Keď firma, obec, správca budovy alebo vlastník objektu uvažuje o fotovoltike alebo tepelnom čerpadle, veľmi často začne otázkou: aký výkon zariadenia potrebná potreba energie po odstránení zbytočných strát, po úprave regulácie a po realizácii základných úsporných opatrení. Práve tu má energetický audit zásadnú hodnotu. Nepovie len, aký zdroj sa dá osadiť, ale hlavne či ho nebudete dimenzovať na zbytočne vysokú spotrebu alebo na tepelnú stratu, ktorú ste si mohli ešte predtým znížiť.
Európska komisia aj aktuálna EED pracujú s princípom energy efficiency first. Ten znamená, že pri investičných a energetických rozhodnutiach sa majú najprv posúdiť riešenia znižujúce dopyt po energii, a až potom výroba alebo dodávka energie. Európska komisia zároveň výslovne uvádza, že znižovanie dopytu po energii pomáha znížiť potrebnú úroveň investícií do prechodu na čistú energiu.
Presne to isté potvrdzujú aj technické odporúčania pre prax. Americké ministerstvo energetiky pri obnoviteľných zdrojoch odporúča najprv riešiť energetickú efektívnosť, pretože potom možno kúpiť menší a lacnejší systém. Pri solárnych elektrárňach radí najprv poznať reálnu spotrebu a zvážiť jednoduché úsporné opatrenia ešte pred výberom systému. A pri tepelných čerpadlách materiály pre prax uvádzajú, že ak sa plánujú zatepľovacie a iné úpravy obálky, tepelné čerpadlo sa má dimenzovať na zníženú potrebu tepla po dokončení týchto opatrení.
Tento článok vysvetlí, prečo je energetický audit pred fotovoltikou alebo tepelným čerpadlom taký dôležitý, čo všetko má preveriť, ako ovplyvňuje výkon zdroja, a prečo je z pohľadu návratnosti zvyčajne výhodnejšie najprv znížiť spotrebu a až potom dimenzovať nový zdroj energie.
Prečo je poradie krokov dôležité
Ak sa zdroj navrhne na pôvodný, neoptimalizovaný stav budovy alebo prevádzky, investícia môže byť zbytočne veľká. Pri fotovoltike to znamená viac panelov, vyšší DC aj AC výkon, vyššie náklady na meniče, konštrukciu, elektroinštaláciu a niekedy aj väčšie prebytky. Pri tepelnom čerpadle to môže znamenať vyšší inštalovaný výkon, väčší hydraulický objem, vyššie investičné náklady a v niektorých prípadoch aj menej priaznivú prevádzku v prechodných obdobiach. Základná logika je pritom jednoduchá: ak najskôr znížite spotrebu alebo tepelnú stratu, potrebný zdroj býva menší a investične efektívnejší.
Pri tepelnom čerpadle je navyše presné stanovenie tepelnej straty kľúčové pre účinnosť aj životnosť systému. Energy Saving Trust vo svojom odbornom toolkit-e uvádza, že správne dimenzovanie tepelného čerpadla tak, aby pokrylo tepelnú potrebu objektu pri návrhovej vonkajšej teplote, je dôležité pre účinnosť aj dlhodobú životnosť systému. Rovnako zdôrazňuje význam detailných výpočtov tepelných strát a znižovania neistoty pri návrhu.
Z investičného pohľadu teda nejde len o technickú čistotu návrhu. Ide o to, aby sa peniaze nevložili do príliš veľkého zdroja v situácii, keď rovnaký alebo lepší výsledok možno dosiahnuť menším zdrojom plus rozumnými úspornými opatreniami.
Čo má energetický audit preveriť ešte pred návrhom zdroja
Dobre spracovaný energetický audit pred fotovoltikou alebo tepelným čerpadlom sa nesmie obmedziť na odčítanie ročnej spotreby z faktúr. Musí analyzovať skutočný energetický profil objektu alebo prevádzky.
