Holandski naučnici došli su na ideju da bašta u kojoj raste cveće ili voće i povrće proizvodi i struju kako bi njome mogla biti i osvetljena. Možda zvuči neverovatno, ali ostvarenje te ideje je i te kako moguće.
Na krovu jednog istraživačkog instituta Univerziteta u Vageningenu u Holandiji, u toku je neobičan eksperiment. U dve četvrtaste kade smešteno je po 12 plastičnih kanti sa vodom i blatom u kojima naučnici gaje različite biljke. “Međutim, biljke nisu u glavnoj ulozi”, kaže David Sirk. On nije biolog, nego biohemičar, a o čemu se radi, odaju nam žice koje izlaze iz kanti: „Ovde imamo biljke i bakterije koje rade zajedno. Princip je jednostavan: biljke fotosintezom proizvode ugljenik i oko 40 odsto te organske materije transportuju u tlo gde živi mnoštvo mikroorganizama – bakterija i plesni. A šta smo mi uradili – mi smo u tlo smestili takozvanu biološku bateriju. To su dve elektrode u kojima rastu bakterije koje mogu da proizvode elektricitet.“
Mikrobska baterija
Ovaj naučnik se koristi saznanjem koje je staro nekih 50-ak godina. Naime sva živa bića prilikom varenja – tačnije sagorevanjem glukoze – proizvode slabu struju. Većina živih bića tu slabu struju koristi za upravljanje procesima u sopstvenom telu. Međutim, bakterije se oslobađaju tog elektriciteta, koji većinom odlazi u vazduh i spaja se sa kiseonikom. Međutim u anaerobnom okruženju, dakle kada nema kiseonika, bakterije traže druge materije kako bi se oslobodile suvišnog elektriciteta. To su pre nekoliko godina otkrili nemački naučnici u Grajfsvaldu i izumeli mikrobsku bateriju skraćeno MFC.
Hrana za bakterije
Bakterije u takvoj bateriji žive u specijalnom hranljivom supstratu u kojem su ubačene dve elektrode. Višak elektriciteta koji bakterije proizvode ide direktno u negativni pol – u anodu. Struja teče. Ali za ovu bateriju kao i za svaku drugu važi – iz nje može da ističe samo onoliko energije koliko je u nju ušlo. To znači – za kontinuirani tok struje potrebno je kontinuirano hraniti bakterije. To je zadatak biljaka u plastičnim kantama na krovu univerziteta. One rastu u supstratu i neprestano stvaraju glukozu, kaže David Sirk: „To je u stvari prirodna solarna ćelija. Biljke apsorbuju sunčevu energiju i daju je bakterijama, a bakterije proizvode elektricitet. Ovaj proces se odvija i danju i noću. Jedino je prošle zime nastao problem kada su se biljke smrzle. Ali čim se sve otopilo, proces je nastavljen.“
Proizvodnja struje varira
U zavisnosti od doba dana, spoljne temperature i vrste biljaka, prozvodi se različita količina struje. Po kvadratnom metru se sada proizvodi 0,2 vata, a narednih godina bi to moglo da bude tri vata – na istoj površini. Ali, šta s tim može da se uradi…?
„Pa većini mobilnih telefona je potrebno baš tri vata da se napune”, kaže David Sirk koji je patent za ovaj izum preuzeo od univerziteta u Vageningenu i koji sa njim planira da se pojavi na tržištu, preko svoje firme Plant – E.
Izvor: www.efikasnost.com
Pripremio: Matej Hana
Termoizolacija poda na tlu ili poda iznad otvorenog ili negrejanog prostora
Toplotni gubici kroz pod čine 10% od ukupnih toplotnih gubitaka kuće. Toplotni gubici kroz pod mogu biti smanjeni i za 60% postavljanjem termoizolacije. Ako je temperaturna razlika između zagrejanog i umereno zagrejanog prostora mala, tj. manja od 4-5 °C, skoro da se i ne isplati postavljanje termoizolacije. Samo znatno hladnije prostorije se termoizoluju.
