Udržitelný energetický zdroj pro téměř nulové budovy

Společnost Regulus spolupracuje od roku 2015 s Univerzitním centrem energeticky efektivních budov ČVUT (UCEEB) na vývojovém úkolu č. TA04021243 – „Udržitelný energetický zdroj pro téměř nulové budovy“.

Jedná se o návrh energetického systému pro "dům s téměř nulovou spotřebou energie", zkráceně můžeme říkat "nulový dům". Jedná se o pasivní dům, jehož spotřeba energie je kryta v maximální možné míře z obnovitelných zdrojů. Takový dům tedy musí mít co nejnižší spotřebu energie, a tuto spotřebu pak krýt v z obnovitelných zdrojů, co nejvíce je to možné.

Cíl projektu
Koncept
Popis systému
Realizace
Podpora
Produkty Regulus

Cílem projektu je vyvinout pokročilý energetický systém pro zásobování budov teplem, chladem a elektřinou s vysokou soběstačností pro docílení standardu téměř nulové budovy. Zároveň je cílem dosáhnout ekonomické návratnosti do 10 let a podílu využití obnovitelných zdrojů energie (OZE) vyššího než 70 %.

Koncept vyvíjeného energetického systému je založen na kombinaci fotovoltaické technologie a technologie pokročilého tepelného čerpadla. Vyvíjený systém nemá mít vyšší náklady (investiční a provozní v časovém horizontu 10 let) než tradiční kombinace FV systému a běžného tepelného čerpadla se zemním vrtem. Podíl energie z místních obnovitelných zdrojů pro vytápění a přípravu teplé vody v rodinném domě bude nicméně vyšší díky sezónní akumulaci tepla v podzákladí domu a tepelnému čerpadlu, které bude přizpůsobovat elektrický příkonu aktuálnímu elektrickému výkonu FV systému. Tím se zároveň sníží nároky budovy na přívod externí energie pro vytápění a přípravu teplé vody z rozvodné elektrické sítě. Akumulace tepla v podzákladí domu byla zvolena kvůli své možné jednoduchosti a především nízké ceně realizace takového řešení. Na rozdíl od akumulace elektrické energie, která je stále ještě investičně značně náročná, je akumulace tepla do zemního masivu, i přes relativně vysoké mezi sezónní tepelné ztráty, relativně levná a lze ji realizovat v rámci výstavby domu. Cenová výhoda využití hmoty zemního masivu mezi tepelně izolovanými základovými pasy a od budovy oddělenou podlahovou konstrukcí domu se zvýšenou tepelnou izolací je nesporná i proti vodním velkoobjemovým akumulačním zásobníkům. Ty mají sice zhruba dvojnásobně vyšší akumulační schopnost vztaženou na objem, ovšem náklady jsou zcela neporovnatelné.

V prvním roce projektu byla navržena koncepce pokročilého energetického systému na základě tepelného čerpadla, fotovoltaického systému, pohotovostního akumulačního zásobníku a zemního zásobníku v podloží budovy a navržena regulační strategie systému. Srdcem systému je inovativní tepelné čerpadlo s řízením elektrického příkonu podle výroby FV systému a chladičem přehřátých par pro energeticky efektivní přípravu teplé vody v letním (při nabíjení zemního zásobníku z kondenzátoru) i v zimním období (při vytápění budovy z kondenzátoru). Pro průmyslovou ochranu konstrukčního řešení tepelného čerpadla byl podán užitný vzor "Tepelné čerpadlo s využitím obnovitelného zdroje elektřiny a sezónního zásobníku".

V roce 2015 byla započata realizace zemního zásobníku v podloží budovy v rámci provedení hrubé stavby rodinného domu v Hamrech u Hlinska (viz Galerie). Následovala výstavba rodinného domu, dodávka a zprovoznění technologie. Od léta 2017 je dům obydlen. V prvním roce provotu fungoval energetický systém v nouzovém režimu, vzhledem k tomu, že zemní zásobník nebyl dostatečně nabit. Od jara 2018 energetický systém již pracuje podle provozních předpokladů (nabíjení zásobníku) a je průběžně vyhodnocován (roční monitoring).

Poděkování

Projekt TA04021243 je spolufinancován TA ČR. 

Více informací o projektu naleznete  na stránkách UCEEB.
Reportáž z domu v Hamrech odvysílala Česká televize v pořadu Události.
Článek vyšel i v Hospodářských novinách, a na odborných portálech, např. oenergetice.cz

Zemní zásobník