Pēteris Šipkovs: saules enerģija nav jāceļ uz pjedestāla vai jānopeļ – tā ir jāsaprot un racionāli jāizmanto
Dr.habil.sc.ing. Pēteris Šipkovs, Fizikālās enerģētikas institūta Enerģijas resursu laboratorijas vadītājs, 2008. gadā saņēmis Latvijas Zinātņu akadēmijas, AS "Latvijas Gāze" un Latvijas Izglītības fonda zelta medaļu par izcilu ieguldījumu atjaunojamās enerģijas resursu izmantošanas izpētē Latvijā (darbu kopa: "Energoresursu racionālas izmantošanas pētījumi Latvijā").
Dr.habil.sc.ing. Pēteris Šipkovs, Fizikālās enerģētikas institūta Enerģijas resursu laboratorijas vadītājs, 2008. gadā saņēmis Latvijas Zinātņu akadēmijas, AS "Latvijas Gāze" un Latvijas Izglītības fonda zelta medaļu par izcilu ieguldījumu atjaunojamās enerģijas resursu izmantošanas izpētē Latvijā (darbu kopa: "Energoresursu racionālas izmantošanas pētījumi Latvijā").
Viņa vadībā Fizikālās enerģētikas institūtā tiek veidots saules kolektoru un saules fotoelektrisko iekārtu testēšanas centrs (tiks atklāts šī gada vasaras beigās), kas liks pamatus saules enerģijas iekārtu praktiskās izmantošanas efektivitātes sistēmpētījumiem mūsu valstī.
Kādu jautājumu visbiežāk uzdod cilvēki, kuri interesējas par saules enerģijas izmantošanu?
Ir viens konkrēts jautājums, kuru dzirdu daudz biežāk par citiem – vai es varu ar saules kolektoriem apkurināt māju? Uz šo jautājumu mūsu platuma grādos ir tikai viena vienīga atbilde – protams, Jūs to nevarat izdarīt.
Saules kolektors nav apkures iekārta – tā ir karstā ūdens sagatavošanas iekārta vai apkures iekārtas atbalsta elements, kas pats par sevi ēkas siltuma slodzes patēriņu nosegt nevar. Diemžēl Latvijā tas nav iespējams.
Karstā ūdens sagatavošanai saules kolektora iekārta ir pielietojama apmēram 6-7 mēnešus gadā – no marta vai aprīļa līdz oktobrim. Aukstajā sezonā kolektoru produktivitāte būtiski samazinās – it sevišķi, ja gandrīz katru dienu ir ļoti apmācies laiks.
Tā, protams, var uzlaboties, ja ziemā ir daudz saulainu dienu, tomēr arī tādā gadījumā gada bilancē šim pienesumam nebūs būtiska loma..
Cilvēkiem to būtu jāsaprot jau tad, kad viņi griežas pie speciālistiem zinātniskās iestādēs vai firmās, kas nodarbojas ar saules kolektoru tirdzniecību un uzstādīšanu, un jautā par saules enerģijas sistēmu izveidi, uzstādīšanu un izmaksām.
Daudzi cilvēki vēršas pie mums pēc padoma, interesējas, maldīgi domājot, ka saules tehnoloģijas neko nemaksā, vai ka tās ir ļoti lētas un ļoti efektīvas.
Neviens no šiem pieņēmumiem pagaidām nav patiess.
Saules enerģijas izmantošana vēl ir salīdzinoši dārga, un paredzams, ka tikai nākotnē, tehnoloģijām attīstoties, arī izmaksas varētu krasi samazināties.
Arī fotoelektriskās iekārtas, jeb saules baterijas elektroenerģijas ražošanai vēl ir salīdzinoši dārgas.
Jā, protams, saules bateriju izmantošana ir dārgāka kā saules kolektoru sistēmu uzstādīšana un ekspluatācija.
Fotoelektriskās iekārtas ražo elektroenerģiju, un, tātad, ir tehniski komplicētākas.
Un arī izmaksu ziņā tās ir dārgākas.