Termoizolacija hladnih podova je jednostavan način da se smanje gubici toplote i da se poboljša konfor stanovanja. Ako kod podnog grejanja ne postoji dovoljna termoizolacija, gubi se jako puno toplote. Gubici iznose oko 6 % ukupnih toplotnih gubitaka na novim građevinama, ali ipak se i tada preporučuje ugradnja izolacije. Termoizolacija plafona u podrumu je u tom slučaju posebno isplativa.
Debljina izolacije poda zavisi od temperature hladne prostorije, a iznosi 8 cm za podove iznad prostorija koje se greju, 10 cm za podove iznad otvorenog prostora, a ako se radi i o podnom grejanju onda te veličine treba uvećati na 13 cm.
Sanacija poda prema tlu u postojećoj kući često nije ekonomski opravdana, zbog relativno malog smanjenja ukupnih toplotnih gubitaka u poredjenju sa velikom investicijom koja je potrebna za takvu sanaciju.
Termoizolacija fasadnog zida
Ukoliko se žele smanjiti troškovi za grejanje koji čine i do 75% troškova za energente potrebno je postaviti ili povećati debljinu termoizolacije, kao i zameniti prozore. To se naročito odnosi na porodične kuće bez fasade i one stambene zgrade koje su gradjene bez termoizolacije. Termoizolacija ne samo da smanjuje gubitke u zimskom periodu, već omogućava da se u tokom leta kuća ne pregreva.Prilikom adaptacije kuće, prvo treba dobro izolovati kuću. Kotao i radijatori će u tom slučaju biti manjeg kapaciteta što utiče na smanjenje početne investicije za grejanje.
Prilikom adaptacije fasade, neophodno je ugraditi termoizolaciju. Dodatni troškovi za termoizolaciju predstavljaju 20-40% od ukupnih troškova adaptacije fasade.
Postavljanjem termoizolacije sa spoljnje strane fasade rešava problem kondezacije pare (od kuvanja, tuširanja, sušenja odjeće) koja se javlja zbog niske temperature zida pa samim tim i nastanak buđi. Takodje se povećava toplotni konfor u prostoru zbog povećane temperature zida.
Termoizolacija štiti zgradu od štetnih spoljnih uticaja i njihovih posljedica (vlaga, smrzavanje, pregrevanje) čime se produžujuje njen vek trajanja.
Kao izolacioni materijali najčešće se koriste mineralna vuna i polistiren (stiropor).
Ukoliko uporedimo dve kuće iste površine, jedna gradjena od pune opeke bez ikakve izolacije, a druga od šuplje cigle 25 cm i s termoizolacijom od 10 cm, razlika u troškovima za grejanje može biti i do 6 puta!
Dobro izolovana kuća troši manje energije za grejanje zimi, kao i za hlađenje leti. Gubitak toplote i potrošnja energije po kvadratnom metru odražava se ne samo na mesečne račune za grejanje i električnu energiju, već i na kvalitet i udobnost stanovanja, kao i na duži životni vek zgrade.
U praksi je ponekad nemoguće naknadnu termoizolaciju izvesti s spoljne strane, posebno kada se radi o višespratnoj zgradi ili kad je objekt pod zaštitom. U tom slučaju izolacija se može izvesti s unutrašnje strane.
Termoizolacija krova
Gubici toplote kroz krov mogu biti i do 30%. U zavisnosti od toga da li se potkrovlje koristi za stanovanje ili ne, potrebno je izolovati krov prema negrejanom potkrovlju. Krov je potrebno izolovati sa 20 cm termoizolacije. U zavisnosti od konstrukcije kuće, njenog stanja, investicija se vraća u periodu od 3-5 godina.
Kako kod ravnih, tako i kod kosih krovova potrebno je sprečiti prodiranje difuzne vodene pare iz grejanih prostora u sloj termoizolacije i stvaranje kondenza u termoizolaciji. Potrebno je sprečiti kondenzaciju vodene pare na unutrašnjoj površini. Parna brana se postavlja na toplijoj strani u odnosu na sloj termoizolacije.
Termoizolacija krova osigurava prijatne mikroklimatske uslove boravka u prostorijama pa time značajno smanjuje potrošnju energije za grejanje i hlađenje. Postavlja se izmedju i ispod greda.
Sloj za provetravanje je veoma važan jer kod loše provetravanih krovova zimi mogu nastati štete usled kondenzacije vodene pare i zamrzavanja. Poželjno je imati i rezervnu hidroizolaciju, potkrov ili kišnu branu.
