W czasach rosnącego zanieczyszczenia powietrza w miastach warto zwrócić uwagę na problem wysokiego zapotrzebowania takich obszarów na energię. Głównym źródłem zanieczyszczenia jest tzw. niska emisja z palenisk domowych oraz spaliny samochodowe. Niebagatelny pozostaje również wpływ wielkich, scentralizowanych źródeł emisji, takich jak elektrociepłownie węglowe, lokalizowanych zazwyczaj na obrzeżach aglomeracji. Jednym z rozwiązań pomagających walczyć ze smogiem jest zwiększenie udziału energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych, eliminując w ten sposób część energii produkowanej konwencjonalnymi metodami. Dywersyfikacja i decentralizacja wytwarzania energii dotyczyć powinna nie tylko małych miejscowości. Instalacje OZE mogą być z sukcesem wprowadzone również do przestrzeni miejskiej.

Źródło: Tree Hugger

Małymi krokami do celu — mikroinstalacje OZE w mieście

W miastach obecnych jest sporo mikroinstalacji OZE. Na ulicach można zauważyć parkometry zasilane małymi panelami fotowoltaicznymi. Fotowoltaika nieraz pojawia się również przy podświetlaniu reklam, przystanków autobusowych, znaków drogowych czy nawet automatycznych wypożyczalni rowerów. Zwykle wykorzystywane do tego celu są niewielkie panele polikrystaliczne, nieco tańsze od monokrystalicznych i lepiej wychwytujące światło rozproszone słoneczne — częste w polskich warunkach pogodowych. Czasami jednak (np. przy wypożyczalniach rowerów miejskich w Warszawie) również panele monokrystaliczne używane są w mikroinstalacjach. Charakteryzują się one wysoką wydajnością konwersji energii w warunkach silnego nasłonecznienia — przy tzw. świetle twardym. Jeśli chodzi o bardziej „zminiaturyzowane” zastosowania energii słonecznej w mieście, doskonałym przykładem są ogniwa fotowoltaiczne zasilające komputery pokładowe znajdujące się w rowerach miejskich z samoobsługowych wypożyczalni. Dobrze znanym duetem jest połączenie paneli fotowoltaicznych z mikroturbiną wiatrową, zasilające miejskie latarnie.

Źródło: Life Science

W przypadku mikroinstalacji fotowoltaicznych w sytuacjach, gdzie nie występuje duże zapotrzebowanie na energię (np. wcześniej wspomniane podświetlenie znaków, billboardów, przystanków, wypożyczalnie rowerów, parkometry, elektroniczne tablice informacyjne, latarnie uliczne itp.) warto rozważyć zastosowanie paneli słonecznych II generacji, tworzonych przy uzyciu materiałów innych niż krzem, jak np. CIGS, CdTe. Wprawdzie mają one mniejszą wydajność niż dobrze znane panele I generacji, jednak są znacznie tańsze. Panele II generacji, charakteryzujące się elastycznością można natomiast umieszczać na urządzeniach o niekoniecznie płaskiej powierzchni — np. dachach pojazdów.

Źródło: ArcSine Engineering

Fotowoltaiczne ławki zawojowały polskie ulice

Design oraz kwestie wizerunkowe są bardzo istotnym aspektem wprowadzania OZE do przestrzeni miejskiej. Wyraźnie pokazał to przypadek ławek fotowoltaicznych, które zdobyły dużą popularność w polskich miastach. Władze miejskie inwestują w tego typu rozwiązania, ponieważ są one dobrze postrzegane — świadczą o zainteresowaniu zrównoważonym rozwojem oraz ochroną środowiska. Polski start-up SEEDiA wytwarzający ławki fotowoltaiczne otrzymuje w ostatnim czasie coraz więcej zamówień. Obiekty tego typu umożliwiają przechodniom naładowanie urządzenia elektronicznego, np. smartfona, tabletu czy laptopa. Może być to szczególnie przydatne w przypadku, gdy telefon niefortunnie rozładuje się poza domem lub biurem. Ławki wytwarzające energię ze słońca pojawiły się między innymi w Warszawie, Tarnobrzegu, Gostyninie i Szczecinie, a także Zielonej Górze i Białymstoku. Nowsze modele ławek służą nie tylko do ładowania urządzeń mobilnych, ale również posiadają wyświetlacze i komunikaty audio. Będą one wykorzystywane na początku do prezentacji rozkładów jazdy. Start-up pracuje również nad inteligentnym systemem, który po identyfikacji użytkownika będzie mógł pokazać mu najistotniejsze dla niego informacje, np. aktualną prognozę pogody, ostrzeżenia o utrudnieniach w ruchu czy lokalizację najbliższego parku. Tego typu rozwiązania czynią przestrzeń miejską bardziej atrakcyjną i przyjazną użytkownikowi. Są one jednym z elementów koncepcji smart city — miasta, w którym zostały uwzględnione nowoczesne technologie oraz zrównoważony rozwój. SEEDiA ma w planach również fotowoltaiczne śmietniki — będą one dziękować za każdym razem, gdy ktoś do nich coś wrzuci. Pozostaje jednak pytanie, czy jest to atrakcyjne i zabawne rozwiązanie, czy tylko zbędny wzrost zużycia energii (co prawda pochodzącej ze źródeł odnawialnych, ale nawet taki rodzaj produkcji energii wiąże się z oddziaływaniem na środowisko — chociażby na etapie produkcji instalacji) i wydatków? Start-up zamierza również produkować latarnie zasilane energią słoneczną — ten rodzaj wykorzystania fotowoltaiki jest w już Polsce stosunkowo dobrze znany.