Saules bateriju izmantošana ir racionāla un pamatota dažādās autonomās sistēmās, tomēr tādus jaudu nosegumus, kādi nepieciešami, piemēram, vidēji lielai vai lielai dzīvojamai mājai – ap 20 kW, mēs Latvijā varam panākt tikai ar milzīgiem kapitālieguldījumiem. Pat gadījumā, ja no šiem 20kW atrēķinām siltuma slodzi (ap 10-14kW, ko nodrošina apkures katls).
Lūk, vienkāršs piemērs: lai būtu saprotams, cik liela elektroenerģijas atdeve šobrīd ir fotoelektriskajām iekārtām.
Viens m2 saules bateriju noklājuma pīķa jaudā dod 100W enerģijas – taču reāli no šiem 100 W var tikt izmantoti apmēram 30-50 W.
Savukārt, naudas izteiksmē katrs saules bateriju kvadrātmetrs (ja izmantojam kvalitatīvus – Japānā vai Rietumeiropā ražotus saules paneļus) izmaksā ap Ls 450-500.
Tālākie aprēķini ir gaužām vienkārši: ja patērētājs vēlas uzstādīt 1 kW summārās jaudas saules baterijas, viņam nāksies atvēlēt vietu 10 saules paneļiem un samaksāt par tiem 4500- 5000 latu. Pie tam, garantētā šādas sistēmas jaudas atdeve būs apmēram 300-500W.
Lai iegūtu 10kW pīķa jaudu un, attiecīgi, 3000-5000W izmantojamās elektroenerģijas, ar saules baterijām nāksies nosegt 100m2, un sistēmā būtu jāiegulda ļoti liela nauda.
Es pilnībā saprotu, ka daudzu potenciālo saules enerģijas izmantošanas interesentu entuziasms noplok, kad viņi uzzina, cik patiesībā šīs "zaļās enerģijas" sistēmas maksā. Iekārtu izmaksas un salīdzinoši zemais lietderības koeficients - tās pagaidām ir divas galvenās problēmas, ar kurām jārēķinās, apsverot saules enerģijas izmantošanu ēkas elektroenerģijas apgādes risinājumā.
Izmaksas patiešām ir lielas, tās liek daudz ko pārdomāt. Bet vai šobrīd ir iespējams saņemt jebkāda veida finansiālu atbalstu (dotāciju vai līdzfinansējuma veidā), uz pašpatēriņu vērstu, fotoelektrisko iekārtu uzstādīšanai un izmantošanai?
Pie mums šādu atbalsta mehānismu pagaidām nav, un domāju, ka tuvākajā laikā tādi arī netiks izveidoti. Vismaz attiecībā uz saules enerģijas izmantošanu elektroenerģijas ražošanai.
Pretēja situācija ir daudzās Eiropas valstīs – ne tikai "superzaļajā" Dānijā vai Vācijā. Daudzviet Eiropas Savienībā, cilvēkam mājās izmantojot jebkuru no atjaunojamo energoresursu veidiem, iespējams saņemt atbalsta dotācijas nepieciešamo iekārtu pirkšanai un uzstādīšanai, kā arī atlaides mājas energobilancē izmantotā fosilā kurināmā iegādei. Ir taču ļoti patīkami, ja par mājas apkurei patērēto dabasgāzi vai koksnes granulām jāmaksā tikai 75% no reālās patērēto energoresursu cenas.
Ar cik lielām izmaksām jārēķinās, izvēloties tehniski daudz vienkāršāko un ikdienas patērētājam saprotamāko saules kolektoru iekārtu?
Vidēja lieluma privātmājas karstā ūdens apgādei un apkures sistēmas atbalstam pilnībā pietiktu ar 5-6 m2 saules kolektora noklājuma, kas vidēji izmaksā ap 2000-3000 latu. Obligāti jāņem vērā arī uzstādīšanas izmaksas, kas svārstās amplitūdā no 500-100 latiem.
Saules kolektora sistēmu var uzstādīt divējādi – gan savienojot ar esošo apkures sistēmu, gan izmantojot pilnīgi autonomi.
Ja sistēma tiek uzstādīta autonomi, tajā ietilps pats kolektors, akumulācijas tvertne un santehniskās iekārtas automātika.