Sistemi grejanja
Izbor sistema grejanja zavisi od vrste energenata koji se koristi za zagrevanje. Troškovi za grejanje u najhladnijim zimskim mesecima predstavljaju i do75% troškova za energente. Prilikom izbora kotla potrebno je izabrati onaj koji ima što veći stepen iskorišćenja. Energetski najefikasniji je kondenzacioni kotao. Ugradnjom kondenzacionih kotlova, omogućava se korisnicima ušteda od 10 do 15% u poređenju sa drugim novim kotlom i do 25% za kotlove starije od 30 godina.Karakteristike sistema koji povećavaju efikasnost kotla su elektronsko paljenje koje eliminiše potrebu za održavanje plamena dok nema potrebe za grejanjem.
Sistemi grejanja se mogu podeliti prema energentu, načinu zagrevanja i prema izradi ogrevnih tela.
Podela prema energentima koji se koriste:
Faktori koji utiču na izbor sistema grejanja su vremenski uslovi (geografska lokacija), položaj i tip zgrade, vreme korišćenja zgrade, raspoloživost izvora energije, investicioni troškovi, zakoni, propisi, norme, preporuke, uticaj na oklinu…
Regulacija sistema grijanja-regulacija temperature u prostoru
Postoje preporuke za održavanje temperatura u pojedinim prostorima kojih bi se trebalo pridržavati:
Održavanje previsokih temperatura vazduha u prostorijama pa spuštanje temperature otvaranjem prozora je jedna od najčešćih grešaka. Regulaciju temperature u prostoru treba osigurati ugradnjom regulacionih uređaja za sisteme grejanja kao što su radijatorski termostatski ventili i sobni termostati. Radijatorski termostat je termostat smešten na radijatoru, a koji reguliše temperaturu u svakoj prostoriji u kojoj se nalazi. Ugradnjom termostatskih radijatorskih ventila moguća je ušteda energije čak do 20% (to zavisi od vrste termostata i brzini reakcije – najbrže reaguju termostatske „glave“ punjene gasom). Ušteda se ostvaruje na način da termostatski radijatorski venitl sam reguliše zadatu temperaturu u prostoriji koristeći sve raspoložive izvore toplote (Sunce, ljude, kućanske aparate….). Radijatorski ventili se ne ugrađuju na radijatore u prostoriji gde je ugradjen sobni termostat.
Termostati koji se mogu programirati mogu regulisati početak i kraj grižejanja. Ovakvi termostati mogu kontrolisati i nekoliko temperaturnih zona u kući ukoliko se ne želi jednaka temperatura u svim prostorijama. Ukoliko se koriste prema uputstvu ovi termostati mogu uštediti i do 30% energije.
Priprema sanitarne vode
Prosečan građanin potroši dnevno oko 200-300 litara vode, od čega u proseku 40-80 litara otpada na sanitarnu toplu vodu temperature od 40°C do 60°C koja se uglavnom koristi za održavanje lične higijene i pranje posuđa. U sezoni kada nema grejanja priprema sanitarne tople vode predstavlja pojedinačno najveći izdatak za energiju jednog domaćinstva bez obzira koji se energent koristi. Efikasna priprema i korišćenje sanitarne tople vode može uticati na smanjenje ukupnih troškova za energiju u domaćinstvu.
Priprema sanitarne tople vode korišćenjem električne energije
Sanitarna topla voda se u velikom delu Srbije zagreva električnom energijom. Pri izboru električnog bojlera potrbeno je slediti uputstva proizvođača kako bi se izabrao odgovarajući bojler za dato domaćinstvo. Da bi imali što veću iskorišćenost potrebno je redovno održavati bojler što između ostalog podrazumijeva redovno čišćenje kamenca sa grejača bojlera. Prilikom instalacije novog rezervoara tople vode i/ili kotla bilo bi poželjno da je on što bliže mestu potrošnje tople vode kako bi se smanjili gubici kroz cijevi. Ukoliko nije fabrički izolovan obavezno se treba izolovati rezervoar sa toplom vodom kao i kompletan cevovod kako bi se smanjili gubici toplote.
