Emisja i kompensacja CO2 oraz ekonomia rozwiązań fotowoltaicznych

Masa spalonego paliwa

W celu wyliczenia masy spalonego paliwa należy podzielić energię uzyskaną ze spalenia przez iloczyn jego wartości opałowej i sprawności spalania. W zależności od rodzaju paliwa współczynniki spalania są różne

m = \frac{E t o t}{W u \cdot η}

$m$ - masa spalonego paliwa [kg]
$E t o t$ - energia uzyskana ze spalenia paliwa [kWh] (wielkość rocznego zapotrzebowania na energię elektryczną budynku, czyli - $E r z$ wartość rocznego zużycia energii)
$W u$ - wartość opałowa paliwa [MJ/kg]
$η$ - sprawność spalania [%], w przypadku węgla - 30%

$E t o t$

kWh

W u = 22 \frac{M J}{k g}

η = 30 %

m = 0 [kg]

Emisja CO₂

Emisję CO₂ można wyliczyć następująco:

E = m \cdot W

$E$ - emisja substancji, wyrażona w kilogramach [kg]
$m$ - masa spalonego paliwa [kg]: w przypadku paliw stałych oraz ciekłych, wyrażone w megagramach [Mg], w przypadku paliw gazowych, wyrażone w tysiącach metrów sześciennych [tys. m³]
$W$ - wskaźnik emisji wyrażony w gramach na jednostkę zużytego paliwa

E = 0 [g]

Kompensacja CO₂

Kalkulator ten orientacyjnie pokazuje liczbę 30-letnich dębów, które od momentu posadzenia do osiągniecia wieku 30 lat mogłyby zrekompensować roczną emisję CO₂ do atmosfery spowodowaną korzystaniem z energii elektrycznej wytworzonej ze źródeł nieodnawialnych.

x = \frac{E [k g]}{D [k g]}

$E$ - roczna emisja CO₂ [kg]
$D$ - ilość pochłoniętego CO₂ przez 30-letni dąb w całym cyklu jego życia

x = 0

Dobór systemu fotowoltaicznego

Kalkulator ten pozwala na dobranie systemu fotowoltaicznego do określonego zapotrzebowania energetycznego. Przyjęte zostało robocze założenie, że dobierany system odpowiada 100% wyliczonego wcześniej zapotrzebowania energetycznego.

M m = \frac{E r z \cdot G (S T C)}{N \cdot w k \cdot w w}

$M m$ - moc systemu fotowoltaicznego
$E r z$ - roczne zapotrzebowanie energetyczne obiektu [kWh] - wartość wyliczona w kalkulatorze zużycia energii
$N$ - nasłonecznienie w danej lokalizacji na powierzchnię horyzontalną $[\frac{k W h}{m k w}]$ - wartość odczytana z mapy nasłonecznienia Polski
$G (S T C)$ - natężenie promieniowania słonecznego w warunkach $S T C (1000 \frac{W}{m k w}) = (1 \frac{k W}{m k w})$
$w k$ - współczynnik korekcyjny, uwzględniający kąt nachylenia i azymut systemu PV
$w w$ - współczynnik wydajności (100% - poziom wszystkich strat). Do obliczeń w ramach projektu należy przyjmować wartość współczynnika wydajności równą 92% strat tj. ww = 0,92 dla wysokiej jakości materiałów współczynnik wydajności systemu fotowoltaicznego należy przyjmować ok. 92%, natomiast przy gorszych produktach (chińscy producenci) wartość może wynosić poniżej 85%. Do wyliczeń należy przyjąć wymiany dachu o wystawie południowej, południowo-wschodniej i południowo-zachodniej.

$N$

kWh / m²

$w k$

$w w$

%

Mapa nasłonecznienia Polski Współczynnik korekcyjny, uwzględniający kąt nachylenia i azymut systemu PV

M m = 0 [kW]

Liczba modułów systemu PV

W celu obliczenia ilości modułów PV należy wyliczoną moc systemu fotowoltaicznego podzielić przez moc standardowego modułu.

x = \frac{M m}{M s t a n d}

$x$ - liczba modułów fotowoltaicznych
$M m$ - moc systemu fotowoltaicznego [kW]
$M s t a n d$ - moc standardowego modułu fotowoltaicznego [kW]

$M s t a n d$

kW

x = 0

Wydajność systemu fotowoltaicznego

Kalkulator ekonomiczny pomoże oszacować oszczędności, które zostaną wygenerowane w wyniku zainstalowania systemu fotowoltaicznego.

P = W \cdot M m

$P$ - roczna produkcja energii elektrycznej przez system fotowoltaiczny [kWh]
$W$ - wydajność systemu fotowoltaicznego [kWh/rok]

Do obliczeń należy przyjąć wydajność produkcji energii elektrycznej zależnej od orientacji systemu:

dobrze zaprojektowany system zorientowany w kierunku południowym powinien produkować ok. 950kWh/rok z zainstalowanego 1 kW
dobrze zaprojektowany system zorientowany w kierunku wschód-zachód powinien produkować ok. 850kWh/rok z zainstalowanego 1 kW

$W$

kWh / rok

P = 0 [kWh]

Koszt instalacji fotowoltaicznej

Koszt instalacji systemu = koszt jednostkowy instalacji 1W x wielkość systemu

K = K j \cdot M m

$K$ - koszt instalacji systemu fotowoltaicznego [PLN]
$K j$ - koszt jednostkowy instalacji systemu (ok. 3.70 PLN / wat)
$M m$ - moc zainstalowanego systemu fotowoltaicznego [kW]

$K j$

PLN

K = 0 P L N

Wartość prądu wyprodukowanego we własnej instalacji fotowoltaicznej

Wartość wyprodukowanego prądu z własnego systemu = cena jednostkowa 1kWh x roczna produkcja systemu fotowoltaicznego

E n = E n j \cdot M m

$E n$ - wartość energii elektrycznej wyprodukowanej we własnym systemie fotowoltaicznym [PLN]
$E n j$ - cena jednostkowa 1kWh energii elektrycznej [PLN/kWh]
$M m$ - roczna produkcja energii elektrycznej przez system fotowoltaiczny [kWh]

$E n j$

PLN/kWh

E n = 0 P L N