Tomēr, lielāka ekspluatācijas efektivitāte noteikti ir kombinētajiem risinājumiem – un nav būtiski, vai saules kolektoru kombinē ar gāzes apkures katlu, koksnes biomasas katlu vai, piemēram, siltumsūkni.
Saules kolektors savu funkciju vienlīdz labi veiks visās kombinācijās.
Boilerā iespējams ielikt siltummaini gan no kurināmā katla, gan kolektora, gan elektriskā sildītāja, un rezultātā boilers tiek izmantots ļoti racionāli – kombinētā režīmā.
Ziemā, kad to silda pamata apkures sistēma, saules kolektors "atpūšanas", un otrādi – vasarā strādā kolektors, un apkures sistēma netiek izmantota.
Manuprāt, šāds risinājums tiešām ir racionāli pamatots un derīgs arī Latvijas situācijai.
Kāds parasti ir saules kolektora sagatavotā karstā ūdens procentuālais īpatsvars ēkas kopējā karstā ūdens patēriņa gada bilancē?
Parasti gada bilancē saules kolektora sagatavotais siltais ūdens sastāda ap 50-60%, un tas ir diezgan daudz. Vēl vairāk – kurināmā ietaupījums uz šo 60% rēķina ir visai jūtams – tie ir 30kg nosacītā kurināmā uz vienu saules kolektora kvadrātmetru gadā.
Kurš saules kolektoru veids izmantošanā šobrīd ir visefektīvākais?
Šobrīd visefektīvākais varētu būt inovatīvais produkts – tā dēvētais vakuuma tipa saules kolektors.
Vakuuma tipa saules kolektori, tātad, izmatošanā ir daudz efektīvāki par plakanajiem kolektoriem?
Jā, šī veida saules kolektori ekspluatācijā tiešām ir ļoti efektīvi, tomēr arī to izmaksas pagaidām ir augstas – tie maksā apmēram 2-2,5 reizes dārgāk kā klasiskie plakanie kolektori.
Vakuuma kolektoram arī ir jāparedz papildus drošība – tas nav tik izturīgs kā plakanie kolektori, un tā virsmu ir praktiski neaizsargāta pret mehāniskiem bojājumiem.
Lai nodrošinātu kolektora drošību, tam nepieciešams veidot īpašas rūdītā stikla aizsargbarjeras vai aizsargsietus.
Vācijā pirms dažiem gadiem tika aktualizēts jautājums par vakuuma saules kolektoru stikla cauruļu plīšanu, bet pie mums tas pagaidām nav aktuāli, jo šāda veida saules kolektoru – kā arī saules kolektoru vispār, mūsu valstī nav sevišķi daudz.
Vakuuma tipa saules kolektora caurules ir kustīgas – tās iespējams "grozīt līdzi saulei"?
Principā, jā. Vakuuma tika saules kolektora caurules tiešām veidotas tā, ka tās iespējams "pielāgot saulei". Plakanie kolektori tam nav piemēroti – tie atrodas uz jumta vai citas plaknes nostiprināti nemainīgā pozīcijā un leņķī.
Tomēr, "saules sekošanu" vakuuma kolektoru gadījumā nav iespējams nodrošināt automātiski – proti, salāgojot saules kolektoru ar īpašu saules radiācijas monitoringa un sekošanas iekārtu.
Eksperimentālā kārtā šādi izmēģinājumi gan ir veikti – arī automātiskā saules sekošanas sistēma darbojas, tomēr šādas sistēmas tirgus cena ir nesamērīgi augsta.
Piemēram, pati saules sekošanas ierīce vien izmaksā ap 20 000 eiro.
Šāda iekārta tiks uzstādīta Fizikālās Enerģētikas institūta saules enerģijas iekārtu izpētes centrā, jo tā nepieciešama zinātniskiem un praktiski eksperimentāliem mērķiem.
Mēs – energoresursu laboratorija, vēlamies uzsākt darbu pie sistemātisku saules radiācijas intensitātes datu apkopšanas un analīzes Latvijā, jo šādas informācijas mums ļoti trūkst. Pagaidām mēs pilnīgi droši nevaram pateikt, cik īsti saules radiācijas gada laikā mēs saņemam un cik enerģijas mēs varam iegūt no saules kolektoriem vai saules baterijām Latvijā – aptuvenās aplēses droši vien ir tuvas patiesībai, tomēr tās nepieciešams pārbaudīt.
