiență economică: Pompele de caldură nu furnizează decât caldura nu și electricitate.
- Maturitatea tehnologică: Pompele de caldură sunt soluții mature din punct de vedere tehnologic.
PANOURILE SOLARE PENTRU APĂ CALDĂ sunt dispozitive ce transformă energia soarelui în energie termică pentru încălzirea apei. Colectorul încălzeste apa în timpul zilei, care este stocată într-un rezervor și utilizată atunci când este necesar în timpul anotimpului cald. Acestea sunt o soluție de preparare a apei calde menajere sau aduc un aport la încalzire. Panourile solare captează radiația solară fiind denumite și colectori solari.
Randamentul unui panou solar înseamnă procentul de radiație solară ce ajunge pe suprafața lui și se transformă în energie termică.
- Continuitatea: au o funcționare discontinuă fiind influențate de anotimp, de alternanța zi/noapte, cât și de apariția înnorărilor din timpul zilei. Cantitatea de energie furnizată este puternic dependentă de condițiile meteo climatice.
- Constanța: NU produc caldură în mod constant ci variabil și intermitent, neputând asigura nevoia constantă de caldură a clădirii, aceasta trebuind sa fie furnizată pe perioada întreruperii/reducerilor din alte tipuri de echipamente.
- Disponibilitatea sursei de energie: au o disponibilitate relativ mare, ca durata de funcționare între două mentenanțe preventive (peste 6000 de ore de funcționare), însă la nivelul unui an de zile disponibilitatea se reduce la aproximativ 2000 de ore. Cantitatea de energie generată nu va fi semnificativă și este considerată ca fiind o sursă de intermitenta.
- Influența factorilor meteo climatici și geografici: sunt deasemenea puternic influențate de factorii meteo climatici (cer înorat, ploaie, ceață, etc) care reduc substanțial eficacitatea și eficiența acestora.
- Adaptarea la nevoile locului de consum: nu iși pot modula cantitatea de energie termică produsă funcție de nevoile locației, ele fiind dependente de cantitatea de radiație solară care este complet independentă de consum.
- Maturitatea tehnologică: sunt soluții mature din punct de vedere tehnologic.
PANOURI FOTOVOLTAICE sunt alcătuite din celule fotovoltaice ce absorb o parte din particulele de lumină solară (fotoni) ce cad pe acestea. Energia provenită din fotoni va produce un electron în materialul celulei solare conectată la un cablu, producându-se astfel electricitate. Aceasta poate fi folosită instantaneu sau poate fi înmagazinată în acumulatori. Celulele solare sunt fabricate din materiale semiconductoare având o durată de viață de cel puțin 20 de ani. Randamentul acestor celule se poate diminua în timp, fiind nevoie de un montaj adecvat și de o serie de condiții de mediu favorabile pentru o durabilitate maxima.
Tipuri de celule fotovoltaice: monocristaline, policristaline, amorfe, film subtire, CIS (copper indium diselenide), CdTe (cadmium telluride), CIGS etc. Celulele solare monocristaline și policristaline sunt des utilizate pentru eficiența lor, măsurată în procentul de energie luminoasă transformată în energie electrică: 15-18% la celulele monocristaline și 13-15% la celulele policristaline.
La nivelul performanței se recomandă folosirea panourilor fotovoltaice de 50-75W (sau de 220-250W pentru centralele fotovoltaice de puteri mari). Mai multe panouri se pot conecta în serie sau paralel pentru a genera sisteme mai performante. Pentru folosirea aceluiași charger se consideră obligatorie cuplarea panourilor de același tip, fabricate de același producător, având aceeași orientare și înclinare, cu evitarea completă a umbririi. În cazul în care nu se vor putea evita diferențele de produs sau de montare, se vor folosi mai multe chargere. Majoritatea panourilor solare disponibile în comerț au o eficiență de transformare a energiei luminoase cuprinsă între 5 – 15%.
- Continuitatea: au o funcționare discontinuă fiind influențate de anotimp, de alternanța zi/noapte, cât și de apariția înnorărilor din timpul zilei. Cantitatea de energie furnizată este puternic dependentă de condițiile meteo climatice.
