95% сонячної частки теплопостачання будинку – реальність

У період з 2014 по 2019 рік Австрійський фонд Клімату та Енергетики (Austrian Climate and Energy Fund) підтримав будівництво понад 100 будинків із сонячним опаленням, 19 з яких мали систему моніторингу.

Незалежно від матеріалу стін та розміщення геліосистеми, сонячні колектори покривають в середньому 66% річної потреби в опаленні та гарячому водопостачанні будинку. Цей відсоток може навіть перевищувати 95%, якщо у будинку використовуються як система активного акумулювання тепла, так і буферний резервуар. Прикладом цього є будинок сім’ї Шіндл, південно-східний фасад якого заповнений наполовину сонячними колекторами.

Технічні умови для участі у проекті

Право на отримання фінансування було обмежено будинками на одну та дві сім’ї, в яких сонячна енергія за прогнозами задовольняла б не менше 70% річної потреби в опаленні та гарячій воді відповідно до проектних розрахунків. Додатково була умова не перевищення річної потреби у теплі 35 кВт*г/м² (на основі погодних умов у заздалегідь визначеному на національному рівні місці).

Популярним вибором серед домовласників, чий будинок досліджувався після завершення будівництва, був будинок з високою будівельною масою. У цих будинках додатковим теплогенератором підвищення температури теплоносія служить твердопаливний котел. Також у проекті брали участь будівлі з низькою будівельною масою, обладнане вентиляційною установкою та тепловим насосом. Усього в 60% будинків, охоплених програмою моніторингу, встановлено контрольовану вентиляцію.

Велика дослідницька робота, що супроводжувала впровадження ринку, була проведена консорціумом на чолі з австрійською AEE INTEC. Інститут зустрічався з кожним заявником для консультації, а також відповідав за аналіз даних, зібраних у результаті моніторингу 19 будинків протягом року.

Продуктивність сонячної енергії

Сонячна теплова система є основою концепції опалення “Solar House”. Тим не менш, розмір площа геліоколекторного поля сильно варіюється серед будинків, що відстежуються, в межах від 17 м² до 77 м². Уолтер Беке, керівник дослідницької групи AEE INTEC, яка супроводжує проект, зазначив, що результати, які він бачив досі, дуже обнадіюють. Понад 60% сонячних систем, що відстежуються, перевищили очікуване вироблення енергії на одиницю. У середньому кожна система виробляла 312 кВтг/м² площі апертури.

Багатьом будинкам знадобилося більше теплової енергії, ніж показали попередні оцінки. За словами Беке, однією з причин цього є додаткове навантаження на опалювальну систему. “Взимку середня температура в житлових кімнатах була 23°C. У той час як при видачі енергетичних сертифікатів передбачалося, що температура буде в межах 20°C”, – пояснив він.

В результаті 10 житлових будинків споживали на 20% більше енергії, три з них – на 50% та більше. У такому разі про 70 % сонячної частки не може бути мови, навіть якщо спостерігається висока сонячна активність. Тому не дивно, що лише вісім із сонячних будинків, що відстежуються, показаних на діаграмі, досягли 70 % частки сонячної енергії, як це передбачено програмою фінансування.

Частки сонячної енергії в енергобалансі досліджуваних будинків

Частка сонячної енергії, зафіксована 19 будинками, моніторинг яких проводився протягом року. Потреба у теплі для зазначених червоним становить ≤35 кВт*г/м² рік. Жовтий – ≤22 кВт*г/м² рік, зелений – ≤10 кВт*г/м² на рік.

Система активного теплоакумулювання збільшує сонячний внесок

Акумулювання енергії необхідне досягнення високої частки сонячної енергії. В даний час існує два типи накопичувачів: звичайні буферні ємності, заповнені водою, та системи активного теплоакумулювання. Останній описує концепцію, згідно з якою вода, нагріта сонячними колекторами, подається в труби, вбудовані в плити перекриття або стелю для нагрівання навколишнього бетону.

«Відмінним прикладом проекту активного теплоакумулювання є Solarhaus Westreicher у Тіролі. Він виробляє енергію за допомогою порівняно простих технологій», – зазначив Беке. 55 м³ бетонних плит, що становлять підлогу та стелю, функціонують як активна система теплової маси будівлі, хоча будинок має всього 17 м² площі колекторного поля та 950 літровий буферний накопичувач. Цього стало достатньо для забезпечення 77% сонячної частки за річний період моніторингу. Контур опалення містить тільки один насос, насос геліосистеми, в той час як вторинний контур і система настінного опалення працює природним (гравітаційним) способом.

Сонячна геліосистема, встановлена в будинку сім’ї Вестрайхер у Тіролі, забезпечує 77,4% потреби у гарячій воді та опаленні на рік

За матеріалами: solarthermalworld.org