Turpinājums sekos.
Lasiet par saules kolektoriem un fotoelektriskajām iekārtām, kas uzstādītas Fizikālās Enerģētikas institūtā.
Viņa vadībā Fizikālās enerģētikas institūtā tiek veidots saules kolektoru un saules fotoelektrisko iekārtu testēšanas centrs (tiks atklāts šī gada vasaras beigās), kas liks pamatus saules enerģijas iekārtu praktiskās izmantošanas efektivitātes sistēmpētījumiem mūsu valstī.
Kādu jautājumu visbiežāk uzdod cilvēki, kuri interesējas par saules enerģijas izmantošanu?
Ir viens konkrēts jautājums, kuru dzirdu daudz biežāk par citiem – vai es varu ar saules kolektoriem apkurināt māju? Uz šo jautājumu mūsu platuma grādos ir tikai viena vienīga atbilde – protams, Jūs to nevarat izdarīt.
Saules kolektors nav apkures iekārta – tā ir karstā ūdens sagatavošanas iekārta vai apkures iekārtas atbalsta elements, kas pats par sevi ēkas siltuma slodzes patēriņu nosegt nevar. Diemžēl Latvijā tas nav iespējams.
Karstā ūdens sagatavošanai saules kolektora iekārta ir pielietojama apmēram 6-7 mēnešus gadā – no marta vai aprīļa līdz oktobrim. Aukstajā sezonā kolektoru produktivitāte būtiski samazinās – it sevišķi, ja gandrīz katru dienu ir ļoti apmācies laiks.
Tā, protams, var uzlaboties, ja ziemā ir daudz saulainu dienu, tomēr arī tādā gadījumā gada bilancē šim pienesumam nebūs būtiska loma..
Cilvēkiem to būtu jāsaprot jau tad, kad viņi griežas pie speciālistiem zinātniskās iestādēs vai firmās, kas nodarbojas ar saules kolektoru tirdzniecību un uzstādīšanu, un jautā par saules enerģijas sistēmu izveidi, uzstādīšanu un izmaksām.
Daudzi cilvēki vēršas pie mums pēc padoma, interesējas, maldīgi domājot, ka saules tehnoloģijas neko nemaksā, vai ka tās ir ļoti lētas un ļoti efektīvas.
Neviens no šiem pieņēmumiem pagaidām nav patiess.
Saules enerģijas izmantošana vēl ir salīdzinoši dārga, un paredzams, ka tikai nākotnē, tehnoloģijām attīstoties, arī izmaksas varētu krasi samazināties.
Foto: Pēteris Šipkovs: saules enerģija nav jāceļ uz pjedestāla vai jānopeļ – tā ir jāsaprot un racionāli jāizmanto; autors: Pēteris Šipkovs: saules enerģija nav jāceļ uz pjedestāla vai jānopeļ – tā ir jāsaprot un racionāli jāizmanto
Arī fotoelektriskās iekārtas, jeb saules baterijas elektroenerģijas ražošanai vēl ir salīdzinoši dārgas.
Jā, protams, saules bateriju izmantošana ir dārgāka kā saules kolektoru sistēmu uzstādīšana un ekspluatācija.
Fotoelektriskās iekārtas ražo elektroenerģiju, un, tātad, ir tehniski komplicētākas.
Un arī izmaksu ziņā tās ir dārgākas.
Saules bateriju izmantošana ir racionāla un pamatota dažādās autonomās sistēmās, tomēr tādus jaudu nosegumus, kādi nepieciešami, piemēram, vidēji lielai vai lielai dzīvojamai mājai – ap 20 kW, mēs Latvijā varam panākt tikai ar milzīgiem kapitālieguldījumiem. Pat gadījumā, ja no šiem 20kW atrēķinām siltuma slodzi (ap 10-14kW, ko nodrošina apkures katls).