- Constanța: NU produc electricitate în mod constant ci variabil și intermitent, neputând asigura nevoia constantă de energie electrică a clădirii, aceasta trebuind să fie furnizată pe perioada întreruperii/reducerilor din alte tipuri de echipamente sau de la rețeaua electrică.
- Disponibilitatea sursei de energie: au o disponibilitate relativ mare, ca durata de funcționare între două mentenanțe preventive (peste 4000 de ore de funcționare), însă la nivelul unui an de zile disponibilitatea se reduce la aproximativ 2000 de ore.
- Influența factorilor meteo climatici și geografici: sunt deasemenea puternic influențate de factorii meteo climatici (cer înorat, ploaie, ceață, etc) care reduc substanțial eficacitatea și eficiența acestora.
- Adaptarea la nevoile locului de consum: nu iși pot modula cantitatea de energie electrică produsă funcție de nevoile locației, ele fiind dependente de cantitatea de radiație solară care este complet independentă de consum.
- Maturitatea tehnologică: sunt soluții mature din punct de vedere tehnologic.
Varianta 1 – panouri fotovoltaice.
Varianta 2 – celule fotofoltaice integrate direct în sistemul de învelitoare.
02 – SISTEME CENTRALIZATE CU INCALZIRE SI/SAU RACIRE SAU DE BLOC
RECUPERATOARELE DE CĂLDURĂ sunt unități centralizate de ventilare continuă, introducere și evacuare aer, avand un grad ridicat al recuperării de căldură (eficiența termică poate ajunge până la 92%).
Aerul circula prin intermediul unui ventilator motorizat (motor DC-EC cu consum redus) și traversează schimbătorul de caldură. La acest nivel căldura din aerul evacuat este transferată aerului proaspăt înainte ca acesta să ajungă în încăpere, cele două fluxuri fiind separate și filtrate. Viteza optimă de funcționare se asigură prin intermediul senzorilor de temperatură, umiditate și CO2.
Conceptul de clădire nZEB
Indicativ RTC 4 -2022 - GHID PRIVIND IMPLEMENTAREA MĂSURILOR DE CREȘTERE A PERFORMANȚEI ENERGETICE APLICABILE CLĂDIRILOR NOI, ÎN ETAPELE DE PROIECTARE, EXECUȚIE ȘI RECEPȚIE, EXPLOATARE ȘI URMĂRIRE A COMPORTĂRII ÎN TIMP PENTRU ÎNDEPLINIREA CERINȚELOR nZEB, Indicativ RTC 4 -2022.
Indicativ RTC 4 -2022 - GHID PRIVIND IMPLEMENTAREA MĂSURILOR DE CREȘTERE A PERFORMANȚEI ENERGETICE APLICABILE CLĂDIRILOR NOI, ÎN ETAPELE DE PROIECTARE, EXECUȚIE ȘI RECEPȚIE, EXPLOATARE ȘI URMĂRIRE A COMPORTĂRII ÎN TIMP PENTRU ÎNDEPLINIREA CERINȚELOR nZEB, Indicativ RTC 4 -2022.
Clădire al cărei consum de energie este aproape egal cu zero (nZEB) - clădire cu o performanță energetică foarte ridicată, la care necesarul de energie pentru asigurarea performanței energetice este aproape egal cu zero sau este foarte scăzut și este acoperit astfel:
a) în proporție de minimum 30%, cu energie din surse regenerabile, inclusiv cu energie din surse regenerabile produsă la fața locului sau în apropiere, pe o rază de 30 de km față de coordonatele GPS ale clădirii, începând cu anul 2021;
b) proporțiile minime de energie din surse regenerabile, inclusiv cu energie din surse regenerabile produsă la fața locului sau în apropiere, pe o rază de 30 de km față de coordonatele GPS ale clădirii, pentru perioadele 2031-2040, 2041-2050 și după 2051, se stabilesc prin hotărâre a Guvernului.