Upotreba električnih protočnih i akumulacionih bojlera omogućava jednostavnu pripremu tople vode. Protočni bojleri se obično koriste u kupatilima za pripremu količina vode do 12 l/min (pri 45°C). Prednost ovakvih uredjaja je niska cena, velika efikasnost u radu, mali toplotni gubici u kratkim cevovodima, kratko vreme zagrevanja. Nedostatak je relativno velika priključna snaga (12-27 kW) što zahteva trofazni priključak. U akumulacionim bojlerima se zagrevaju veće količine tople vode koja je na raspolaganju u dužem vremenskom periodu na više potrošnih mesta. Električni akumulacioni bojleri se koriste u kuhinjama (zapremina do 5-10 l) i u kupatilima (zapremina 50-200 l). Snage grejača u akumulacionim bojlerima su znatno niže od onih u bojlerima protočnog tipa te iznose 1,5-2,6 kW uz vreme zagrevanja od 10 min do 3 sata u zavisnosti od veličini rezervoara. U odnosu na protočne bojlere topla voda je kod akumulacionih jednoličnije temperature te je raspoloživa u kraćem vremenskom intervalu nakon otvaranja slavine. Pored niže potrebne priključne električne snage, dodatna prednost u odnosu na električne protočne bojlere leži u mogućnosti zagrevanja vode u periodima niže tarife korišćenjem vremenskih regulatora. Nedostaci su veći toplotni gubici, ograničena količina vode te je potrebno duže vremena za ponovno zagrevanje.
Priprema sanitarne tople vode korišćenjem solarnih kolektora
Kada je riječ o dobijanju toplotne energije koriste se solarni sistemi koji se sastoje od kolektora, rezervoara tople vode s izmjenjivačem toplote, solarne stanice sa pumpom i regulacijom te razvod sa odgovarajućim radnim medijem. Kolektore dijelimo na dve osnovne vrste – pločasti i vakumski koji se koriste za pripremu tople sanitarne vode, za centralno grejanje i pripremu bazenske vode.
Danas na tržištu možemo izabrati različite vrste solarnih kolektora koji se razlikuju po tome koliku imaju iskoristivost sunčeve energije, radni vijek, montažu i cenu. Solarni sistemi izračunavaju se na osnovu potrošnje sanitarne vode. Za izračunavanje potrebnog solarnog sistema u domaćinstvima uzima se prosečna potrošnja tople vode po osobi koja iznosi 50 l. Ukoliko je u objektu npr. 6 osoba potreban je solarni rezervoar toplote od 300 litara, a prema toj zapremini rezervoara, 3 kolektora od 2m² i zatim sva ostala oprema koja je sastavni deo termičkog solarnog sistema. Kao podrška centralnom grejanju solarni sistemi najviše su efikasni kod niskotemperaturskih sistema grejanja (npr. podno i zidno grejanje), odnosno što je temperatura medijuma za grejanje niža to je efikasnost solarnih sistema veća. Posmatrano na godišnjem nivou ovim sistemima se može pokriti do 30% potreba za grejanjem.
Praksa je pokazala da solarni kolektor po 1m² uštedi godišnje 750 kWh energije. Solarni sistem u letnjem periodu zadovoljava potrebe tople vode 90-100%, u prelaznom periodu 50-70% a u zimskom periodu 10-25 %. Solarni sistem ukoliko je pravilno izračunat, prema stvarnim potrebama potrošača i pravilno instaliran isplati se već za 3 do 7 godina. Vek trajanja solarnog sistema je oko 30 godina.
Klimatizacija i ventilacija
Pažnja svakako treba biti usmjerena na klima uredjaje koji su visoko energetski efikasni, koji imaju što veći Coefficient of Performance (COP). COP pokazuje koliko 1kW utrošene električne energije daje toplotne i energije za hladjenje.
