"Kombinējam sauli": meklējot racionālāko un optimālāko saules sistēmu pielietojumu Latvijas apstākļos

Foto: "Kombinējam sauli": meklējot racionālāko un optimālāko saules sistēmu pielietojumu Latvijas apstākļos; autors: "Kombinējam sauli": meklējot racionālāko un optimālāko saules sistēmu pielietojumu Latvijas apstākļos

Saules kolektoru iekārtas pie mums tiek lietotas kopš 2003. gada, kad realizēts pirmais pilota projekts – ar Dānijas valdības finansiālu atbalstu uzstādītas solārās atbalsta sistēmas Aizkraukles Valsts ģimnāzijā un Aizkraukles pilsētas katlu mājā.

Realizēti arī vairāki projekti vienģimeņu dzīvojamās mājās, tomēr šo projektu tehnisko datu un iekārtu produktivitātes rādītāju pieejamība ir ierobežota.
Interese par saules enerģijas izmantošanas iespējām Latvijā pieaug – daļēji tas izskaidrojams ar neprognozējamo un būtisko fosilo kurināmā resursu cenu pieaugumu, bet daļēji arī ar vēlmi investēt tehnoloģijās, kas nākotnē šo sadārdzinājumu (vismaz attiecībā uz vienas mājsaimniecības energoresursu patēriņu) varētu mazināt.

Lai gan saules enerģijas izmantošanas tehnoloģijas izmaksā salīdzinoši dārgi un to uzstādīšanai netiek sniegts finansiāls atbalsts no valsts vai pašvaldībām, kā tas notiek, piemēram, Vācijā un kaimiņos Skandināvijas valstīs, arī Latvijā interese par šīm sistēmām palielinās ar katru gadu.

Galvenais, ko vēlas zināt potenciālie šo sistēmu izmantotāji – kas ir šīs sistēmas, cik efektīva ir to ekspluatācija Latvijas apstākļos, un ar kādām citām apkures sistēmām tās ir kombinējamas (salāgojot sistēmu automātiku vai arī regulējot abas sistēmas atsevišķi).

Atbildot uz šiem jautājumiem, vēlreiz jāatkārto, ka saules enerģijas izmantošana iespējama, izmantojot divu veidu sistēmas – saules kolektorus un saules fotoelektriskās iekārtas: pirmās domātas karstā ūdens sagatavošanai, bet otrās – elektroenerģijas ģenerācijai. Šīs sistēmas darbojas dažādi un nav izmantojamas universāli – gan siltuma-, gan elektroenerģijas ražošanai.

Foto: "Kombinējam sauli": meklējot racionālāko un optimālāko saules sistēmu pielietojumu Latvijas apstākļos; autors: "Kombinējam sauli": meklējot racionālāko un optimālāko saules sistēmu pielietojumu Latvijas apstākļos

Vienā ēkā vai objektā var tikt uzstādītas abas solārās sistēmas – viena kā autonoma siltā ūdens sagatavošanas sistēma vai, kopējā apkures sistēmā integrēta atbalsta sistēma, otra – kā autonoma elektroenerģijas apgādes sistēma (ar vai bez akumulatora enerģijas uzkrāšanai), kā elektroenerģijas avārijas nodrošinājuma sistēma (centrālās energoapgādes pārtraukumu segšanai) vai kā elektroenerģijas apgādes atbalsta sistēma.

Teorētiski pastāv iespēja, ka ar saules kolektora palīdzību varētu nosegt visu kādas dzīvojamās ēkas siltuma enerģijas patēriņu, tomēr Latvijā šāda projekta realizācija būtu ārkārtīgi sarežģīta un dārgi izmaksājoša (bez cerētā gala rezultāta sasniegšanas garantijām).

