Niemal od samego początku obecności systemów solarnych na polskim rynku pojawiało się pytanie, czy są one jedynie efektownym gadżetem dla „ekologicznych zapaleńców”, czy też pozwalają osiągnąć realne oszczędności, odczuwalne w portfelach ich użytkowników. Początki nie były łatwe, ponieważ parytet cen kolektorów do cen czynników energetycznych na przełomie wieków czynił je efektowną zabawką dla zamożnych. Dynamiczne zmiany cen samych systemów solarnych, jak i czynników energetycznych całkowicie odwróciły tę sytuację, co znajduje odzwierciedlenie w dynamicznym wzroście zainteresowania systemami solarnymi w naszym kraju.
Ile słońca?
Bez wątpienia i wbrew sceptycznym opiniom w Polsce użytkownicy instalacji solarnych dysponują wystarczającą ilość promieniowania słonecznego. Dla Polski potencjalne sumy roczne promieniowania całkowitego wynoszą od 833 kWh/m2 na obszarach północnych do 1.199 kWh/m2 na obszarach południowych. Kolektory słoneczne pracują najefektywniej od początku marca do końca września, ponieważ jest to okres największego nasłonecznienia. W lutym i październiku parametry pracy kolektorów są zadowalające. Najmniejsza wydajność przypada na okres zimowy (listopad, grudzień, styczeń). W tych miesiącach Słońce operuje nisko i krótko, co powoduje, że woda ogrzewana za pomocą kolektorów wymaga dodatkowego dogrzania w tradycyjny sposób. Co więcej, klimat w Polsce zaczyna się powoli zmieniać i to w sposób bardzo korzystny dla całej „energetyki solarnej”. I nie chodzi tu tylko o coraz bardziej upalne lata, ale o zdecydowanie cieplejsze wiosny, co szczególnie korzystnie wpływa na średnioroczne uzyski energii. W jaki więc sposób nasłonecznienie przekłada się na uzyski energii, a co za tym idzie na ekonomiczność całego przedsięwzięcia?
WYŻSZE UZYSKI ENERGII
Jednym ze sposobów na podniesienie efektywności instalacji solarnej (w horyzoncie kilku-kilkunastu lat) jest zastosowanie kolektorów z wysokoselektywną powłoką TiNOX. Została ona opracowana i opatentowana na początku lat 90. ubiegłego wieku przez firmę TiNOX GmbH z Monachium. Warstwa powłoki jest nakładana próżniowo na miedź składa się z tytanu i tlenków azotu (Titan-Nitrid-Oxid). Nowsze odmiany absorberów z powłokami typu TiNOX są dodatkowo modyfikowane przez dodanie związków krzemu. W takim przypadku grubość powłoki kwarcowej wynosi 0,00009 mm, zaś powłoki TiNOX – 0,00006 mm. Współczynnik emisji (odbicia) absorbera z powłoką TiNOX wynosi jedynie 5%, zaś współczynnik absorpcji zdecydowanie przekracza 90%. Dzięki jego zastosowaniu osiąga się wyższe uzyski energii; ocenia się, że mogą być one nawet o 15% większe od uzysków generowanych przez absorbery pokryte czarnych chromem. Wynik ten jest osiągany głównie dzieli lepszemu rozproszonego promieniowania o małym natężeniu.
Jednym ze sposobów na podniesienie efektywności instalacji solarnej (w horyzoncie kilku-kilkunastu lat) jest zastosowanie kolektorów z wysokoselektywną powłoką TiNOX. Została ona opracowana i opatentowana na początku lat 90. ubiegłego wieku przez firmę TiNOX GmbH z Monachium. Warstwa powłoki jest nakładana próżniowo na miedź składa się z tytanu i tlenków azotu (Titan-Nitrid-Oxid). Nowsze odmiany absorberów z powłokami typu TiNOX są dodatkowo modyfikowane przez dodanie związków krzemu. W takim przypadku grubość powłoki kwarcowej wynosi 0,00009 mm, zaś powłoki TiNOX – 0,00006 mm. Współczynnik emisji (odbicia) absorbera z powłoką TiNOX wynosi jedynie 5%, zaś współczynnik absorpcji zdecydowanie przekracza 90%. Dzięki jego zastosowaniu osiąga się wyższe uzyski energii; ocenia się, że mogą być one nawet o 15% większe od uzysków generowanych przez absorbery pokryte czarnych chromem. Wynik ten jest osiągany głównie dzieli lepszemu rozproszonego promieniowania o małym natężeniu.