Kľúčové oblasti, ktoré má audit vyhodnotiť
| Oblasť | Čo audit sleduje | Prečo je to dôležité pre dimenzovanie |
|---|---|---|
| Ročná spotreba energie | Elektrina, plyn, teplo, prípadne ďalšie médiá | Základ pre energetickú bilanciu |
| Profil odberu | Denné, týždenné a sezónne priebehy | Dôležité najmä pre FVE a samospotrebu |
| Tepelná strata objektu | Obálka budovy, infiltrácia, prevádzka | Základ pre návrh tepelného čerpadla |
| Regulácia a prevádzkové režimy | Časové programy, teploty, nočné režimy | Často rýchle úspory bez veľkého CAPEX |
| Technický stav rozvodov a zdrojov | Čerpadlá, kotly, VZT, rozvody, zásobníky | Môže výrazne meniť reálnu potrebu výkonu |
| Možnosti úsporných opatrení | LED, regulácia, hydraulika, izolácie, monitoring | Určuje, či sa potreba energie dá znížiť pred inštaláciou zdroja |
| Elektrická infraštruktúra | Hlavný istič, rozvádzač, rezervovaný výkon | Dôležité pre FVE aj TČ |
| Prevádzkové a investičné priority | Čo má ísť hneď, čo v ďalšej etape | Určuje správne poradie krokov |
Pri solári je kľúčové vedieť, koľko elektriny sa spotrebúva počas dňa, aký je základný odber a aký vplyv by mali úsporné opatrenia na budúcu spotrebu. Pri tepelnom čerpadle je zas zásadné poznať tepelnú stratu po zohľadnení plánovaných zásahov, nie len historickú spotrebu plynu alebo tepla. To je presne dôvod, prečo jednoduchý odhad „podľa faktúr“ často nestačí.
Prečo sa pri fotovoltike oplatí najprv znížiť spotrebu
Fotovoltika je veľmi atraktívna technológia, pretože vie znížiť nákup elektriny zo siete a stabilizovať časť nákladov. To však neznamená, že má byť automaticky prvým krokom bez predchádzajúceho energetického vyhodnotenia. Americké ministerstvo energetiky priamo odporúča, aby sa pred výberom solárneho systému najprv preskúmala spotreba a zvážili jednoduché úsporné opatrenia. Rovnako uvádza, že keď sa najskôr rieši efektívnosť, možno kúpiť menší a lacnejší obnoviteľný systém.
Z technického pohľadu sú dôvody veľmi konkrétne:
- ak najprv znížite zbytočnú spotrebu, potrebujete menší inštalovaný výkon FVE
- znížite tlak na plochu strechy alebo iné inštalačné plochy
- znížite investičný CAPEX na panely, meniče a elektroinštaláciu
- lepšie nastavíte pomer medzi výrobou a vlastnou spotrebou
- znížite riziko, že systém bude naddimenzovaný voči budúcej potrebe
Veľmi častá chyba je, že sa fotovoltika dimenzuje na aktuálnu spotrebu bez zohľadnenia plánovanej výmeny osvetlenia, optimalizácie technológie, regulácie VZT, výmeny čerpadiel alebo iných úsporných opatrení. Výsledkom môže byť systém, ktorý je síce technicky funkčný, ale ekonomicky menej presný, než mohol byť.
Modelový príklad – fotovoltika pred a po úsporných opatreniach
Nasledujúca tabuľka je modelový príklad, ktorý ukazuje princíp. Nejde o konkrétnu realizáciu, ale o typickú situáciu z praxe.
| Parameter | Stav pred optimalizáciou | Stav po optimalizácii |
|---|---|---|
| Ročná spotreba elektriny | 410 MWh | 332 MWh |
| Denný základný odber | 42 kW | 34 kW |
| Navrhovaný výkon FVE | 320 kWp | 250 kWp |
| Odhad investície do FVE | 320 000 € | 257 000 € |
| Predpokladaná ročná výroba | 326 MWh | 255 MWh |
| Podiel využiteľnej výroby v objekte | vyššie riziko prebytkov | lepšie prispôsobený profil |
Rozdiel v tomto príklade nevznikol preto, že by fotovoltika „prestala dávať zmysel“. Naopak. Zmysel jej zostal, ale po úsporných opatreniach sa dala navrhnúť presnejšie a s nižším investičným nákladom.
Prečo sa pri tepelnom čerpadle oplatí najprv znížiť tepelnú stratu
Pri tepelnom čerpadle je správne poradie krokov možno ešte dôležitejšie než pri fotovoltike. Ak sa totiž najprv nezníži tepelná strata budovy alebo sa aspoň presne nevyhodnotí, výkon zdroja sa môže navrhnúť na zbytočne vysokú potrebu tepla. Materiály pre prax a návrhu tepelných čerpadiel výslovne uvádzajú, že keď sa plánujú úpravy obálky, tepelné čerpadlo sa má navrhnúť na znížené tepelné zaťaženie po ich realizácii.