Poznato je da klima uredjaji moraju imati kvalitetan filterski sistem kako bi se iz vazduha uklonile i najmanje čestice, bakterije i neprijatni mirisi. Ubrzan način života, stres i buka zahtevaju da prostor u kom se boravi bude tih i izolovan od buke. Upravo novi klima uredjaji stvaraju manju buku, a pojedini modeli su gotovo nečujni za ljudsko uho i stvarju buku od svega 20dB. Današnji klima uredjaji osim svoje osnovne funkcije treba da budu uklopljivi po svom izgledu u prostor u koji se instaliraju. Novi sistemi su savremeno dizajnirani i osim klasičnih zidnih jedinica na našem tržištu su dostupne i parapetne jedinice, konzolne, kasetne jedinice koje se ugradjuju u objektima u zavisnosti od sistema klimatizacije koji se koristi.
Naravno, da bi klima uredjaji mogli odgovoriti svim ovim zahtjevima potrebno je da se ovi sistemi redovno održavaju. Pod održavanjem sistema se ne misli samo na njihovo čišćenje nego i na preventivno održavanje i servis od strane ovlašćenog servisera kako bi se postigao maksimalni učinak i produžio period eksploatacije. Dosadašnja iskustva govore da se u Crnoj Gori malo pažnje posvećivalo ovom pitanju i da se u većini slučajeva ovi sistemi nisu održavali na kvalitetan način. Crnogorsko tržište i kupce treba dodatno edukovati o značaju kvalitetnog održavanja i šta ono znači u praksi.
Pored klimatizacije poseban segment predstavlja ventilacija koja treba da obezbjedi prozračan prostor sa svježim vazduhom u svakom trenutku. Novi ventilacioni sistemi su energetski efikasni, a u zavisnosti od modela primjenjuju i tehnologiju rekuperacije tj. prečišćavaju vazduh uz zadržavanje toplote vazduha do 95%. Veoma je važno da ventilacioni sistemi obezbjedjuju strujanje vazduha, horizontalno i vertikalno u rasponu od 360 stepeni kako bi se ostvarili maksimalni efekti njihovog korišćenja.
Rasveta
Jedna od značajnih pojedinačnih stavki u potrošnji električne energije svakako je i korišćenje električnih rasvjetnih tela.
Štedne sijalice troše pet puta manje energije nego slične obične sijalice. Pored toga, trajanje štedne sijalice je 8 puta duže od obične.Potrošnja kod osvjetljenja odredjuje se na osnovu snage sijalice (lampe) i dužine vremena koje svijetli. U poredjenju sa štednim sijalicama, obične sijalice, sa žarnom niti, su znatno veće potrošači električne energije.
Radi smanjenje potrošnje struje preporučuje se ugradnja automatskih prekidača i detektora pokreta koji sijalicu nakon nekog vremena uključuju/isključuju.
Prilikom razmišljanja o uvodjenju štednih sijalica najveći problem u razmišljanju kupca jest činjenica da je početna cijena štedne sijalice mnogo viša od cijene obične sijalice. Štedne siajlice za istu snagu troše četiri do pet puta manje električne energije te imaju i do deset puta duži radni vek.
Uzme li se tipičan slučaj u kojem u nekom domaćinstvu sijalica uključena prosečno pet sati dnevno i jedinstvene tarife naplate električne energije tokom celog dana, obična sijalica snage 100W će godišnje potrošiti potrošiti oko 182kWh. Sa druge strane tipična štedna sijalica koja daje isti nivo svetlosti uz realnu snagu 23W otrošit će oko 42kWh. Postignuta ušteda ukazuje da se investicija vraća za manje od godinu dana.
Energetski efikasni kućni aparati
Nivo energetske efikasnosti je potvrda kvaliteta uređaja s obzirom na njegovu energetsku efikasnost, pri čemu se uredjaji prema potrošnji energije, dele na sedam klasa energetske efikasnosti označenih slovima od A do G (grupu A čine energetski najefikasniji uređaji).Prilikom kupovine nove bele tehnike poput frižidera, mašine za sudove ili šporeta glavni kriterijum za izbor je cena uređaja i njegove mogućnosti, dok se o potrošnji električne energije često vodi najmanje računa. Svrha energetskih klasa je informisanje kupca o tome koliko efikasno određeni uredjaj iskorišćava električnu energiju i vodu te o nivou buke koju prilikom rada taj uredjaj proizvodi. Jedna veš mašina B ili C klase troši više vode i struje nego mašina klase A ili A+, dok je nivo buke viši.