Lūk, vienkāršs piemērs: lai būtu saprotams, cik liela elektroenerģijas atdeve šobrīd ir fotoelektriskajām iekārtām.
Viens m2 saules bateriju noklājuma pīķa jaudā dod 100W enerģijas – taču reāli no šiem 100 W var tikt izmantoti apmēram 30-50 W.
Savukārt, naudas izteiksmē katrs saules bateriju kvadrātmetrs (ja izmantojam kvalitatīvus – Japānā vai Rietumeiropā ražotus saules paneļus) izmaksā ap Ls 450-500.
Tālākie aprēķini ir gaužām vienkārši: ja patērētājs vēlas uzstādīt 1 kW summārās jaudas saules baterijas, viņam nāksies atvēlēt vietu 10 saules paneļiem un samaksāt par tiem 4500- 5000 latu. Pie tam, garantētā šādas sistēmas jaudas atdeve būs apmēram 300-500W.
Lai iegūtu 10kW pīķa jaudu un, attiecīgi, 3000-5000W izmantojamās elektroenerģijas, ar saules baterijām nāksies nosegt 100m2, un sistēmā būtu jāiegulda ļoti liela nauda.
Es pilnībā saprotu, ka daudzu potenciālo saules enerģijas izmantošanas interesentu entuziasms noplok, kad viņi uzzina, cik patiesībā šīs "zaļās enerģijas" sistēmas maksā. Iekārtu izmaksas un salīdzinoši zemais lietderības koeficients - tās pagaidām ir divas galvenās problēmas, ar kurām jārēķinās, apsverot saules enerģijas izmantošanu ēkas elektroenerģijas apgādes risinājumā.
Izmaksas patiešām ir lielas, tās liek daudz ko pārdomāt. Bet vai šobrīd ir iespējams saņemt jebkāda veida finansiālu atbalstu (dotāciju vai līdzfinansējuma veidā), uz pašpatēriņu vērstu, fotoelektrisko iekārtu uzstādīšanai un izmantošanai?
Pie mums šādu atbalsta mehānismu pagaidām nav, un domāju, ka tuvākajā laikā tādi arī netiks izveidoti. Vismaz attiecībā uz saules enerģijas izmantošanu elektroenerģijas ražošanai.
Pretēja situācija ir daudzās Eiropas valstīs – ne tikai "superzaļajā" Dānijā vai Vācijā. Daudzviet Eiropas Savienībā, cilvēkam mājās izmantojot jebkuru no atjaunojamo energoresursu veidiem, iespējams saņemt atbalsta dotācijas nepieciešamo iekārtu pirkšanai un uzstādīšanai, kā arī atlaides mājas energobilancē izmantotā fosilā kurināmā iegādei. Ir taču ļoti patīkami, ja par mājas apkurei patērēto dabasgāzi vai koksnes granulām jāmaksā tikai 75% no reālās patērēto energoresursu cenas.
Ar cik lielām izmaksām jārēķinās, izvēloties tehniski daudz vienkāršāko un ikdienas patērētājam saprotamāko saules kolektoru iekārtu?
Vidēja lieluma privātmājas karstā ūdens apgādei un apkures sistēmas atbalstam pilnībā pietiktu ar 5-6 m2 saules kolektora noklājuma, kas vidēji izmaksā ap 2000-3000 latu. Obligāti jāņem vērā arī uzstādīšanas izmaksas, kas svārstās amplitūdā no 500-100 latiem.
Saules kolektora sistēmu var uzstādīt divējādi – gan savienojot ar esošo apkures sistēmu, gan izmantojot pilnīgi autonomi.
Ja sistēma tiek uzstādīta autonomi, tajā ietilps pats kolektors, akumulācijas tvertne un santehniskās iekārtas automātika.
Tomēr, lielāka ekspluatācijas efektivitāte noteikti ir kombinētajiem risinājumiem – un nav būtiski, vai saules kolektoru kombinē ar gāzes apkures katlu, koksnes biomasas katlu vai, piemēram, siltumsūkni.
Saules kolektors savu funkciju vienlīdz labi veiks visās kombinācijās.
