Ekoenergia - jak być przyjaznym dla środowiska?

29 stycznia 2007, 14:35

Ogrzewanie podłogowe

autorem artykułu jest Krzysztof Lis

Ogrzewanie podłogowe może być elektryczne lub wodne. W tym pierwszym przypadku w podłodze zostają umieszczone przewody grzejne (lub specjalne maty grzejne). W drugim przypadku w podłodze umieszcza się przewody, którymi przepływa ciepła woda.

Ten pierwszy przypadek należy traktować jak zwykłe ogrzewanie elektryczne. Podobnie jak ogrzewanie akumulacyjne pozwala na wykorzystanie dobrodziejstw taryfy nocnej, bo ma dość dużą bezwładność cieplną. Mimo wszystko jest jednak dość drogie.

W drugim przypadku najczęściej mamy do czynienia z wykorzystywaniem ciepłej wody, której źródłem są pompa ciepła bądź kocioł kondensacyjny. Pompa ciepła dobrze pracuje tylko gdy produkuje ciepłą wodę o dość niskiej temperaturze a kocioł kondensacyjny swoją bardzo wysoką sprawność osiąga dopiero przy niskiej temperaturze czynnika.

Dlaczego ogrzewanie podłogowe może wykorzystywać czynnik grzewczy o niskiej temperaturze? Ilość przekazanego ciepła jest iloczynem między innymi różnicy temperatur i powierzchni oddawania ciepła. W przypadku grzejników jest ona dość mała, równa powierzchni kaloryfera. W przypadku ogrzewania podłogowego jest znacznie większa, bo jest to powierzchnia całej podłogi.

Dodatkowo, warto wspomnieć, że ludzkie ciało lubi ciepło "od spodu", tzn. od stóp. Dla naszego komfortu wskazana jest ciepła podłoga i chłodne powietrze wokół głowy. Z tego względu ogrzewanie podłogowe jest znacznie bardziej komfortowe niż gorące grzejniki.

Warto wspomnieć, że dzięki temu, że ciepła podłoga zapewnia nam komfort cieplny, można nieco obniżyć temperaturę w pomieszczeniu. To z kolei zmniejsza straty ciepła przez ściany, okna i wentylację a więc pozwala na oszczędności.

Najciekawiej wygląda sprawa podłączenia ogrzewania podłogowego do pompy ciepła. Dobrze zaprojektowana pompa może być tańsza niż kocioł centralnego ogrzewania, do dobrego działania wymaga ona jednak właśnie ogrzewania podłogowego. W przypadku tego typu urządzeń im wyższa różnica temperatur między poborem ciepła (wymiennik gruntowy) a jego oddawaniem (czynnik grzewczy w centralnym ogrzewaniu) tym więcej energii musi zostać zużyte do przepompowania ciepła. Z tego wynika wyższy koszt użytkowania takiej instalacji a więc mniejsze oszczędności.

Ogrzewanie podłogowe to generalnie rzecz biorąc szansa na oszczędności, ale czy warto je sobie zainstalować to już każdy powinien ocenić we własnym zakresie, biorąc pod uwagę nie tylko koszty ale i inne preferencje.

--
Krzysztof Lis, inżynier mechanik specjalności energetyka cieplna
Drewno zamiast benzyny, tanie ogrzewanie

Artykuł pochodzi z serwisu www.Artelis.pl

26 stycznia 2007, 12:47

Biodiesel - paliwo niemal legendarne

autorem artykułu jest Krzysztof Lis

Czym jest biodiesel?

Biodiesel to w zależności od definicji paliwo składające się wyłącznie z tzw. estrów metylowych kwasów tłuszczowych jak i ropopochodne paliwo (olej napędowy) z domieszkami tychże estrów. W tym artykule skupię się na tym pierwszym znaczeniu. Biodiesel to nie olej roślinny, zużyty czy prosto z butelki w supermarkecie!

W Polsce biodiesel najczęściej otrzymuje się z oleju rzepakowego. Produkcja biodiesla jest bardzo prosta. Potrzebne są trzy surowce: olej roślinny (nowy lub zużyty), metanol i wodorotlenek sodu lub potasu.

