SZV RCEPN
6.2. Ekonomické přínosy optimalizačního opatření s aplikací TT
Pro posouzení vlivu optimalizačních opatření na solární systémy pro kombinovanou přípravu teplé užitkové a topné vody jsem připravil 5 základních kalkulací a variant s ekonomickým rozborem. Všechny varianty počítají se stejným objektem ve stejné lokalitě a roční spotřebou energie. Pět variant se postupně vyvíjí z hlediska systémového řešení, dimenzování a optimalizačních opatření. Ve všech případech uvažuji o instalaci plochých slunečních kolektorů standardních parametrů.
Lokalita: Praha
Orientace kolektorového pole: JIH
Sklon kolektorového pole od vodorovné roviny: 50°
Roční spotřeba TV: 3 820 kWh/rok
Roční spotřeba TOP: 13 361 kWh/rok
Roční spotřeba TV+TOP: 17 181 kWh/rok
Pro ekonomické rozvahy posuzuji optimalizační opatření vzhledem k přímotopné elektrické sazbě D45d s uvažovanou výchozí cenou 2,50 Kč/kWh.
V rozvaze pracuji s typickými plochými sl. kolektory se selektivním povrchem o celkové posledních několika let s nepříliš kvalitními tepelnými vlastnostmi.
V ekonomických úvahách uvažuji s průměrným 5% růstem cen konvenční energie a pro srovnání také uvádím trend vývoje s růstem odpovídajícím posledním 15 letům v ČR,(P13) tedy 11,5% růstu ceny plynu a elektrické energie. Dále uvažuji s variantami s dotací podle programu SFŽP „Zelená úsporám“ na investici a bez ní. Další modré křivky odpovídají zhodnocení investic jinou bezpečnou cestou s 3% výnosem. Tato úroková sazba (výnosová míra) odpovídá stejně bezpečné investici, jakou bezesporu investice do solárních systémů jsou, dvě křivky pak odpovídají různým výším vkladům odpovídajícím investicím do solárních systémů bez dotace a s dotací. Dále jsou do rozvahy započítány provozní náklady ve výši 3 % ze solárních zisků, tedy pouze složka provozních nákladů na energie (PNE). Toto optimističtější hodnocení vychází z úvahy, že většina ekonomických úvah nad konvenčním způsobem vytápění také nezohledňuje obnovu technologie, prostě považujeme koupi kotle, stavbu komína, financování plynové přípojky nebo výměnu bojleru za naprosto nevyhnutelnou. Jednoduše řečeno neodečítám z investice možné investiční úspory, a proto v základním hodnocení neuvažuji s provozními náklady servisními (PNS).
Solární fototermální systémy v extrémních klimatických podmínkách ČR Ing. Dalibor Skácel 6- Ekonomické hodnocení solárních systémů pro přitápění
- 123 -
Roční náklady na vytápění různými palivy
18 103,00 Kč
23 348,00 Kč
30 809,00 Kč 16 932,00 Kč
23 266,00 Kč 20 101,00 Kč 12 360,00 Kč
15 665,00 Kč 12 925,00 Kč
28 964,00 Kč 31 427,00 Kč 30 586,00 Kč
39 917,00 Kč 47 133,00 Kč 17 809,00 Kč
Hnědé uhlí Černé uhlí Koks Dřevo Dřevěné brikety Dřevěné pelety Štěpka Rostlinné pelety Obilí Zemní plyn Propan Lehký topný olej ELTO Elektřina akumulace Elektřina přímotop Tepelné čerpadlo
Obr. 6.04. Základní výpočet nákladů na vytápění a ohřev TV dle portálu www.tzb-info.cz
Solární fototermální systémy v extrémních klimatických podmínkách ČR Ing. Dalibor Skácel 6- Ekonomické hodnocení solárních systémů pro přitápění
124
-Měsíc [-] I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI. XII. SUMA
D [-] 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31
QSS50-PRAHA [10]
[kWh/
m2/měs] 34 51 81 113 140 130 140 135 99 74 35 26 1058