To v praxi znamená, že pred dimenzovaním TČ treba preveriť najmä:
- tepelnú stratu po prípadnom zateplení alebo výmene výplní otvorov
- skutočné teplotné spády vykurovacej sústavy
- vhodnosť existujúcich vykurovacích telies alebo podlahového systému
- prevádzkový režim objektu
- potrebu teplej vody
- stav rozvodov, čerpadiel a regulácie
- potrebu bivalentného alebo záložného zdroja
Ak audit ukáže, že objekt má napríklad vysoké straty infiltráciou, zle nastavenú reguláciu alebo nevyváženú sústavu, veľmi často sa oplatí najprv riešiť tieto veci a až potom finálne určiť výkon tepelného čerpadla.
Modelový príklad – tepelné čerpadlo pred a po znížení potreby tepla
Aj tu ide o modelový príklad, ktorý ilustruje logiku rozhodovania.
| Parameter | Stav pred opatreniami | Stav po opatreniach |
|---|---|---|
| Výpočtová tepelná strata objektu | 46 kW | 34 kW |
| Ročná potreba tepla na vykurovanie | 228 MWh | 166 MWh |
| Navrhovaný výkon TČ | 50 kW | 38 kW |
| Odhad investície do TČ a príslušenstva | 49 000 € | 39 500 € |
| Potreba doplnkového zdroja | vyššia | nižšia |
| Predpoklad prevádzky pri čiastočnom zaťažení | menej priaznivý | priaznivejší |
Rozdiel 12 kW vo výkone zdroja nie je malý. V mnohých prípadoch sa prejaví nielen na obstarávacej cene, ale aj na hydraulike, akumulácii, elektropríkonoch a celkovej logike systému.
Ktoré opatrenia majú najčastejšie zmysel ešte pred FVE alebo TČ
Energetický audit zvyčajne neodporúča najprv robiť všetko. Určí poradie. Pred fotovoltikou alebo tepelným čerpadlom sa veľmi často oplatí realizovať najmä tieto opatrenia:
Pred fotovoltikou
- výmena zastaraného osvetlenia za LED
- optimalizácia prevádzkových časov technológie
- odstránenie zbytočných nočných a víkendových odberov
- výmena čerpadiel a ventilátorov
- zavedenie základného energetického monitoringu
- úprava riadenia VZT alebo chladenia
- revízia rezervovaného výkonu a elektrickej infraštruktúry
Pred tepelným čerpadlom
- hydraulické vyváženie vykurovacej sústavy
- úprava regulácie a vykurovacích kriviek
- zníženie tepelných strát rozvodov
- zateplenie stropov, strechy alebo kritických konštrukcií
- výmena alebo úprava emitujúcich plôch pri vysokých teplotných spádoch
- optimalizácia prípravy teplej vody
- preverenie reálneho režimu obsadenosti a teplotných požiadaviek
Nie všetky tieto opatrenia musia byť veľké investície. Práve naopak. Veľká časť z nich býva relatívne lacná a má silný dopad na budúci návrh zdroja.
Čo sa stane, ak sa zdroj navrhne príliš skoro
Ak sa fotovoltika alebo tepelné čerpadlo navrhne bez predchádzajúceho energetického auditu alebo bez zohľadnenia plánovaných opatrení, objavujú sa najčastejšie tieto problémy:
| Riziko | FVE | TČ |
|---|---|---|
| Naddimenzovanie | príliš vysoký výkon voči budúcej spotrebe | výkon navrhnutý na pôvodnú tepelnú stratu |
| Zbytočný CAPEX | viac panelov, väčší menič, viac elektroprác | väčší stroj, zložitejšia hydraulika, vyššie náklady |
| Horšia ekonomika | väčší podiel neideálne využitej výroby | horšia prevádzka pri čiastočnom zaťažení |
| Slabšia nadväznosť investícií | neskoršie úsporné opatrenia zmenia logiku systému | po zateplení či úpravách je zdroj väčší, než treba |
| Problémy s obhajobou | ťažšie vysvetlenie, prečo bol zvolený konkrétny výkon | vyššie investičné náklady bez presného zdôvodnenia |
Zvlášť v komerčných, verejných a bytových objektoch je dôležité vedieť výkon zdroja odborne obhájiť. A práve tu dáva energetický audit veľký zmysel. Ukáže, čo je skutočne potrebné a čo je len dôsledok neoptimalizovaného stavu.