Liczby nie kłamią
Weryfikację marketingowych sloganów producentów systemów solarnych sprawdzić można w jeden tylko sposób, tzn. empirycznie. Próby takie bez żadnych wątpliwości pozwalają stwierdzić jakie są rzeczywiste uzyski energii, oraz jak duże są generowane przez nie oszczędności. Niezależne, prowadzone przez szereg lat z rzędu badania nad systemami solarnymi działającymi w polskich warunkach to rzadkość. Jedno z dokładniejszych, miarodajnych badań nad opłacalnością kolektorów słonecznych pod podgrzewania c.w.u przeprowadzili w latach 2001-2006 pracownicy Katedry Budownictwa i Infrastruktury Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Instalację solarną opartą o płaskie kolektory (pow. 5 m2) jednego z niemieckich producentów zamontowano na domu mieszkalnym zlokalizowanym we Wrocławiu (południowa połać dachu, 42º nachylenia względem połaci terenu, budynek obrócony o 11,5º względem osi N-S). W tym jednym z najbardziej nasłonecznionych regionów kraju osiągnięto średnie uzyski energii na poziomie 9,419 GJ.
Wnioski – Kiedy warto?
Główna, wypływająca z analizy kosztów eksperymentu, konstatacja była taka, że instalację solarną warto zamontować wówczas, gdy w danej instalacji do podgrzewania wody użytkowej wykorzystywane są konwencjonalne nośniki energii, takie jak energia elektryczna, gaz płynny (propan) i olej opałowy (założono żywotność instalacji solarnej na poziomie 25 lat). Jak widać, energia solarna pozornie przegrywa z gazem ziemnym i węglem, jednak na wyniki tych badać (przeprowadzonych skądinąd bardzo skrupulatnie) należy spojrzeć z innej strony.
Rynek urządzeń grzewczych i czynników energetycznych zmienia się praktycznie z roku na rok, co każe spojrzeć z dzisiejszej perspektywy na wyniki tych (skądinąd przeprowadzonych bardzo rzetelnie) badań. Po pierwsze od początku bieżącej dekady zdecydowanie spadły ceny tak samych kolektorów, jak i całych zestawów. We wrocławskim eksperymencie zastosowano stosunkowo prosty zestaw, którego cena wyniosła 14.800 zł (stan na listopad 2006 roku), czyli stosunkowo dużo, jak na dzisiejsze realia. Dynamiczne upowszechnienie technologii solarnej zaowocowało zauważalnym spadkiem cen gotowych zestawów, kompletowanych przez producentów i importerów kolektorów. Dwukolektorowy zestaw o sumarycznej powierzchni absorbera (w przypadku modeli płaskich) wystarcza na „obsłużenie” klasycznej, czteroosobowej rodziny. Obecnie zestaw solarny o zadowalającej jakości, trwałości i akceptowalnych z ekonomicznego punktu widzenia uzyskach energii cieplnej można nabyć już za od ok. 6.100 zł (zastosowano 2 kolektory Hewalex KS2000 SP) lub od ok. 7.500 zł (2 kolektory Buderus Funke KS 2000TLP). Oznacza to, że nabywając takie zestawy zwrot nakładów na inwestycje można nawet dwukrotnie (i więcej) przyspieszyć, co czyni energię słoneczną konkurencyjną względem gazu ziemnego, i to nawet przy jego cenach sprzed półtora roku.