Po określeniu właściwych proporcji (ilość wodorotlenku zależy od kwasowości oleju) należy wymieszać wodorotlenek z metanolem a następnie z olejem roślinnym. Całość pozostawić na kilkanaście godzin. Powstanie biodiesel i gliceryna, po tych kilkunastu godzinach powinny być już rozdzielone w dwóch warstwach. Po spuszczeniu ze zbiornika cięższej gliceryny otrzymujemy paliwo, które teoretycznie nadaje się do spalania w silniku.

Piszę teoretycznie, bo tak otrzymane paliwo na pewno nie spełnia norm jakości. Według EN 14214 (europejska norma jakości biodiesla) nie powinien on zawierać więcej niż 0,2% metanolu i 0,25% gliceryny. Parametry takie trudno otrzymać po zwykłym grawitacyjnym oddzieleniu gliceryny od biodiesla.

Pojawia się więc pytanie -- czy tak otrzymany biodiesel na pewno nadaje się do bezpiecznego zasilania silników spalinowych? O ile silnik zapewne go przepali, o tyle mogą pojawić się inne kłopoty, np. rozmiękanie i rozpuszczanie gumowych uszczelek i przewodów. Trudno przewidywać wpływ biodiesla niespełniającego norm na silnik z nieszczelnymi pierścieniami (zanieczyszczenie oleju spowoduje zmianę jego właściwości, ale jaka to będzie zmiana?).

I tu pojawia się pytanie -- co dalej? Dlaczego większość oferowanych w internecie instalacji do produkcji biodiesla produkuje paliwo, które nie spełnia żadnych norm? Bo zbudowanie instalacji składającej się z dwóch zbiorników, pompy, mieszadła i kilku zaworów nie jest problemem, to wydatek rzędu kilku tysięcy złotych. Można ją później sprzedać za kilkanaście tysięcy albo i drożej. Fantastyczny interes... Gorzej, gdy trzeba wyposażyć tę instalację w urządzenia potrzebne do porządnego rozdzielenia gliceryny i biodiesla (np. wirówki) i płukania otrzymanego paliwa. To znacznie podnosi cenę i utrudnia konkurowanie na rynku, który jest mocno zatłoczony...

Mało kto również pisze o możliwych kłopotach z utylizacją powstałej gliceryny. Zazwyczaj w ofertach jest napisane, że "można ją sprzedać". Ale czy każdemu to się uda? Jeżeli nie, to co z nią zrobić? Wielu rolników zapewne wyleje do rowu albo spali za stodołą...

Wydawać by się mogło, że biodiesel będzie remedium na rosnące ceny ropy. I na pewno nieco obniży ceny oleju napędowego na rynku, bo jestem przekonany, że wielu rolników zgodnie z nową ustawą będzie produkować na swój użytek przepisowe 100 litrów na hektar biopaliwa. Nie sądzę jednak, by np. firmy przewozowe kupowały czy produkowały biodiesel niespełniający norm dla swoich samochodów. Te firmy nie mogą pozwolić sobie na spowodowane kiepskim paliwem przestoje, które przekroczą zyski ze stosowania tańszego paliwa.

Pozostaje jeszcze rozprawić się z mitem taniości biodiesla. Bo produkcja wspomnianego litra biodiesla to wydatek mniejszy niż 2,50 PLN. Ale to nie uwzględnia podatku akcyzowego, którym muszą być objęte wszystkie paliwa sprzedawane na rynku. Tymczasem zwolnienie z akcyzy dotyczy wyłącznie biopaliw spełniających normy jakościowe (patrz Rozporządzenie Ministra Finansów w sprawie zwolnień od podatku akcyzowego). Oczywiście, biodiesel produkowany na lewo, nielegalnie, bez zapłacenia akcyzy zawsze będzie legalny, ale czy nie łatwiej kupić olej opałowy albo wlać do baku po prostu olej roślinny?