Ako má vyzerať správne poradie krokov
V praxi sa veľmi osvedčuje tento postup:
Odporúčané poradie
| Krok | Obsah |
|---|---|
| 1 | Spracovanie energetického auditu a bilancie spotreby |
| 2 | Identifikácia rýchlych úsporných opatrení |
| 3 | Realizácia alebo aspoň zapracovanie týchto opatrení do návrhu |
| 4 | Prepočet budúcej potreby energie po optimalizácii |
| 5 | Návrh výkonu FVE alebo TČ na nový stav |
| 6 | Ekonomické porovnanie variantov |
| 7 | Realizácia zdroja v správnom výkone a konfigurácii |
Tento postup je v súlade aj s princípom energy efficiency first, ktorý Európska komisia označuje za základný princíp pre relevantné investičné rozhodnutia. (energy.ec.europa.eu)
Kedy sa oplatí riešiť zdroj hneď a kedy počkať
Nie vždy je odpoveď rovnaká. Sú situácie, keď je FVE alebo TČ rozumné realizovať okamžite, napríklad ak:
- objekt už prešiel základnou optimalizáciou
- potreba energie je stabilná a dobre zmapovaná
- technický stav budovy už nepočíta s väčšou zmenou v najbližších rokoch
- ide o časovo citlivý dotačný alebo investičný rámec
- audit ukáže, že potenciál ďalších úspor je malý alebo nemá vplyv na výkon zdroja
Naopak, počkať alebo najprv urobiť menšie opatrenia je rozumné najmä vtedy, keď:
- sa plánuje zateplenie alebo úprava obálky
- budova má evidentne vysoké straty reguláciou alebo rozvodmi
- spotreba elektriny je nafúknutá neefektívnou technológiou
- chýbajú spoľahlivé dáta o profiloch odberu
- návrh zdroja by sa bez týchto údajov robil len „od stola“
Najčastejšie chyby v praxi
Najčastejšou chybou je presvedčenie, že fotovoltika alebo tepelné čerpadlo automaticky vyriešia problém vysokej spotreby. V skutočnosti často len prekryjú časť dôsledkov, ale neodstránia príčinu. Druhou chybou je návrh zdroja podľa historických faktúr bez rozlíšenia, čo z tejto spotreby je nevyhnutné a čo je zbytočná strata. Treťou chybou je ignorovanie budúcich investícií, napríklad plánovaného zateplenia, výmeny osvetlenia alebo modernizácie technológie.
Pri tepelných čerpadlách býva problémom aj to, že sa výkon určí bez detailného výpočtu tepelnej straty a bez preverenia vykurovacej sústavy. Odborné návody pritom zdôrazňujú význam presného dimenzovania a detailných tepelných výpočtov.
Energetický audit pred fotovoltikou alebo tepelným čerpadlom má zásadný význam preto, že pomáha správne určiť poradie investícií. Namiesto toho, aby sa nový zdroj dimenzoval na dnešný neoptimalizovaný stav, audit ukáže, aká bude reálna potreba energie po rozumných úsporných opatreniach. To zvyčajne vedie k presnejšiemu návrhu, nižšiemu CAPEX, lepšej návratnosti a technicky čistejšiemu riešeniu.
Pri fotovoltike to znamená najprv znížiť zbytočnú elektrickú spotrebu a až potom voliť výkon systému. Pri tepelnom čerpadle to znamená najprv poznať tepelnú stratu po plánovaných opatreniach a až potom navrhnúť výkon zdroja. Presne preto sa vo väčšine prípadov oplatí najprv znížiť spotrebu a až potom dimenzovať zdroj. Nie je to zdržanie investície. Je to spôsob, ako ju urobiť presnejšie a ekonomicky rozumnejšie.
Chystáte fotovoltiku alebo tepelné čerpadlo a chcete mať istotu, že zdroj nebude naddimenzovaný?
Pripravíme vám energetický audit, ktorý ukáže, aké úsporné opatrenia má zmysel riešiť ako prvé a aký výkon zdroja je vhodné navrhnúť až po zohľadnení reálnej potreby energie.
Vyplňte kontaktný formulár a radi pre vás pripravíme odborný podklad pre správne rozhodnutie.
