Dabas potenciāla izmantošana ēkas energoapgādē un reģenerējamo enerģijas avotu izmantošana Latvijas apstākļos

Ēkās izmantojamā enerģija iedalāma siltumā un elektrībā. Projektējot ekoloģiskas ēkas nepieciešams izvērtēt iespējas izmantot “pasīvās” un “aktīvās” saules enerģijas uzkrāšanas sistēmas.

Enerģijas patēriņš četru cilvēku ģimenē, uzrādot iespējamo enerģijas patēriņa samazināšanu un optimālos enerģijas samazināšanas veidus.[2]

Funkcijas Enerģijas patēriņš gadā kWh Izmantojamās enerģijas veidi
parastais iespējamais saule ( pasīvi) saule ( aktīvi ) Koksne Saules PV paneļi Vējš Biogāze Silt.un en. apv.sistēma Roku darbs
apkure 35 000 6 000 + + + Å Å +
ūdens sildīšana 8 000 4000 + + Å +
vārīšana 600 600 + + +
cepšana 50 50 + +
dzesēšana 200 300 + Å +
saldēšana 400 300 + +
apgaismojums 400 300 + +
vadība un regulēšana 20 20 + + Å
ventilācija 100 100 + + +
radio 50 10 + + +
krāsu televizors 350 300 + +
HIFI sistēma 20 20 + + +
diaprojektors 5 5 + + +
šujmašīna 10 10 + + Å
virtuves piederumi 20 20 + + Å
putekļusūcējs 50 30 + +
veļasmašīna 700 700 + + + +
trauku mazgājamā mašīna 500 – + + + +
veļas žāvētājs 50 50 + +
gludeklis 600 600 + + + +
spēļu konsoles 10 20 + + Å
dators 20 50 + +
citi 50 20 Å + + Å
~ 47 000 ~ 14 000

+ ieteicams izmantot   Å iespējams izmantot

Ja par koksnes un vēja izmantošanu Latvijas iedzīvotājiem ir skaidrs priekštats, tad saules enerģijas izmantošanas iespējas vēl arvien ir dažādu aizspriedumu gūstā. Kā rāda piedalīšanās izstādē “Vide un enerģija 2009”, lielākā daļa Latvijas iedzīvotāju neatšķir saules PV ( fotovoltāžas paneļus ) no saules kolektoriem.

Saule ir galvenais enerģijas avots uz zemes. Saulē notiek kodoltermiski procesi un ūdeņradim pārvēršoties hēlijā, atbrīvojas starojuma enerģija, kas uz saules virsmas sasniedz intensitāti 70 000 – 80 000 kW/m2. Fotosintēze kā bioķīmisks enerģijas uzkrāšanas process ir visu augu dzīves un visu dabā esošo barības ķēžu pamats. Visi fosilie kurināmie resursi – nafta, dabasgāze, akmeņogles radušies šo procesu rezultātā. 30% saules starojuma atstarojas no atmosfēras uz zemes virsmas. Virsmu ūdeņu un atmosfēras sasildīšanai tiek izmantoti 47% starojuma, 23% patērē ūdens iztvaikošana, kas kopā ar 2% vēja un straumju radīšanai patērēto enerģiju uztur globālo ūdens apriti. Tikai 0.23% saules starojuma augi fotosintēzes rezultātā pārvērš biomasā.[2]

Naktī saņemtais siltuma daudzums tiek izstarots atpakaļ. Tā lielums atbilst dienā saņemtajam siltuma daudzumam, atskaitot bioloģisku un ķīmisku pārvērtību saistīto enerģiju. Līdz ar to dabā izveidojas enerģētiskais līdzsvars.

Svarīgākos enerģijas avotus uz zemes tieši vai netieši radījusi saule. Cilvēka dzīves laikā spēj reģenerēties tikai saules, vēja, ūdens un biomasas enerģija.

Latvija atrodas starp 56 un 58 ziemeļu platuma grādiem. Ziemas saulgriežos Saules augstums Latvijā ir 8-9 grādi ziemeļu daļā un 10-11 grādi dienvidu daļā. Vasaras saulgriežu laikā Latvijas teritorijas dienvidu daļā staru krišanas leņķis pārsniedz 57 grādus, bet ziemeļu daļā minimāli pārsniedz 55 grādus. Kopējais starojums, kas ir tiešā un izkliedētā starojuma summa un galvenā bilances sastāvdaļa, ir vairāk par 3000 MJ/m2 gadā.

Latvija atrodas starp 56 un 58 ziemeļu platuma grādiem. Vidēji pēc metereologu mērījumiem saules enerģijas daudzums Latvijā ir 1109 kWh/m2 gadā. Salīdzinājumam vidējais globālais starojums Hamburgā sastāda 930 kWh/m2 , Berlīnē 1000 kWh/m2 , Cīrihē 1160 kWh/m2 , Floridā 1800 kWh/m2, Vīnē 1120 kWh/m2 , Parīzē 1500 kWh/m2 . Saules siltuma enerģijas izmantošanas periods ir no aprīļa pēdējās dekādes, kad starojuma intensitāte ir 120 kWh/m2, līdz septembra pirmajai dekādei. Šajā periodā (aptuveni 1800 stundas) iespējams izmantot saules enerģiju, uzstādot aktīvās sistēmas – saules kolektorus un saules fotovoltāžas paneļus.[17]

Ieguvumi no saules PV paneļu uzstādīšanas ir dažādi, bet pirmkārt tā ir autonomija. Vietās, kur elektrība nepieciešama nedēļas nogalē – brīvdienu mājās, vasarnīcās – šāds risinājums ir vislabākais. Iegūto enerģiju uzkrāj akumulatoros un izlieto nedēļas nogalēs.

Otrkārt – rezerves barošana. Situācijās, kad var notikt elektrības pārtraukumi, nelielas saules PV paneļu sistēmas var nodrošināt nepieciešamo elektrības daudzumu sūkņu darbināšanai, apgaismojumam.

Treškārt – apkalpošanas izmaksas līdzinās nullei, elektroenerģijas tarifu kāpums tikai samazina atmaksāšanās laiku.

Saules enerģijas izmantošana telpu apsildei visvienkāršāk iespējama t.s. pasīvajās sistēmās. Saules starojums tiek uzņemts caur DR līdz DA puses logiem vai stikla piebūvēm un absorbēts atbilstoši izkārtotās masīvās būvdetaļās (sienās, grīdās, griestos). Siltuma pārpalikumi dabiskās vilkmes iedarbībā vai izmantojot ventilācijas sistēmu, tiek aizvadīti uz telpām, kurās saules stari neiespīd. Pasīvās sistēmas iespējams izmantot jebkurā saules apspīdētā ēkā, bet nepieciešama rūpīga plānošana – logu un stikloto platību lielums un orientācija, akumulējošo būvdetaļu izstrāde, siltuma atdeves ātruma regulēšana. Pasīvās sistēmas prasa mazāk tehnisko līdzekļu, jo pati māja tiek veidota kā kolektors, akumulators un apkures sistēma. Šādās sistēmās plaši tiek izmantotas žalūzijas, lai regulētu iekštelpu klimatu.

© 2023 Ekoloģiskās arhitektūras biedrība