Podsumowując, moim zdaniem nie ma co inwestować w produkcję biodiesla, kupować "agrorafinerii" za kilkanaście tysięcy złotych, bez DOKŁADNEGO rozliczenia potencjalnych zysków i strat... I to jedynie w bardzo specyficznych okolicznościach, np. w przypadku posiadania gospodarstwa rolnego.

--
Krzysztof Lis, inżynier mechanik specjalności energetyka cieplna
DrewnoZamiastBenzyny.pl - tanie paliwa alternatywne

Artykuł pochodzi z serwisu www.Artelis.pl

15 stycznia 2007, 21:37

Olej roślinny i biodiesel

Dziś w ramach przedmiotu Alternatywne paliwa silnikowe jeden z moich kolegów miał na zajęciach prezentację, której tematem były olej roślinny i biodiesel. Postanowiłem napisać kilka słów na ten temat.

Olej roślinny to z definicji każdy tłuszcz pochodzenia roślinnego, który w temperaturze pokojowej ma konsystencję płynną. Oleje roślinne można wykorzystywać do zasilania silników spalinowych w formie surowej (tzw. straight vegetable oil - svo) bądź przepalonej we frytkownicy czy na patelni (tzw. waste vegetable oil - wvo) ale też postaci chemicznie przetworzonej (biodiesel).

Sam olej roślinny można wykorzystywać jako domieszkę do oleju napędowego albo samodzielne paliwo. Ma on dużą lepkość, znacznie wyższą niż olej napędowy, więc są poważne problemy z jego właściwym rozpyleniem przez wtryskiwacz do komory spalania. Z tego względu utrudniony jest rozruch silnika na oleju roślinnym, zwłaszcza w niskich temperaturach. Gdy silnik się rozgrzeje, jest lepiej.
W gruncie rzeczy do zasilania silnika olejem roślinnym nadaje się tylko instalacja na olej roślinny, która podgrzeje go do temperatury, w której będzie mniej lepki. Stosowanie go "na zimno" może spowodować duże problemy z silnikiem, np. pompy wtryskowe firmy Lucas mają w zwyczaju się psuć z powodu zbyt dużej lepkości.

Jak wspomniałem, w grę wchodzi również biodiesel, czyli estry metylowe oleju roślinnego (RME - rapeseed methyl ester). Produkuje się go mieszając olej roślinny z metanolem w obecności alkalicznego katalizatora, wodorotlenku -- NaOH albo KOH. Z tego powstaje biodiesel i gliceryna.

O produkcji biodiesla rozpisywać się nie będę, wspomnę natomiast o zaletach paliw pochodzenia rzepakowego. Przede wszystkim obieg dwutlenku węgla jest prawie zamknięty -- węgiel uwięziony w paliwie pochodzi z atmosfery, rok wcześniej został z niej wchłonięty przez rzepak. Druga sprawa to obniżenie emisji szkodliwych substancji -- cząstek stałych, tlenków siarki i niedopalonych węglowodorów.

Biopaliwa nie są BIO?

autorem artykułu jest Krzysztof Lis

Na wstępie należy się kilka słów wyjaśnienia -- czymże są biopaliwa i jaka jest definicja tego pojęcia? Definicje generalnie są dwie. Pierwsza (moim zdaniem lepsza) zakłada, że biopaliwem jest każde paliwo otrzymane z biomasy, czyli np. roślin (olej rzepakowy, alkohol ze zboża), pozostałości roślinnych (brykietowana słoma) czy odchodów zwierzęcych (biogaz). Definicja druga, o której częściej słychać, czyni biopaliwem każde paliwo silnikowe, w którym jest jakiś procent tzw. biokomponentów (czyli otrzymywanych przez przeróbkę biomasy).

Jak ocenić ekologiczność paliw? Chyba najprościej przez ocenę ich wpływu na środowisko. Ale tu trzeba spojrzeć znacznie bardziej globalnie niż zrobili to autorzy reklamy - nie tylko o to, jakie skutki powoduje ich SPALANIE, ale także ich PRODUKCJA.