RURA RURZE NIERÓWNA
Gros dostępnych na rynku kolektorów próżniowych działa na tej same j zasadzie – wynalezionego przez Jamesa Dewara termosu, gdzie rolę izolatora pomiędzy podwójnymi rurami ze szkła borokrzemowego pełni próżnia. Wybrani producenci oferują autorskie rozwiązania, które swym zaawansowaniem technicznym dalece odbiegają od standardowych propozycji. Przykładem jest kolektor Vitosol 300, firmy Viessmann, działający na zasadzie rurki ciepła (heatpipe). Taki układ zapewnia dużą ochronę przed przegrzaniem glikolu przy zmniejszonym odbiorze ciepła. Para wodna odbierająca ciepło z absorberów oddaje je poprzez suche połączenie do glikolu płynącego w miedzianym wymienniku dwururowym DuoTec, odparowując już przy temperaturze poniżej 30ºC (na skutek działania podciśnienia w rurce miedzianej). Nowoczesność ma jednak swa cenę – kolektory Vitosol 300 są zdecydowanie droższe od reszty „standardowych” modeli dostępnych na rynku.
Gros dostępnych na rynku kolektorów próżniowych działa na tej same j zasadzie – wynalezionego przez Jamesa Dewara termosu, gdzie rolę izolatora pomiędzy podwójnymi rurami ze szkła borokrzemowego pełni próżnia. Wybrani producenci oferują autorskie rozwiązania, które swym zaawansowaniem technicznym dalece odbiegają od standardowych propozycji. Przykładem jest kolektor Vitosol 300, firmy Viessmann, działający na zasadzie rurki ciepła (heatpipe). Taki układ zapewnia dużą ochronę przed przegrzaniem glikolu przy zmniejszonym odbiorze ciepła. Para wodna odbierająca ciepło z absorberów oddaje je poprzez suche połączenie do glikolu płynącego w miedzianym wymienniku dwururowym DuoTec, odparowując już przy temperaturze poniżej 30ºC (na skutek działania podciśnienia w rurce miedzianej). Nowoczesność ma jednak swa cenę – kolektory Vitosol 300 są zdecydowanie droższe od reszty „standardowych” modeli dostępnych na rynku.
Ceny energii w górę
I wreszcie rzecz najważniejsza, czyli ceny czynników energetycznych, a raczej ich dynamika. Te w przypadku tak Polski, jak i całego świata nieustannie rosną i praktycznie nic nie wskazuje na to, by tendencja ta miała się zmienić. Ceny energii elektrycznej w Polsce, które pierwotnie miały doganiać średnie ceny w UE, osiągnęły ten poziom w niespełna 2 miesiące. Podobnie jest z cenami gazu, które tylko w bieżącym miesiącu mają wzrosnąć o niemal 30%. Każda z tych podwyżek powoduje jeszcze szersze „rozwarcie nożyc” parytetu pomiędzy oszczędnościami energii, a kosztem zakupu instalacji solarnej na korzyść tej ostatniej. Łącznie ujęte czynniki te sprawiają, że inwestycja w kolektory słoneczne jest opłacalna również wówczas, gdy głównym źródłem ciepła w konkretnym obiekcie jest kocioł na gaz ziemny. Jeśli zaś chodzi o porównanie z najekonomiczniejszymi obecnie systemami grzewczymi na węgiel kamienny bądź drewno, ich wykorzystanie w sezonie wiosenno-letnio-jesiennym wyłącznie do produkcji c.w.u. jest zarówno uciążliwe, jak również całkowicie nieekonomiczne (duże straty sieciowe oraz niska sprawność kotłów przy jedynie częściowym wykorzystaniu). W takiej sytuacji w okresie letnim do podgrzewania wody najczęściej wykorzystywany jest najdroższy czynnik, tzn. energia elektryczna, co burzy ekonomiczną atrakcyjność takich systemów jako sposobu produkcji c.w.u.
Opłacalność inwestycji w systemy solarne (podobnie zresztą jak we wszystkie inne rozwiązania pozwalające na ograniczenie zużycia nieodnawialnych źródeł energii) można podnieść poprzez administracyjne instrumenty takie jak bezpośrednie dopłaty, ulgi podatkowe itp. Niestety polscy indywidualni inwestorzy pragnący posiadać instalację solarną mogą liczyć co najwyżej na preferencyjne kredyty na jej zakup. Jest to oczywiście pewne ułatwienie, jednak nasi zachodni sąsiedzi mają pod tym względem nieporównywalnie lepiej.