Boilerā iespējams ielikt siltummaini gan no kurināmā katla, gan kolektora, gan elektriskā sildītāja, un rezultātā boilers tiek izmantots ļoti racionāli – kombinētā režīmā.
Ziemā, kad to silda pamata apkures sistēma, saules kolektors "atpūšanas", un otrādi – vasarā strādā kolektors, un apkures sistēma netiek izmantota.
Manuprāt, šāds risinājums tiešām ir racionāli pamatots un derīgs arī Latvijas situācijai.
Kāds parasti ir saules kolektora sagatavotā karstā ūdens procentuālais īpatsvars ēkas kopējā karstā ūdens patēriņa gada bilancē?
Parasti gada bilancē saules kolektora sagatavotais siltais ūdens sastāda ap 50-60%, un tas ir diezgan daudz. Vēl vairāk – kurināmā ietaupījums uz šo 60% rēķina ir visai jūtams – tie ir 30kg nosacītā kurināmā uz vienu saules kolektora kvadrātmetru gadā.
Kurš saules kolektoru veids izmantošanā šobrīd ir visefektīvākais?
Šobrīd visefektīvākais varētu būt inovatīvais produkts – tā dēvētais vakuuma tipa saules kolektors.
Vakuuma tipa saules kolektori, tātad, izmatošanā ir daudz efektīvāki par plakanajiem kolektoriem?
Jā, šī veida saules kolektori ekspluatācijā tiešām ir ļoti efektīvi, tomēr arī to izmaksas pagaidām ir augstas – tie maksā apmēram 2-2,5 reizes dārgāk kā klasiskie plakanie kolektori.
Vakuuma kolektoram arī ir jāparedz papildus drošība – tas nav tik izturīgs kā plakanie kolektori, un tā virsmu ir praktiski neaizsargāta pret mehāniskiem bojājumiem.
Lai nodrošinātu kolektora drošību, tam nepieciešams veidot īpašas rūdītā stikla aizsargbarjeras vai aizsargsietus.
Vācijā pirms dažiem gadiem tika aktualizēts jautājums par vakuuma saules kolektoru stikla cauruļu plīšanu, bet pie mums tas pagaidām nav aktuāli, jo šāda veida saules kolektoru – kā arī saules kolektoru vispār, mūsu valstī nav sevišķi daudz.
Vakuuma tipa saules kolektora caurules ir kustīgas – tās iespējams "grozīt līdzi saulei"?
Principā, jā. Vakuuma tika saules kolektora caurules tiešām veidotas tā, ka tās iespējams "pielāgot saulei". Plakanie kolektori tam nav piemēroti – tie atrodas uz jumta vai citas plaknes nostiprināti nemainīgā pozīcijā un leņķī.
Tomēr, "saules sekošanu" vakuuma kolektoru gadījumā nav iespējams nodrošināt automātiski – proti, salāgojot saules kolektoru ar īpašu saules radiācijas monitoringa un sekošanas iekārtu.
Eksperimentālā kārtā šādi izmēģinājumi gan ir veikti – arī automātiskā saules sekošanas sistēma darbojas, tomēr šādas sistēmas tirgus cena ir nesamērīgi augsta.
Piemēram, pati saules sekošanas ierīce vien izmaksā ap 20 000 eiro.
Šāda iekārta tiks uzstādīta Fizikālās Enerģētikas institūta saules enerģijas iekārtu izpētes centrā, jo tā nepieciešama zinātniskiem un praktiski eksperimentāliem mērķiem.
Mēs – energoresursu laboratorija, vēlamies uzsākt darbu pie sistemātisku saules radiācijas intensitātes datu apkopšanas un analīzes Latvijā, jo šādas informācijas mums ļoti trūkst. Pagaidām mēs pilnīgi droši nevaram pateikt, cik īsti saules radiācijas gada laikā mēs saņemam un cik enerģijas mēs varam iegūt no saules kolektoriem vai saules baterijām Latvijā – aptuvenās aplēses droši vien ir tuvas patiesībai, tomēr tās nepieciešams pārbaudīt.
Turpinājums sekos.
Lasiet par saules kolektoriem un fotoelektriskajām iekārtām, kas uzstādītas Fizikālās Enerģētikas institūtā.