O ile alkohol produkowany jest za pomocą fermentacji, a nie poprzez przeróbkę paliw kopalnych (np. uwodornienie etylenu), można określać go mianem biopaliwa, paliwa odnawialnego. Ale tylko pod jednym warunkiem -- że energia użyta do jego produkcji będzie również pochodzić z odnawialnego źródła.

Założenie to wynika z faktu, że do produkcji alkoholu (głównie podczas destylacji) zużywana jest większa ilość energii, niż otrzymuje się z jego spalenia! Energia ta w Polsce zazwyczaj pochodzi z paliw kopalnych, zatem naprawdę ekologicznym rozwiązaniem jest pozostanie przy napędzie benzynowym, zamiast zasilania alkoholem!

Oczywiście zupełnie inaczej wygląda sprawa przy zastosowaniu np. aparatury do destylacji korzystającej z energii słonecznej (w Polsce raczej do użycia tylko latem) czy korzystania z drewna lub innej biomasy jako źródła energii.

Podobnie sprawa ma się z biodieslem, choć przy jego produkcji zużywane są znacznie mniejsze ilości energii niż przy produkcji alkoholu.

W odróżnieniu od normalnego oleju napędowego, biodiesel jest paliwem biodegradowalnym i nietoksycznym, jego wykorzystanie powoduje znaczne obniżenie emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Faktem jest również, że paliwo to zawiera mniej siarki niż olej napędowy, pochodzi onoo również z odnawialnej biomasy.

Podsumowując -- jeśli energia wykorzystana do produkcji biopaliwa pochodzi z odnawialnego źródła, wtedy biopaliwo faktycznie zasługuje na to miano. Jeżeli nie, mamy do czynienia z daleko posuniętym uproszczeniem, żeby nie nazwać tego inaczej.

Czy zamiast przerabiać energię ze spalania węgla na alkohol etylowy, nie lepiej jest zrobić z niej prąd i zasilać nim samochody o napędzie elektrycznym? To pytanie na przyszłość, niestety bardzo odległą.

--
Krzysztof Lis, inżynier mechanik specjalności energetyka cieplna
DrewnoZamiastBenzyny.pl - tanie paliwa alternatywne

Artykuł pochodzi z serwisu www.Artelis.pl

11 stycznia 2007, 10:44

Dlaczego chciałbym jeździć na biopaliwach?

Jeśli ktoś myśli, że ja czy większość innych kierowców chciałoby jeździć na biopaliwach, bo są świadomi ekologicznie i bliski jest im los natury, jest w błędzie! Większość prywatnych kierowców i wszyscy przedsiębiorcy myślą portfelem a nie sercem, patrząc jedynie na ceny paliwa widoczne na stacjach.

Biopaliwa będą konkurencyjne jedynie wtedy, gdy będą tańsze. Tyle się słyszy o tym, że są (mogą być?) szkodliwe dla silników, nikt rozsądny nie będzie ryzykować ich uszkodzenia tylko po to, by wyemitować mniej CO2.

Ja raz zatankowałem B20, czyli olej napędowy z 20% domieszką biodiesla, bo był zauważalnie tańszy od normalnej ropy. Dwa razy też próbowałem jeździć na oleju roślinnym, ale jako że te eksperymenty mi się nie udały, zarzuciłem ten pomysł, choć olej roślinny jest o co najmniej 50-70 groszy tańszy na litrze od napędowego.

6 stycznia 2007, 13:23

Elektryczne ogrzewanie akumulacyjne

autorem artykułu jest Krzysztof Lis

Ogrzewanie elektryczne kojarzy się większości z nas z farelką czy ewentualnie elektrycznym olejowym kaloryferem. Włączamy go, gdy jest nam zimno i czekamy aż w pokoju zrobi się cieplej. A potem obserwujemy z zaskoczeniem rachunki za energię elektryczną.

O ile ogrzewanie elektryczne jest tylko używane w okresach przejściowych, czy jako dodatkowe źródło ciepła dla uzupełnienia centralnego ogrzewania czy np. kominka, wtedy wydatki na energię nie są mocno dokuczliwe. Inna sprawa, gdy piec grzewczy na prąd służy nam przez całą zimę. Mamy do wyboru...marznąć albo płacić.