Nav izslēgta varbūtība, ka kādā ēkā vai ēku kompleksā, ar saules fotoelektrisko iekārtu palīdzību saražoto, elektroenerģiju būtu iespējams ievadīt centralizētajā elektroenerģijas apgādes tīklā. Lai gan, jāatzīst, ka Latvijas apstākļos arī šāda projekta realizācijas praktiskā nozīme būtu ļoti apšaubāma, pat, ja tehniski uzstādītais mērķis tiktu sasniegts.

Latvijā, kā rāda pētījumi un zinātnieku teorētiskās aplēses, būtu nepieciešams koncentrēties uz pēc iespējas energoefektīvāku saules kombisistēmu (saules kolektors integrēts kopējā ēkas apsildes sistēmā) veidošanu nelielās (vienģimenes vai 2-3 ģimeņu) dzīvojamās ēkās, kā arī saules fotoelektrisko sistēmu uzstādīšanu nelielos objektos (vasarnīcās, kempingos), un šo sistēmu izmantošanu elektroenerģijas pārtraukumu lokālās rezerves sistēmas nodrošinājumam.

Izvēloties saules kolektoru iekārtas uzstādīšanai mājā, kas tiek apdzīvota visu gadu vai arī vasarnīcā (sezonāli izmantojamā objektā), jāatceras, ka iespējams veidot gan vienkāršākas, gan sarežģītākas saules kolektoru sistēmas – galvenais, piemeklēt atbilstošāko risinājumu katram konkrētam gadījumam.

Termosolāro iekārtu tehniskie risinājumi (ja iekārta tiek uzstādīta, nesalāgojot to ar citiem siltumenerģijas ģenerācijas tīkliem) ir sekojoši – siltā ūdens apgādei un apkures atbalstam ēkā iespējams uzstādīt viena vai divu kontūru termosolāro sistēmu ar dabisko (pašteces) vai piespiedu (mehānisko) siltumnesēja cirkulācijas ciklu.

Viena kontūra termosolārās iekārtas Latvijas apstākļos iespējams izmantot tikai sezonāli – tajos gada mēnešos, kad nav negatīvu gaisa temperatūru, kā arī vietās, kur ir pieejams tīrs un "mīksts" ūdens.

Divu kontūru termosolārās iekārtas piemērotas izmantošanai visu gadu – tās veiksmīgi iespējams salāgot arī ar citiem ēkas apsildes veidiem (gan gadījumā, ja divu kontūru termosolārā sistēma ir ar piespiedu siltumnesēja cirkulācijas ciklu).

Par to, kādā veidā integrēt saules kolektorus ēkas kopējā siltumenerģijas apgādes ciklā, ir rakstīts daudz, lai gan pētījumi par integrēto sistēmu (kombisistēmu) produktivitāti un ekonomisko izdevīgumu praktiski netiek veikti.

Foto: "Kombinējam sauli": meklējot racionālāko un optimālāko saules sistēmu pielietojumu Latvijas apstākļos; autors: "Kombinējam sauli": meklējot racionālāko un optimālāko saules sistēmu pielietojumu Latvijas apstākļos

Kā vienu no izņēmumiem var minēt pētījumus, kas tiek realizēti Rīgas Tehniskajā universitātē. Arī pērn – 2007. gadā, starp LR Izglītības un zinātnes ministrijas atbalstītajiem projektiem bija pētījums, kas veltīts tieši saules kombisistēmu produktivitātes rādītāju uzlabošanas izpētei (projekts "Saules kombisistēmas modelēšana vienģimenes mājas apkurei", vadītāja, Dr.habil.sc. ing., prof. Dagnija Blumberga).

Konkrētajā gadījumā, pamatojoties uz eksperimentālajiem saules kombisistēmas produktivitātes datiem, tika analizēta šīs sistēmas ekspluatācijas lietderība, ja akumulatora tvertne aprīkota ar vakuuma izolāciju (salīdzinot ar analogu sistēmu bez tvertnes vakuuma izolācijas) un kā dublējošā (pamata) apkures sistēma izmantos cietā kurināmā (koksnes granulu) katls.

