PROJEKT ZASILANIA GWNEGO BUDYNKU SZKOY ZE RDE ODNAWIALNYCH

PROJEKT ZASILANIA GŁÓWNEGO BUDYNKU SZKOŁY ZE ŹRÓDEŁ ODNAWIALNYCH

1. Bilans energii elektrycznej

1. 1 Oświetlenie • 80 W - na jedną lampę Zakładając że lampy świecą się przez 2 h dziennie • 125 - przypuszczalna ilość lamp • 125*80 = 10000 W ze wszystkich lamp • 10000*2*365 = 7300000 Wh = 7300 k. Wh Na cały rok przez 2 h dziennie • 10000*2 = 20 k. Wh przez 2 h

1. 2 Urządzenie pomocnicze Ksero Na szkołę przypadają 3 ksera W stanie spoczynku zużywają 60 W, podczas kserowania jednej kartki zużywają 430 W Zakładając że jedno ksero drukuje 10 kartek, a w spoczynku jest przez około 6 h • 430 * 3 * 10 = 12900 W - zużywają na drukowanie • 60 *3*6 = 1180 W - zużycie w stanie spoczynku przez 6 h • • W skali roku : 12900*365 = 4708500 Wh = 4708, 5 k. Wh - na drukowanie 1180*365 = 430700 Wh = 430, 7 k. Wh na spoczynek

1. 2. AUTOMATY W szkole znajduje się ich-4 • Zużywają dziennie 3, 54 k. W przez cały dzień pracy (zakładając że są włączone przez 8 h) • 3540 W*365*4 = 5168400 = 5168, 4 k. Wh – przez cały rok

1. 2. Zużycie energii przez komputery stacjonarne i laptopy • Ilość komputerów – (18) 1 komputer stacjonarny zużywa 310 W 18*310=5580 W • Ilość laptopów – (7) 1 -laptop zużywa 90 W 7*90=630 W • Średnio każde urządzenie pracuje przez 5 h • laptopy - 630*5=3150 Wh • Komputery - 5580*5=27900 Wh • 3150+27900=31050 Wh zużywają dziennie przez 5 h • W skali roku • 31050*365=11333250 Wh = 11333 k. Wh w przybliżeniu

1. 2 Rzutnik i tablice multimedialne • Ilość tablic –(3) 1 -tablica zużywa 100 W 3*100=300 W • ilość rzutników – (8) 1 - rzutnik zużywa 200 W 8*200=1600 W • Średnio pracują przez 1 h • 300*1=300 Wh • 1600*1=1600 Wh • 300+1600=1900 Wh • Dziennie zużywają 1900 Wh • W skali roku • 1900*365=693500 Wh = 693, 5 k. Wh

2. Bilans energii cieplnej Ogrzewanie • 71000 W na ogrzewanie jednego piętra • 213000 W na ogrzewanie całego budynku Zakładając że budynek jest dziennie ogrzewany średni przez 3 - 4 h • 213000*4*365 = 310980000 Wh = 310980 k. Wh na ogrzewanie cały rok (4 h dziennie) • 213000*4 = 852000 Wh = 852 k. Wh przez 4 h • 852 k. Wh*30 = 25560 k. Wh na miesiąc

3. Wykorzystanie alternatywnych źródeł energii w szkole

3. 1. PANELE FOTOWOLTAICZNE • 178 Modułów fotowoltaicznych 230 W daje 40940 W = 40. 9 k. W • Prąd zwarcia dla 1 panelu 230 W = 7, 94 A dla 178=1413, 32 A

PANELE FOTOWOLTAICZNE Wymiary panelu Długość [mm] 992 Szerokość [mm] 1652 Grubość [mm] 50 Długość 992 mm = 0, 992 m 2 Szerokość 1652 mm= 1, 652 m 2 Powierzchnia 1 panelu 1, 638 m 2 Powierzchnia 178 paneli 291, 7 m 2

REGULATORY ŁADOWANIA • 24 regulatory ładowania 60 A= 1440 A • Regulator ładowania to niewielkie urządzenie, którego zadaniem jest zabezpieczać akumulator przed przeładowaniem ze strony fotoogniw oraz przed zbyt głębokim rozładowaniem ze strony odbiorników prądu. • 178 akumulatory żelowe 200 Ah/12 V

PRZETWORNICA SINUSOIDALNA • 1 -przetwornic sinusoidalnych 40500 W 24 V/230 V

AKUMULATORY ŻELOWE • 178 - akumulatory żelowe 200 Ah/12 V • 27 - przetwornic sinusoidalnych 1500 W 24 V/230 V • 1500 x 27=40500 W