Sytuacja się nieco zmienia, gdy masz dwutaryfowy licznik, wtedy możesz włączać piec w nocnej taryfie. Jeśli jest to dla niezbyt wygodne (komu chciałoby się wstawać w niedzielę o 6. rano tylko po to, by wyłączyć piec?), możesz kupić automat, który zrobi to sam. Wtedy zużywasz tańszy prąd a ciepło masz...w nocy i przez kilka godzin w południe.

Krok w przód w oszczędzaniu to tzw. piec akumulacyjny. Jest wielki i ciężki, bo składa się przede wszystkim z ciężkiego wkładu magazynującego (akumulującego) ciepło. Zasilany nocną taryfą nagrzewa się a następnie oddaje ciepło przez resztę dnia. Dzięki temu ciepło jest przez cały dzień, a energia zużywa się tylko w nocy. To zalety, ale są też i wady. Podstawowa to strasznie długi czas rozgrzewania. Jeśli przyjedziesz do wyziębionego mieszkania po powiedzmy tygodniowym urlopie i marzyć będziesz tylko o tym, by się rozgrzać, pozostanie Ci jedynie zrobić gorącą herbatę, bo piec akumulacyjny będzie rozgrzewać się przez kilka godzin. I to w sytuacji, gdy go włączysz w taryfie dziennej, około dwa razy droższej niż nocna. W przeciwnym wypadku przyjdzie Ci jeszcze czekać aż zacznie się taryfa nocna i w sumie ciepło będziesz mieć dopiero następnego dnia rano.

Kolejnym etapem ewolucji są tzw. piece akumulacyjne z rozładowaniem dynamicznym. Zwykły piec akumulacyjny oddaje ciepło stopniowo, gdy przepływa przezeń powietrze. Piec z rozładowaniem dynamicznym wyposażony jest w wentylator, który wymusza przepływ powietrza i oddaje ciepło w momencie, w którym jest ono potrzebne.

Ogrzewanie elektryczne prostym grzejnikiem jest na pewno najdroższe. Ogrzewanie akumulacyjne jest znacznie tańsze, może być tańsze od olejowego a w przypadku droższych dostawców gazu -- od gazowego.

Ogrzewanie podłogowe często polega na zamontowaniu elektrycznych elementów grzejnych. Ten sposób ogrzewania wyklucza zastosowanie pieców akumulacyjnych. Jeśli podłodze umieszczone zostaną przewody grzewcze, przez które będzie płynąć woda z zasobnika ciepła ogrzewanego elektrycznie, będzie to czymś w rodzaju centralnego ogrzewania z kotłem akumulacyjnym.

Ogrzewanie elektryczne to także pompy ciepła, ale to temat na osobny artykuł.


--
Krzysztof Lis, inżynier mechanik specjalności energetyka cieplna
DrewnoZamiastBenzyny.pl - tanie paliwa alternatywne

Artykuł pochodzi z serwisu www.Artelis.pl

5 stycznia 2007, 13:01

Ogrzewanie słoneczne

autorem artykułu jest Krzysztof Lis

Ogrzewanie słoneczne może się większości z nas kojarzyć z kolektorami słonecznymi. Tymczasem te urządzenia nie służą do przygotowania wody go ogrzewania a do podgrzania wody użytkowej.

Ze słońcem jest taki problem, że jest go najwięcej latem, gdy ogrzewanie nie jest potrzebne. Z tego powodu kolektory latem mogą dostarczać zdecydowaną większość ciepłej wody użytkowej. Jesienią i wiosną może być potrzebne dogrzewanie kotłem lub elektrycznym bojlerem, zimą jest jeszcze gorzej.

Tymczasem w koncepcji domu autonomicznego albo domu pasywnego słońce jest podstawowym źródłem energii do ogrzewania. Dom pasywny według niemieckiego standardu Passivhaus ma wymagać w ciągu roku do ogrzewania więcej niż 15 kWh na metr kwadratowy! To tak, jak byśmy na ogrzanie metra kwadratowego domu zużywali (uwaga!) 2,5 kg węgla rocznie! Dla mnie jest to wielkość niewyobrażalna.