Płaski czy rurowy?
Odrębną kwestię stanowi wybór typu kolektora. Alternatywą dla popularnych modeli są bardziej zaawansowane modele próżniowe o konstrukcji rurowej, pozwalające na generowanie wyższych uzysków energii, głównie dzięki większej zdolności wychwytywania promieniowania rozproszonego, oraz większej sprawności przy relatywnie niewielkich temperaturach powietrza. Jednak są one zauważalnie droższe od odpowiedników płaskich, nawet mimo faktu, że od pewnego czasu rynek oferuje wakuumrurowe kolektory produkowane przez mniejszych wytwórców, których głównym atutem pozostaje konkurencyjna cena. Precyzyjne porównanie cen poszczególnych typów kolektorów utrudnia fakt, że często znacznie różnią się one wielkością absorbera, jego rodzajem (rurowy-płaski) oraz jednostkowym uzyskiem energii. W celu ujednolicenia obliczeń i umożliwienia porównywania różnych kolektorów przyjęto, że sprawność optyczna i współczynniki strat wyznaczane są w odniesieniu do efektywności powierzchni, czyli tzw. apertury kolektora. Powierzchnia ta jest obliczana w ściśle określony sposób zarówno dla kolektorów płaskich, jak i próżniowych. Możliwość bardziej dokładnego stwierdzenia, który z typów kolektorów jest bardziej „tani” czy drogi daje dopiero oparcie się na syntetycznym wskaźniku, ujmującym wszystkie wspomniane zmienne. Tym wskaźnikiem jest np. cena (koszt zakupu) kolektorów pozwalających uzyskać rocznie 2.520 kWh energii w identycznych warunkach nasłonecznienia. Precyzyjne badania porównawcze pomiędzy poszczególnymi typami dostępnych na europejskim rynku kolektorów słonecznych realizuje m. in. szwajcarski instytut SPF Rapperswil (www.solarenergy.ch). Badania dokonywane są w warunkach szwajcarskich, które niewiele różnią się od warunków Polski południowej). Posiłkowanie się tymi danymi pozwala na przeprowadzenie indywidualnej kalkulacji, która da odpowiedź, jaki typ kolektora jest optymalny z punktu widzenia konkretnej realizacji.
Fot. Viessmann
Źródło: www.dobrzemieszkaj.pl
Źródło: www.dobrzemieszkaj.pl
WARTO WIEDZIEĆ
Możliwości dofinansowania i preferencyjnego kredytowania systemów solarnych w Polsce
Kredyt preferencyjny udzielany przez Bank Ochrony Środowiska
Kredyty preferencyjne przeznaczone są dla osób fizycznych i innych inwestorów (w zależności od województwa). Warunki kredytowe, w tym wysokość oprocentowania, zależą od rodzaju kredytobiorcy (osoba fizyczna, przedsiębiorstwo, samorząd itp.), rodzaju przedsięwzięcia (np. budowa, modernizacja) i jego lokalizacji (konkretne województwo).
(www.bosbank.pl/i.php?i=700)
Pożyczka z Funduszu Pożyczkowego Rolnictwa Ekologicznego
Pożyczki na cele związane z podejmowaniem, prowadzeniem lub rozwijaniem rolnictwa ekologicznego, a także na realizację inwestycji mających na celu poprawę stanu środowiska naturalnego lub ochronę środowiska; pożyczką mogą być również objęte działania i inwestycje związane z agroturystyką. Wysokość dofinansowania do 20 tysięcy zł (w przypadku agroturystyki 15 tysięcy zł). Dofinansowanie mogą uzyskać rolnicy bądź osoby prowadzące działalność agroturystyczną z województwa małopolskiego. (www.marr.pl/pl/oferta_finansowa/pozyczki/pozyczki_dla_rolnikow.html).
Agencja Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa
Możliwość uzyskania dofinansowania w wysokości 50% w ramach dopłat dla rolników.
Umorzenie części kredytu (25%) z funduszu termomodernizacyjnego Banku Gospodarstwa Krajowego.