3. 2. BUDOWA INSTALACJI WIATROWYCH • • • Budowa instalacji wiatrowych w naszym kraju kosztuje 5 -7 mln zł za 1 MW zainstalowanej mocy - wynika z raportu o energetyce wiatrowej w Polsce, który powstał przy współpracy Polskiej Agencji Informacji i Inwestycji Zagranicznych. Z dokumentu wynika, że największy koszt to sama turbina wiatrowa - ok. 80 proc. inwestycji. Pozostałe wydatki to m. in. : budowa dróg dojazdowych i fundamentów pod konstrukcję (w sumie 7 proc. kosztów). Inwestor musi również w wydatkach uwzględnić koszty przyłączenia do sieci (ok. 6 proc. całości), koszt projektu (ok. 4 proc. ); w przypadku farm wiatrowych dochodzi jeszcze wewnętrzna sieć energetyczna (1 proc. ) oraz m. in. ubezpieczenie (1 proc. ). Firma doradcza TPA Horwath, która współtworzyła raport, przeanalizowała kilka konkretnych inwestycji, powstających w Polsce. Nakłady dla uzyskania 1 MW mocy z instalacji wiatrowych w badanych przypadkach wyniosły przeciętnie 6, 8 mln zł - w tym koszt turbiny wiatrowej to ok. 5, 5 mln zł na 1 MW mocy, dróg i fundamentów ok. 0, 5 mln zł, koszt przyłączenia do sieci ok. 400 tys. zł. Natomiast 250 tys. na każdy MW mocy stanowiły koszty projektowe, a po 100 tys. - koszt wewnętrznej sieci elektrycznej oraz ubezpieczenie i pozostałe wydatki.

3. 2. BUDOWA INSTALACJI WIATROWYCH • • Z raportu wynika, że koszty eksploatacji przykładowej farmy wiatrowej o zainstalowanej mocy 40 MW sięgają 7 mln zł rocznie. Połowę pochłania serwis urządzeń i zarządzanie farmą (ok. 3, 4 mln zł); podatek od nieruchomości lub opłaty dzierżawne to 18 proc. (1, 2 mln zł). Ok. 16 proc. (ok. 1, 1 mln zł) to koszty tzw. bilansowania energii, zależne od warunków pogodowych. Ponad 10 proc. kosztuje ubezpieczenie (720 tys. zł), 5 proc. - energia na potrzeby własne (ok. 330 tys. zł). Autorzy opracowania wskazali, że zyski osiągają te farmy wiatrowe, które z 1 MW zainstalowanej mocy produkują rocznie co najmniej 2 tys. megawatogodzin energii. Przykładowo farma o mocy 40 MW powinna przynosić roczne przychody ze sprzedaży energii na poziomie wyższym niż 36 mln zł. Wnioski: Nakłady dla uzyskania 1 MW mocy z instalacji wiatrowych w badanych przypadkach wyniosły przeciętnie 6, 8 mln zł - w tym koszt turbiny wiatrowej to ok. 5, 5 mln 1 MW – 6, 8 MLN ZL 0, 04 MW(40 KW)- X X = 0, 270 MLN ZŁ

SIŁOWNIE WIATROWE

4. MAGAZYNOWANIE ENERGII W POSTACI WODORU Wodór jako gaz jest dosyć niebezpieczny. W związku z tym jego magazynowanie stanowi duży problem. Ze względu na bardzo mały ciężar właściwy przechowywanie wodoru w postaci gazowej w warunkach normalnych prowadziłoby do niewielkiej gęstości zmagazynowanej energii. Obecnie wykorzystywanych jest kilka metod przechowywania wodoru w następujących postaciach: Sprężony w postaci gazowej • Do sprężenia wodoru potrzebne są duże nakłady energii a mała gęstość wodoru sprawia, iż nawet pod dużymi ciśnieniami zgromadzona jest mała ilość energii użytecznej. To natomiast prowadzi do dużych objętości zbiorników, jak i wysokich kosztów materiałów. • Wodór przechowywany jest w temperaturze ok. 298 K i w zakresie ciśnień od 150 do 800 bar. Ciśnienia są uzależnione od typu zastosowania i tak w systemach mobilnych małej mocy używa się najniższych ciśnień, przy zastosowaniach w samochodach i autobusach stosuje się zbiorniki o ciśnieniu 350 bar, a dla zastosowań stacjonarnych 800 bar. • Najnowsza technologia lekkich zbiorników ciśnieniowych wyposażonych w specjalne przepony, pozwala na magazynowanie wodoru pod ciśnieniem 700 bar a ilość zmagazynowanego gazu równa jest 12% masy zbiornika.