Tomēr, bez šādiem projektiem, kas būtiski ne tikai eksperimentālā, bet arī zinātnisko datu iegūšanas aspektā, Latvijā realizēti arī vairāki projekti, kur pētniecības komponente nav tik izteikta vai tās nav vispār.

Saules kolektoru sistēmas Latvijā tiek kombinētas ar dažāda veida siltumsūkņiem – pērn realizēti projekti, kuru ietvaros ar saules kolektoru kombinēts "Octopus" tipa gaisa siltumsūknis un ģeotermālais siltumsūknis (otrajā gadījumā tiks veikta arī sistēmas aprobācija un iegūto produktivitātes datu izpēte).

Ģeotermālā siltumsūkņa un saules kolektora sistēma kombinēta, izmantojot Zviedrijas ražotāja "Nibe" tehnoloģijas (siltumsūkņu sistēmu firmas "Divine Heat Company" biroja ēkā, Rīgā). Ir vērts piezīmēt, ka šī firma piedāvā arī dažāda tipa standarta siltumsūkņu un saules kolektoru kombisistēmas, kas izstrādātas un labi piemērotas Skandināvijas un arī Baltijas valstu klimatiskajiem apstākļiem.

Latvijas apstākļos, kur solārās sistēmas var izmantot apkures sistēmu atbalstam un/vai siltā ūdens sagatavošanai, tās kombinējams ar praktiski jebkuru cita veida apkures sistēmu (salāgotā vai nesalāgotā (autonomā) variantā)).

Salāgotā variantā tās kombinējams ar gāzes un šķidrā kurināmā apkures katliem, šķeldas/koka granulu apkures katliem, siltumsūkņu sistēmām un elektroapkuri.

Nesalāgotā variantā – ar visām minētajām sistēmām, kā arī malkas vai cietā kurināma (akmeņogļu) apkures sistēmām (pašteces sistēmām).

Foto: "Kombinējam sauli": meklējot racionālāko un optimālāko saules sistēmu pielietojumu Latvijas apstākļos; autors: "Kombinējam sauli": meklējot racionālāko un optimālāko saules sistēmu pielietojumu Latvijas apstākļos

Attiecībā uz saules enerģijas izmantošanu elektroenerģijas ģenerācijā - saules fotoelektriskām iekārtām, jānorāda, ka to izmantošana un izpēte Latvijā vēl ir pašos aizsākumos: pērn tika uzstādīta un sāka darbu pirmā autonomā saules fotoelektriskā iekārtā iekārta Latvijā (uzstādītājs un projektētājs – SIA "Ecosol").

Teorētiski un praktiski šādas iekārtas izmantojamas gan autonomi (vietās, kur nav centralizētās elektroapgādes), gan arī tur, kur centralizētā elektroapgāde pieejama (piemēram, kā avārijas atslēgšanās kompensēšanas sistēmu).

Līdzīgi kā termosolārās iekārtas, arī saules fotoelektriskā sistēmas salāgojamas un darbināmas paralēli ar citiem elektroenerģijas lokālās ģenerācijas avotiem – piemēram, nelielas jaudas vēja ģeneratoriem.

Tomēr šāda tipa kombinēto sistēmu attīstība Latvijā vēl ir nākotnes jautājums, kurā būtiska loma ir ne tikai tehnoloģiju progresam, iedzīvotāju ieinteresētībai izmantot brīvi pieejamu, ekoloģiski tīru un salīdzinoši lētu enerģiju, bet arī šo tehnoloģiju izmantošanas finansu atbalsta mehānismu izstrādei un pakāpeniskai ieviešanai.

Foto: "Kombinējam sauli": meklējot racionālāko un optimālāko saules sistēmu pielietojumu Latvijas apstākļos; autors: "Kombinējam sauli": meklējot racionālāko un optimālāko saules sistēmu pielietojumu Latvijas apstākļos