Skąd więc bierze się ta możliwość ogrzania domu samą energią słoneczną? Przede wszystkim ze znacznego zmniejszenia ilości ciepła, która jest na to potrzebna. Dom pasywny jest bardzo dobrze ocieplony i uszczelniony, stosowane są tzw. rekuperatory - wymienniki ciepła, które odzyskują ciepło z powietrza wydmuchiwanego na zewnątrz domu podgrzewając zasysane świeże powietrze. Doskonała izolacja pozwala wykorzystać ciepło "odpadowe", wyprodukowane przy innych okazjach, np. oddane przez lodówkę i zamrażarkę na radiatorze, ciepło od gotowania, ciepło nagrzanej do kąpieli wody.
Po drugie dom pasywny ma na południowej ścianie olbrzymie okna o dobrych współczynnikach wymiany ciepła (czyli dobrze izolujące). Przepuszczają one światło słoneczne (czyli i ciepło) do wewnątrz a nie pozwalają na jego ucieczkę na zewnątrz domu. Dzięki temu wykorzystywane jest tak dużo energii słonecznej jak tylko można.

Wydawałoby się, że duże okna po stronie południowej to przekleństwo, ale na lato przygotowane są żaluzje, rolety, markizy, etc. Nawet posadzenie drzewa liściastego rozwiązuje problem nadmiernego nagrzewania się latem, w końcu latem liście będą dawać przyjemny cień.

Podstawowym sposobem ogrzewania słońcem domu pasywnego są wspomniane okna, kolektory słoneczne są tylko niejako wyposażeniem opcjonalnym, do przygotowania ciepłej wody użytkowej albo wspomagania ogrzewania.

Jest też i inna możliwość, raczej teoretyczna niż praktyczna. Możliwe jest bowiem zbudowanie domu w ten sposób, by posiadał zdolność do akumulacji dużych ilości ciepła. Będzie się on nagrzewać w dzień i oddawać ciepło w nocy. Przy odpowiedniej konstrukcji w teorii mógłby nawet zbierać latem wystarczająco dużo ciepła by ogrzać się zimą. Trudno jednak powiedzieć czy w Polskich warunkach byłoby to możliwe i jak taki dom miałby wyglądać. Magazynowanie ciepła na długi czas nie jest bowiem łatwą sprawą...

--
Krzysztof Lis, inżynier mechanik specjalności energetyka cieplna
DrewnoZamiastBenzyny.pl - tanie paliwa alternatywne

Artykuł pochodzi z serwisu www.Artelis.pl

Post inauguracyjny bloga

W tym blogu będę od czasu do czasu publikować teksty o odnawialnych źródłach energii i biopaliwach. Zapraszam do subskrypcji nowości. :)

1 stycznia 2007, 09:41

Polityka prywatności

Prywatność gości wchodzących na tego bloga jest dla mnie istotną sprawą, bo sam chciałbym mieć zapewnioną prywatność na innych witrynach. Adresy emailowe wpisywane na stronie (przy okazji wypełniania komentarza do wpisów) nie są nigdy nikomu udostępniane ani publikowane, chyba że sobie tego zażyczysz.

Korzystam z zewnętrznego systemu statystyk, który zbiera informacje o rozdzielczości ekranu, głębi kolorów, zainstalowanej wersji Flasha i JavaScriptu, fizycznym położeniu użytkowników, i innych tego typu.

Na tej stronie korzystam z usług sieci reklamowych. Sieci te dostarczają reklamy na stronę, w oparciu o jej treść a być może także preferencje odwiedzających. Niektóre z sieci mogą zbierać pewne informacje dotyczące odwiedzających, o zakresie podobnym jak statystyki, z których korzystam. Jest to wykorzystywane między innymi do serwowania reklam, które naprawdę Cię zainteresują, bo mieszkasz w pobliżu reklamodawcy (tzw. geotargeting).