(www.bgk.com.pl/fundusze/ft/ft_zasady.jsp)
Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
Możliwości dofinansowania inwestycji realizowanych przez osoby fizyczne w formie dopłat do kredytów preferencyjnych z BOŚ, WFOŚiGW w Warszawie udziela osobom pomocy finansowej, na realizację zadań o charakterze proekologicznym w postaci dopłat ze środków Funduszu do oprocentowania preferencyjnych kredytów, udzielanych przez Bank Ochrony Środowiska. Osoby fizyczne mogą ubiegać się o dopłaty do kredytów zaciąganych na realizację inwestycji dotyczących: - budowy źródeł ciepła z wykorzystaniem niekonwencjonalnych źródeł energii np. pompy ciepła, kolektory słoneczne, kotły na biomasę.
(www.wfosigw.pl/oferta/oferta.htm).
Ekofundusz
Możliwość uzyskania dofinansowania wyłącznie na instalację kolektorów słonecznych wraz z niezbędną instalacją (konstrukcja wsporcza, zasobnik ciepła, rozrząd wody, armatura, sterowanie). Wnioski mogą dotyczyć zarówno kolektorów instalowanych na istniejących budowlach, jak też i nowobudowanych. Wszystkie obiekty muszą być własnością wnioskodawcy. EkoFundusz uwzględnia zgłoszenia zarówno projektów nowych, jak i zaawansowanych, o ile finansowe ich zaawansowanie nie przekroczyło 60% kosztów projektu na dzień złożenia wniosku do EkoFunduszu. Dopłata ze strony Fundacji dla tego rodzaju projektów wynosi 1.000 zł/m2 powierzchni czynnej kolektora, ale nie może przekroczyć 40% kosztów projektu. Dopłata ta nie może być jednak niższa od 50 tys. złotych, co oznacza, że wniosek powinien dotyczyć instalacji wynoszącej co najmniej 50 m2 powierzchni czynnej kolektorów.
(www.ekofundusz.org.pl)
Dotacje z funduszy unijnych 2007-2013
1.Regionalne Programy Operacyjne, np. RPO Województwa Śląskiego
Priorytet V. Środowisko Działanie 4.4. Wspomaganie rozwoju odnawialnych źródeł energii
2.PO Infrastruktura i Środowisko
Oś Priorytetowa 9 - Infrastruktura energetyczna przyjazna środowisku
3.Działanie 10.7. Sieci ułatwiające odbiór energii ze źródeł odnawialnych
4.działanie 10.4. Wytwarzanie energii ze źródeł odnawialnych
5.Priorytet Inwestycje w innowacyjne przedsięwzięcia Działanie 4.4. Nowe inwestycje o wysokim potencjale innowacyjnym
6.Priorytet Inwestycje w innowacyjne przedsięwzięcia Działanie 4.5. Wsparcie dla inwestycji o dużym znaczeniu dla gospodarki
7.Działanie 10.1. Wysokosprawne wytwarzanie energii (w tym kogeneracji z odnawialnych źródeł energii)
8.Oś 3 Programu Rozwoju Obszarów Wiejskich Działanie Podstawowe usługi dla gospodarki i ludności wiejskiej (wytwarzanie lub dystrybucja energii wytwarzanej z odnawialnych źródeł energii)
(www.parp.gov.pl, www.zporr.gov.pl)
Możliwości dofinansowania i preferencyjnego kredytowania systemów solarnych w Polsce
Kredyt preferencyjny udzielany przez Bank Ochrony Środowiska
Kredyty preferencyjne przeznaczone są dla osób fizycznych i innych inwestorów (w zależności od województwa). Warunki kredytowe, w tym wysokość oprocentowania, zależą od rodzaju kredytobiorcy (osoba fizyczna, przedsiębiorstwo, samorząd itp.), rodzaju przedsięwzięcia (np. budowa, modernizacja) i jego lokalizacji (konkretne województwo).