IST45 [8] [W/m2] 412 490 558 580 600 590 600 580 558 490 412 344
TP [8] [-] 0,21 0,32 0,42 0,45 0,51 0,54 0,55 0,55 0,53 0,37 0,21 0,14
TS [8] [hod/měs] 53 90 157 187 247 266 266 238 190 117 53 35
TSM [8] [°C] -1,5 0 3,2 8,8 13,6 17,3 19,2 18,6 14,9 9,4 3,2 -0,2
TSMS [8] [°C] 2,2 3,4 6,5 12,1 16,6 20,6 22,5 22,6 19,4 13,8 7,3 3,5
QTOP [kWh/měs] 2459 2058 1895 1184 0 0 0 0 476 1152 1834 2303 13361
QTV [kWh/měs] 324 293 324 314 324 314 324 324 314 324 314 324 3820
QWT [kWh/měs] 2783 2351 2220 1498 324 314 324 324 790 1476 2148 2627 17181
Varianta -A-, TK=60 °C, ZS=0,85
ηK [-] 0,2 0,32 0,41 0,47 0,52 0,55 0,57 0,56 0,53 0,43 0,27 0,1
SZPT [kWh/měs] 94,8 221,9 455,8 739,5 1012,2 990,2 1104,7 1050,2 718,0 435,6 129,7 35,3 6988 SZST [kWh/měs] 80,6 188,6 387,5 628,5 860,4 841,7 939,0 892,7 610,3 370,2 110,2 30,0 5940 SZV [kWh/měs] 80,6 188,6 387,5 628,5 324,4 314,0 324,4 324,4 610,3 370,2 110,2 30,0 3693
F [%] 2,9% 8,0% 17,5% 42,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 77,3% 25,1% 5,1% 1,1%
QBIV [kWh/měs] 2702,8 2162,9 1832,1 869,4 0,0 0,0 0,0 0,0 179,6 1105,7 2037,8 2597,4 13488
Varianta -B-, TK=25 °C, ZS=0,93
ηK [-] 0,62 0,66 0,7 0,75 0,78 0,8 0,82 0,82 0,79 0,75 0,67 0,59
SZPT [kWh/měs] 288,7 464,4 786,6 1165,5 1505,2 1441,3 1575,1 1519,0 1084,7 761,6 322,1 211,3 11125 SZST [kWh/měs] 268,4 431,9 731,6 1083,9 1399,8 1340,4 1464,8 1412,7 1008,8 708,3 299,6 196,5 10347 SZV [kWh/měs] 268,4 431,9 731,6 1083,9 324,4 314,0 324,4 324,4 789,9 708,3 299,6 196,5 5797
F [%] 9,6% 18,4% 33,0% 72,4% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 48,0% 13,9% 7,5%
Efekt
-B-&-A- [kWh/měs] 187,9 243,3 344,1 455,4 0,0 0,0 0,0 0,0 179,6 338,1 189,4 166,5 2104 QBIV [kWh/měs] 2514,9 1919,6 1488,0 414,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 767,6 1848,4 2431,0 11384
Solární fototermální systémy v extrémních klimatických podmínkách ČR Ing. Dalibor Skácel 6- Ekonomické hodnocení solárních systémů pro přitápění
125
-Varianta -C-, TK=60 °C, ZS=0,9
ηK [-] 0,2 0,32 0,41 0,47 0,52 0,55 0,57 0,56 0,53 0,43 0,27 0,1
SZPT [kWh/měsíc] 236,9 554,7 1139,6 1848,6 2530,4 2475,5 2761,7 2625,4 1795,0 1088,9 324,2 88,2 17469
ZS [-] 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9
SZST [kWh/měs] 213,2 499,2 1025,6 1663,8 2277,4 2227,9 2485,5 2362,9 1615,5 980,0 291,8 79,4 15722 SZV [kWh/měs] 213,2 499,2 1025,6 1498,0 324,4 314,0 324,4 324,4 789,9 980,0 291,8 79,4 6664
F [%] 7,7% 21,2% 46,2% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 66,4% 13,6% 3,0%
QBIV [kWh/měs] 2570,1 1852,3 1194,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 495,9 1856,2 2548,0 10517
Varianta -D,E-, TK=20 °C, ZS=0,95
ηK [-] 0,67 0,7 0,74 0,78 0,81 0,83 0,83 0,83 0,83 0,78 0,72 0,65
SZPT [kWh/měs] 781,2 1235,3 2067,7 3043,1 3911,7 3722,6 4008,9 3865,7 2822,0 2002,7 864,1 582,1 28907 SZST [kWh/měs] 742,1 1173,5 1964,3 2890,9 3716,1 3536,4 3808,5 3672,4 2680,9 1902,6 820,9 553,0 27462 SZV [kWh/měs] 742,1 1173,5 1964,3 1498,0 324,4 314,0 324,4 324,4 789,9 1475,9 820,9 553,0 10305
F [%] 26,7% 49,9% 88,5% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 38,2% 21,0%
Efekt
-D-&-C- [kWh/měs] 528,9 674,3 938,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 495,9 529,2 473,6 3641
