léto
zima
VRT 100BATFVH2

Systém 1 - Zelená budova

Spotřeba elektřiny a tepla pro budovu výzkumného centra RINGEN v Litoměřicích bude plně zajišťována z obnovitelných zdrojů Systému 1. Pro tuto budovu bude vybudován systém sestávající z fotovoltaických panelů (FV) a bateriového úložiště (BAT), tepelného čerpadla (TČ) země-voda pro vytápění a chlazení v kombinaci s mělkým podzemním úložištěm tepla a chladu. Podzemní úložiště se bude skládat ze čtyř 100 m hlubokých vrtů provozovaných na teplotní úrovni 5 - 15 °C. Součástí Systému 1 bude i palivový článek (PČ), využívající vodík z tlakového akumulátoru k zimní produkci tepla a elektřiny, kdy fotovoltaické panely nebudou dodávat dostatek elektřiny. Tím dojde k propojení Systému 1 se Systémem 2, jehož hlavním účelem je výroba zeleného vodíku.

  • Fotovoltaický panel FV
  • Bateriové úložiště BAT
  • Tepelné čerpadlo - země/voda
  • Palivový článek
  • Pole mělkých vrtů do hloubky 100 m VRT 100
  • Tlaková akumulační centrála H2

Fotovoltaický panel FV přeměňuje sluneční záření na elektrickou energii. Jeho základním funkčním prvkem je fotovoltaický článek. Proud je úměrný ploše článku, jeho účinnosti a intenzitě slunečního záření. U konkrétního článku závisí částečně na spektru dopadajícího slunečního záření, které se v průběhu dne a roku mění. Fotovoltaický panel je obvykle složen z většího počtu článků zapojených v sérii. Fotovoltaické panely běžně dostupné na trhu lze rozdělit na krystalické a tenkovrstvé.

Bateriové úložiště BAT je systém, který umožňuje ukládat přebytečnou elektrickou energii pro pozdější použití. Tato energie pak může být použita v době, kdy elektrická energie k dispozici není, nebo má významně vyšší cenu. Existují různé typy baterií, nejčastěji se dnes používá technologie LiFePO4.

Tepelné čerpadlo země/voda odnímá teplo ze země a převádí ho na vyšší teplotní hladinu použitelnou pro vytápění a přípravu teplé vody. Převod tepla na vyšší teplotní hladinu je možný díky stlačení par pracovní látky (chladiva) nasávané z výparníku kompresorem, při kterém dojde k jejich zahřátí a následně kondenzaci při využitelné teplotě. Jde o využití stejného mechanismu, jaký využívá kompresorová lednička.

Palivový článek je elektrochemické zařízení, které přeměňuje chemickou energii vodíku na elektrickou a tepelnou energii. Základním prvkem palivového článku jsou dvě elektrody oddělené membránou nebo elektrolytem. K záporné elektrodě je přiváděn vodík, ke kladné elektrodě pak kyslík.

Pole mělkých vrtů do hloubky 100 m VRT 100 využívá teploty kolem 12°C především pro zajištění energetické soběstačnosti budovy. V tomto vrtném poli nebude docházet k mezisezónnímu uchovávání tepelné energie, ale hlavně k využití podzemí obdobným způsobem jako u klasických systémů země-voda. Tyto vrty zastihnou zvodnělé druhohorní sedimentární horniny uložené v moři svrchní křídy, zejména pískovce a slínovce. Pokud bude podzemní voda v této hloubce proudit dostatečnou rychlostí, budou vrty obzvláště efektivní v letním období pro chlazení budovy.

Tlakové úložiště vodíku H2 slouží pro jeho sezónní akumulaci. Používá se speciálních tlakových nádob, které mohou být konstruovány na různé tlaky. Stlačování vodíku se realizováno kompresorem.

Operační program Výzkum, vývoj a inovace
Operační program Výzkum, vývoj a inovace
Projekt SYNERGYS - systémy pro energetickou synergii byl podpořen z Operačního programu Spravedlivá transformace 2021 - 2027 pod reg. číslem CZ.10.02.01/00/22_002/0000172 v rámci výzvy 10_22_002 Ministerstva životního prostředí.