(www.bosbank.pl/i.php?i=700)
Pożyczka z Funduszu Pożyczkowego Rolnictwa Ekologicznego
Pożyczki na cele związane z podejmowaniem, prowadzeniem lub rozwijaniem rolnictwa ekologicznego, a także na realizację inwestycji mających na celu poprawę stanu środowiska naturalnego lub ochronę środowiska; pożyczką mogą być również objęte działania i inwestycje związane z agroturystyką. Wysokość dofinansowania do 20 tysięcy zł (w przypadku agroturystyki 15 tysięcy zł). Dofinansowanie mogą uzyskać rolnicy bądź osoby prowadzące działalność agroturystyczną z województwa małopolskiego. (www.marr.pl/pl/oferta_finansowa/pozyczki/pozyczki_dla_rolnikow.html).
Agencja Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa
Możliwość uzyskania dofinansowania w wysokości 50% w ramach dopłat dla rolników.
Umorzenie części kredytu (25%) z funduszu termomodernizacyjnego Banku Gospodarstwa Krajowego.
(www.bgk.com.pl/fundusze/ft/ft_zasady.jsp)
Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
Możliwości dofinansowania inwestycji realizowanych przez osoby fizyczne w formie dopłat do kredytów preferencyjnych z BOŚ, WFOŚiGW w Warszawie udziela osobom pomocy finansowej, na realizację zadań o charakterze proekologicznym w postaci dopłat ze środków Funduszu do oprocentowania preferencyjnych kredytów, udzielanych przez Bank Ochrony Środowiska. Osoby fizyczne mogą ubiegać się o dopłaty do kredytów zaciąganych na realizację inwestycji dotyczących: - budowy źródeł ciepła z wykorzystaniem niekonwencjonalnych źródeł energii np. pompy ciepła, kolektory słoneczne, kotły na biomasę.
(www.wfosigw.pl/oferta/oferta.htm).
Ekofundusz
Możliwość uzyskania dofinansowania wyłącznie na instalację kolektorów słonecznych wraz z niezbędną instalacją (konstrukcja wsporcza, zasobnik ciepła, rozrząd wody, armatura, sterowanie). Wnioski mogą dotyczyć zarówno kolektorów instalowanych na istniejących budowlach, jak też i nowobudowanych. Wszystkie obiekty muszą być własnością wnioskodawcy. EkoFundusz uwzględnia zgłoszenia zarówno projektów nowych, jak i zaawansowanych, o ile finansowe ich zaawansowanie nie przekroczyło 60% kosztów projektu na dzień złożenia wniosku do EkoFunduszu. Dopłata ze strony Fundacji dla tego rodzaju projektów wynosi 1.000 zł/m2 powierzchni czynnej kolektora, ale nie może przekroczyć 40% kosztów projektu. Dopłata ta nie może być jednak niższa od 50 tys. złotych, co oznacza, że wniosek powinien dotyczyć instalacji wynoszącej co najmniej 50 m2 powierzchni czynnej kolektorów.
(www.ekofundusz.org.pl)
Dotacje z funduszy unijnych 2007-2013
1.Regionalne Programy Operacyjne, np. RPO Województwa Śląskiego
Priorytet V. Środowisko Działanie 4.4. Wspomaganie rozwoju odnawialnych źródeł energii
2.PO Infrastruktura i Środowisko
Oś Priorytetowa 9 - Infrastruktura energetyczna przyjazna środowisku
3.Działanie 10.7. Sieci ułatwiające odbiór energii ze źródeł odnawialnych
4.działanie 10.4. Wytwarzanie energii ze źródeł odnawialnych
5.Priorytet Inwestycje w innowacyjne przedsięwzięcia Działanie 4.4. Nowe inwestycje o wysokim potencjale innowacyjnym
6.Priorytet Inwestycje w innowacyjne przedsięwzięcia Działanie 4.5. Wsparcie dla inwestycji o dużym znaczeniu dla gospodarki
7.Działanie 10.1. Wysokosprawne wytwarzanie energii (w tym kogeneracji z odnawialnych źródeł energii)
8.Oś 3 Programu Rozwoju Obszarów Wiejskich Działanie Podstawowe usługi dla gospodarki i ludności wiejskiej (wytwarzanie lub dystrybucja energii wytwarzanej z odnawialnych źródeł energii)
(www.parp.gov.pl, www.zporr.gov.pl)