QBIV [kWh/měs] 2041,2 1178,0 255,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1327,1 2074,4 6876 Tab. 6.01. Roční energetická bilance různých variant solárního systému pro stejnou lokalitu, kvalitu technologie, a vnější podmínky
QSS50-PRAHA dopadající globální záření statisticky ověřené pod úhlem 50° od vodorovné roviny k jihu
IST45 střední intenzita slunečního záření TP poměrná doba sl. svitu
TS skutečná doba sl. svitu TSM průměrná venkovní teplota
TSMS průměrná venkovní teplota v době slunečního svitu QTOP energie potřebná na vytápění
QTV energie potřebná na ohřev TV QWT celková spotřeba energie TOP+TV ηK účinnost slunečních kolektorů SZPT primární teoretický solární zisk
SZST sekundární teoretický solární zisk SZV solární zisk využitelný
TK střední teplota sl. kolektorů ZS koeficient ztrát solární soustavy F solární podíl na vytápění a ohřevu TV
QBIV dodatková energie bivalentního (konvenčního) zdroje Efekt zvýšené solární zisky vlivem použití tepelné
transformace
Solární fototermální systémy v extrémních klimatických podmínkách ČR Ing. Dalibor Skácel 6- Ekonomické hodnocení solárních systémů pro přitápění
- 126 - 6.2.1. Ekonomické hodnocení (varianta –A–)
Typický sol. systém pro přitápění a ohřev TV
Typický kombinovaný solární systém pro přitápění a ohřev TV s jedním kombinovaným zásobníkem jako zdrojem tepla s vnitřním bojlerem pro ohřev TV. Solární systém bez Obr. 6.05. Schéma systémového řešení –A–
Prostá návratnost: 29 let
Návratnost s 5% růstem cen energie bez dotace: 18 let
Návratnost s 5% růstem cen energie s dotací: 3,5 let
Návratnost s 11,5% růstem cen energie bez dotace: 13 let Návratnost s 11,5% růstem cen energie s dotací: 10,5 let
Akumulační nádrž 1000 litrů, 220 litrů vnitřní smaltovaný zásobník užitkové vody, 1x výměník pro solar, 8x nátrubek 1,5
coul, 10 cm pěnová izolace 40 793,00 1 40 793,00
Sada pro připojení aku. zásobníku na OT a solár včetně armatur, pojist. ventilu, manometru, šroubení, vypouštění, odvzdušnění,
napojení expanze 4 350,00 1 4 350,00
Sada pro připojení aku. zásobníku na TV včetně uzavíracích
armatur, pojist. ventilu, zpětné klapky, manometru, vypouštění 2 600,00 1 2 600,00
Montáž elektrokotle, elektrické připojení, revize, tlaková zkouška 8 500,00 1 8 500,00
ŘÍDICÍ SYSTÉM 2 VÝSTUPY 6 300,00 1 6 300,00
Solární fototermální systémy v extrémních klimatických podmínkách ČR Ing. Dalibor Skácel 6- Ekonomické hodnocení solárních systémů pro přitápění
- 127 -
Elektrokotel 18 000,00 1 -18 000,00
El. zásobník TUV 160 l 8 000,00 1 -8 000,00
Potrubí pro připojení TOPNÉ SOUSTAVY 421,00 5 -2 105,00
Potrubí TV v PPR včetně fitinek 200,00 10 -2 000,00
Montáž elektrokotle a zásobníku TV, elektrické připojení, revize,
tlaková zkouška 11 000,00 1 -11 000,00
Sada pro připojení aku. zásobníku na TV včetně uzavíracích
armatur, pojist. ventilu, zpětné klapky, manometru, vypouštění 2 600,00 1 -2 600,00
ELEKTROMATERIÁL 2 000,00 1 -2 000,00
Doprava, režie 1 200,00 1 -1 200,00
CELKEM bez DPH -46 905,00
DPH 10 -4 690,50
CELKEM s DPH -51 595,50
CELKEM s DPH JEN SOLÁRNÍ SYSTÉM 249 148,00
Tab. 6.01. Položkový rozpočet varianty –A–
Obr. 6.06. Ekonomická návratnost varianty –A–
Obr. 6.07. Energetická bilance varianty –A–
0,00 500,00 1000,00 1500,00 2000,00 2500,00 3000,00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 DODATKOVÁ
ENERGIE