Generalno, preporučuje se kupovina uredjaja A ili A+ klase, ali i kod tih uredjaja prilikom kupovine potrebno je proučiti oznaku energetske efikasnosti ili ako ona nije dovoljno jasno istaknuta zatražiti od prodavača da je pokaže, na šta kupac uvek ima pravo.
Sistemi za inteligentno upravljanje
Inteligentni upravljački sistemi u domaćinstvima mogu doprinijeti uštedama u sistemu grejanja i do 30%, dok uštede električne energije mogu biti i do 5%. Inteligentna ili pametna kuća je kuća koja ima ugrađeni centralni upravljački sistem.
Takav sistem je u mogućnosti integrisati više sistema (grejanje, sanitarna topla voda, hlađenje, rasveta, bezbednost). Jedna od bitnih funkcija takvog sistema i optimizacija potrošnje energije u kući.
Sistem može regulisati temperature u svim prostorijama u kući prema zadatom režimu rada bilo da se radi o zimi ili letu, može kontrolisati rasvetu u pojedinim prostorijama, uključivanje ili isključivanje električnih potrošača, sistem ventilacije, spoljašnje žaluzine, te protivpožarni sistem.
Inteligentne zgrade
Cilj inteligentne zgrade je povećanje bezbjednosti, udobnosti i ekonomičnosti u domaćinstvima. U vreme novih tehnologija pametna gradnja uz pomoć kompjuterskog sistema obezbjeđuje korisnicima lagodniji život. Mogućnosti su brojne, mobilnim telefonom je moguće dojaviti uključivanje grejanja ili hlađenja, regulisati grejanje prema noćnom ili dnevnom režimu rada, prema vremenu ili prema željenoj temperaturi, unutrašnjoj ili spoljašnjoj.
U zavisnosti od želja korisnika moguće su ugradnje od osnovnih verzija i usluga koji se nadogradnjom mogu unaprediti. Upravljanje sistemom se vrši centralnim „touch screen“ monitorom, senzorima, daljinskim upravljačima i mobilnim telefonom. Sistemom upravlja software koji je jednostavan za upotrebu i programiranje tako da odgovara specifičnim zahtevima. Ugradnja ovakvog sistema je pogodnija za kuće ili zgrade u izgradnji, ali je isplativa ugradnja i u već postojeće objekte. U slučaju da su kućni aparati relativno novi, sistem se može aplicirati i na njih.
Izvor: www.efikasnost.com
Pripremila: Sladjana Knežević, II-7
Specijalne solarne ćelije proizvode električnu energiju iz podvodne sunčeve svetlosti
Iako se solarne ćelije pokazuju kao neophodne za napajanje elektronskih stvari kao što su senzori na suvom, senzori koji se nalaze pod vodom su obično morali da se oslanjaju na baterije ili struju kanalisanu od fotonaponskih panela koji se nalaze iznad površine. To bi se moglo promeniti pošto naučnici iz američke Mornaričke istraživačke laboratorije (U.S. Naval Research Laboratory Navy) su nedavno razvili funkcionalne podvodne solarne ćelije.
Voda apsorbuje veliki deo spektra sunčeve svetlosti – plavo-zeleno svetlo je poslednji deo spektra koji se apsorbuje, i samim tim prodire najdalje ispod površine. Zbog toga što su tradiconalni gornji delovi silicijumskih solarnih ćelija napravljene tako da apsorbuju puni sunčevi spektar to ih sprečava da rade kada se postave ispod vode.
Ispostavilo se, međutim, da su galijum indijum fosfid (GaInP) ćelije veoma efikasne u pretvaranju svetlosti sa manje intenzivnim plavo-zelenim talasnim dužinama u elektricitet. Kada se koriste pod vodom na dubini, GaInP ćelije ne primaju ništa drugo osim talasne dužine za koje su optimizovane, što im omogućava da budu efikasnije mnogo više od standardnih silicijumskih ćelija pod istim uslovima.
Do sada je utvrđeno da GaInP ćelije postavljene na maksimalnoj dubini od 9,1 metara pružaju proizvodnju od 7 vati po kvadratnom metru, što je dovoljno za napajanje uređaja kao što je senzor životne sredine
Izvor: www.efikasnost.com
Pripremila: Milica Trajilovic, II-7