Kolektory słoneczne

Kolektory to tanie źródło ciepła. Są efektywne, mają prostą budowę, a także opłacają się pod kątem zajmowanej powierzchni w porównaniu do np. biomasy, która jest głównym źródłem ciepła produkowanym z OZE. Jednakże wykorzystanie kolektorów w sieci ciepłowniczej wiąże się z dodatkowymi inwestycjami, takimi jak konieczność budowy magazynów ciepła (możliwe, że również sezonowych) oraz dostosowanie sieci do czynnika niskotemperaturowego, które ma nazwę SC 4G – sieć ciepłownicza 4 generacji. Należy jednak pamiętać, że temperatura wody nie może być niższa niż 60 stopni ze względu na rozwój bakterii Legionella.

W opracowaniach na ten temat czytamy, że kolektory funkcjonują jako dodatkowe źródło energii cieplnej przyłączone do magazynów. Proces polega na ładowaniu magazynu z pola solarów, a następnie rozładowaniu go do sieci ciepłowniczej zgodnie z zapotrzebowaniem. Połączenie OZE z zasobnikiem energii eliminuje problem nadwyżki ciepła, w szczególności w przypadku magazynów sezonowych. Ciepło pozyskane z kolektorów może również zostać wykorzystane jako dolne źródło ciepła dla pomp ciepła.

Przykładowy schemat działania kolektorów i pompy ciepła w sieci ciepłowniczej:

Dywersyfikacja źródeł energii jest rozwiązaniem bezpiecznym i często bardziej opłacalnym ekonomicznie. Sposób ten eliminuje ryzyko związane z monopolem jednego źródła i brakiem dostępności energii.

W latach 2016-2018 odbył się program wspierający wykorzystanie energii słonecznej w modernizacji sieci ciepłowniczych, również w Polsce. Wykorzystanie energii słonecznej w ciepłownictwie sieciowym cieszy się dużą popularnością w Danii, Niemczech czy Austrii. W Polsce instalacja solarna podłączona do miejskiej sieci ciepłowniczej znajduje się w Opolu.

Pompy ciepła

Na poniższym schemacie pokazany jest sposób wykorzystania pomp ciepła w sieci ciepłowniczej.

Dolnym źródłem ciepła może być oczyszczalnia ścieków, ciepło odpadowe produkcji, np. energii, magazyn ciepła, a nawet chłodzone pomieszczenia, takie jak serwerownie. Górnym źródłem ciepła jest woda w miejskiej sieci ciepłowniczej (msc). W przypadku, gdy pompa ciepła ma dostarczać ciepło do budynku przemysłowego, pobiera ciepło z msc.

Pompy ciepła w msc przyczyniają się do wzrostu efektywności energetycznej oraz zmniejszenia emisji, jeśli pobrana energia elektryczna została wyprodukowana ze źródeł niskoemisyjnych bądź z OZE. Z tego względu pompy ciepła mogą optymalnie być wykorzystywane w czasie największej produkcji prądu. Dodatkowo, pompa ciepła może łączyć grzanie z coraz bardziej potrzebnym chłodzeniem:

Pompy ciepła mogą zostać z powodzeniem wykorzystane do zasilania magazynów energii, zarówno cieplnej, jak i chłodu. Eliminuje to problem nadwyżki energii.

Przykładem pompy ciepła w sieci ciepłowniczej jest projekt wrocławskiej pompy ciepła odzyskującej ciepło odpadowe ze ścieków komunalnych oraz deszczowych głównie z centralnej i południowej części Wrocławia. Ma ona wspierać ciepłownictwo odnawialne w mieście, w którym dotychczas ciepło produkowano w 100 % z węgla. Inwestycja każdego roku ma ograniczyć produkcję energii cieplnej z wykorzystaniem węgla oraz emisje CO2 do atmosfery. Wielkoskalowe pompy ciepła mają powstać również w Krakowie.

Podsumowanie

Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w sieci ciepłowniczej ma spory potencjał. Technologie OZE powinny być rozwijane szczególnie, jeśli chcemy w najbliższych latach odejść od konwencjonalnych źródeł energii. Odchodzenie od paliw kopalnych stopniowo zastępując je źródłami niskoemisyjnymi to sposób bezpieczny i stabilny. Inwestowanie w te rozwiązania jest przyszłościowe i opłacalne.

© Ciepło dla Trójmiasta