WODÓR • • • W postaci ciekłej Skroplenie wodoru wymaga znacznie wyższych nakładów energii niż jego sprężenie. Dodatkowo musi być on przechowywany w temperaturze 20 K, co prowadzi do wysokich kosztów materiałowych. Ten sposób magazynowania wodoru nie nadaje się również do zastosowań, w których wodór nie jest pobierany w sposób ciągły. Wynika to ze strat wodoru poprzez odparowanie. W obecnej chwili badane są hybrydowe zbiorniki łączące cechy zbiorników kriogenicznych i ciśnieniowych. Zbiorniki te są lżejsze niż fizyczne wodorki metali, mniejsze niż zwykłe zbiorniki ciśnieniowe, potrzebują mniejszych nakładów energii do skroplenia wodoru jak również wykazują mniejsze straty w wyniku odparowania wodoru, niż w przypadku tradycyjnych zbiorników ciekłego wodoru. Fizyczne wodorki metali Obecny stan technologii fizycznych wodorków metali nie pozwala na magazynowanie większej ilości wodoru niż 5% masy zbiornika. Oznacza to, iż zbiornik ważący 200 kg będzie zawierał jedynie 10 kg wodoru, co odpowiada mniej więcej 40 litrom benzyny. Jednak gdyby w samochodzie było zainstalowane ogniwo paliwowe, które ma sprawność około dwukrotnie wyższą niż silnik spalinowy, oznaczałoby to, iż ta równowartość 40 litrów benzyny starczy na przejechanie odległości dwukrotnie większej niż w przypadku zwykłego samochodu.

WODÓR Chemiczne wodorki metali • Reakcja uwalniania wodoru ze związku takiego na przykład jak borowodorek sodu, jest stosunkowo prosta. Wystarczy dostarczyć wody i praktycznie jakikolwiek katalizator, żeby odzyskać wodór. Metoda ta wydaje się być bardzo dobra, gdyż otrzymujemy dwa razy więcej wodoru niż było zmagazynowane, co jest efektem rozbicia cząsteczki wody

5. WNIOSKI

5. 1. ŁĄCZNY KOSZT Koszt: Panele sztuka 2229, 99 zł • 178 x 2229, 99 =396938, 22 zł Regulator ładowania 2822, 00 zł • 24 x 2822, 00 zł =6772800 zł Akumulatory żelowe 1938, 00 zł • 178 x 1938, 00 zl =344964, 00 zł Przetwornice sinusoidalne 851, 00 zł • 27 x 851, 00 =22977, 00 zł RAZEM: 832611, 28 zł

5. 2. ZESTAWIENIE Ogrzewanie • Dzień (4 h) 852 k. Wh • Miesiąc 25560 k. Wh • Rok 310980 k. Wh Oświetlenie • Dzień(2 h) 20 k. Wh • Miesiąc 600 k. Wh • Rok 7300 k. Wh Ksero (ilość – 3) Stan spoczynku(6 h) Dzień 1, 2 k. Wh Miesiąc 36 k. Wh Rok 430, 7 k. Wh Automaty • Dzień(6 h) 3, 5 k. Wh • Miesiąc 106, 2 k. Wh • Rok 5168, 4 k. Wh Drukowanie(10 kartek na dzień): Dzień 12, 9 k. Wh Miesiąc 387 k. Wh Rok 4708, 5 k. Wh

5. 2. ZESTAWIENIE Komputery (ilość – 18) i laptopy (ilość – 7) • Dzień(5 h) 31 k. Wh • Miesiąc 930 k. Wh • Rok 11333 k. Wh Rzutniki (ilość – 7) i tablice multimedialne (ilość – 3) • Dzień(1 h) 2 k. Wh • Miesiąc 60 k. Wh • Rok 730 k. Wh SUMA • • Na dzień – 852+20+1, 2+12, 9+3, 5+31+2 = 922, 6 k. Wh na dzień Na miesiąc – 27678 k. Wh Na rok - 10102470 k. Wh Budynek zużywa do 21 t CO 2 na jedną osobę, jeżeli chodzi o zużycie energii (dane brane z miesiąca styczeń) • 25560 k. Wh potrzebne na ogrzewanie przez miesiąc / 9, 44 k. Wh tyle daje ogrzewanie z gazu = 2707 m^3 gazu potrzebne na ogrzanie budynku przez miesiąc • dziennie potrzebne jest 81 m^3 gazu 25560 k. Wh- ogrzewanie na miesiąc / 5 k. Wh ogrzewaniu z miału węglowego = 5112 kg miału potrzebne na miesiąc co daje 165 kg na dzień

UCZESTNICY PREZENTACJI -Patrycja Matecka – Wodór -Dominik Śmigielski- Prezentacja -Damian Przybylski- Budowa instalacji wiatrowych -Mateusz Jendrasiak- Obliczenia -Kamil Krusiewicz- Wykorzystanie alternatywnych źródeł energii w szkole -Tomasz Pacholski- Zdjęcia

Dziękujemy za uwagę