Designerskie rozwiązania dobrze się sprzedają i cieszą się przychylnymi opiniami mieszkańców. Istnieje jednak druga strona medalu — aspekt estetyczny może utrudniać instalacjom OZE wkroczenie w przestrzeń miejską. Tak było w przypadku planów związanych z instalacją ławek w Krakowie przy Bulwarach Wiślanych, w części miasta, w której kwestie związane z zabytkami uniemożliwiły wprowadzenie na ten teren tego typu obiektów. Uznano je bowiem za niezgodne z dotychczas panującą tam stylistyką. Podkreśla to ważność kwestii zgodności instalacji z miejscowym zagospodarowaniem przestrzennym oraz planem konserwacji zabytków — bowiem lub zespoły elementy krajobrazu miejskiego również mogą być ustanowione zabytkiem.

Źródło: seedia.city

Energetyka słoneczna w mieście — o czym warto pamiętać?

Poza zastosowaniem fotowoltaiki w różnorodnych urządzeniach (takich jak ławki, parkometry czy podświetlenie billboardów) na uwagę zasługuje przede wszystkim instalowanie paneli fotowoltaicznych na dachach miejskich budynków. Przykładem są Indie, gdzie ok. 40% całości energii produkowanej ze słońca pochodzi nie z ogromnych farm fotowoltaicznych czy instalacji na obszarach wiejskich, ale właśnie z dachowych instalacji fotowoltaicznych na terenach przemysłowych i zurbanizowanych. Od azymutu dachu zależy, czy opłaca się na nim instalować panele. Kąt nachylenia dachu nie stanowi zwykle znaczącego przeciwwskazania dla instalacji fotowoltaiki — kąt nachylenia paneli da się dostosować za pomocą stelaży, bądź — przy większych możliwościach finansowych — zamontować system trackingu, dostosowujący kąt nachylenia panelu do wędrówki Słońca. Należy też sprawdzić, czy pobliska infrastruktura (np. inne budynki) bądź drzewa nie będą zacieniać planowanej instalacji. Dachy uczelni, bibliotek, pływalni, akademików, szkół są często dobrym miejscem do instalowania paneli fotowoltaicznych. Dzięki licznym dofinansowaniom na instalacje OZE, m.in. z funduszy europejskich i WFOŚiGW dla obiektów użyteczności publicznej takie inwestycje stają się coraz bardziej rozpowszechnione.

Źródło: Solar Curator

Interesującym zastosowaniem odnawialnych źródeł energii w mieście jest np. instalowanie paneli fotowoltaicznych na wiatach stacji benzynowych bądź myjni samochodowych, a także budynków firm oraz większych obiektów przemysłowych. Wiele firm nie decyduje się na zakup instalacji do produkcji własnej energii z prostego względu — firmy o bardzo dużym zużyciu energii mają korzystniejsze taryfy cenowe. Często więc uznają zakup instalacji, który zwróci się po 8 - 12 latach za inwestycję nieopłacalną, w związku z dużymi kosztami. Podobnie jak w przypadku gospodarstw domowych, tak samo w przypadku sprzedaży instalacji B2B w naszym kraju wielką rolę odgrywają dofinansowania.

Sztuczne drzewa wytwarzające energię z wiatru i słońca oraz turbiny inspirowane naturą

Francuska firma instaluje turbiny wiatrowe w kształcie drzew na paryskim Place de la Concorde.  Twórca wynalazku i założyciel firmy, Jérôme Michaud-Larivière wpadł na ten pomysł podczas spaceru po placu w Paryżu, kiedy „ujrzał, jak liście na drzewach drżą przy ledwie wyczuwalnych podmuchach wiatru”. Aby wykorzystać drobne prądy powietrza przepływającego pomiędzy budynkami i miejską infrastrukturą, stworzył sztuczne drzewa z zamontowanymi na nich licznymi turbinami wiatrowymi. Ma nadzieję, że będą one instalowane na deptakach, przydomowych podwórkach oraz w centrach miast. Drzewo energetyczne ma na celu skumulowany uzysk energii nawet przy słabym wietrze, dzięki zastosowaniu licznych mikroturbin o osi pionowej zamontowanych na jednej konstrukcji. Mają one niską prędkość startową, co sprawia, że zaczynają pracować już przy wietrze o nieznacznych prędkościach. Sztuczne drzewa o wysokości 8 metrów, używające maleńkich łopatek wewnątrz przypominających liście turbin o osi pionowej, prawdopodobnie zaczną przynosić wyraźne zyski po roku użytkowania.

Źródło: Renewable Energy News

O krok dalej poszli wynalazcy, którzy stworzyli sztuczne drzewa wytwarzające jednocześnie energię z wiatru i słońca. Inżynierowie z Brunel University w Londynie skonstruowali „drzewo energetyczne” z e – liśćmi, które wytwarzają energię ze słońca oraz poruszają się z powiewem wiatru, generując jednocześnie energię. Niemal 5 – metrowe drzewo może wytworzyć prawie trzykrotnie więcej energii, niż przeciętna rodzina zużywa w ciągu roku. Działa ono jak gigantyczny panel fotowoltaiczny połączony z turbiną wiatrową. Im bardziej słoneczny i wietrzny dzień, tym więcej wytwarza energii. E-liście są stworzone z cienkiego filmu fotowoltaicznego, zawiniętego w ochronną zieloną warstwę — wystarczająco wiotkie i elastyczne, aby poruszać się wraz z powiewami nawet lekkiego wiatru. Gałęzie oraz ogonki liści zawierają wstążki piezoelektryku umożliwiającego wychwytywanie energii kinetycznej, gdy się poruszają. Dzięki temu słońce, wiatr, a nawet krople deszczu przyczyniają się do wytwarzania energii przez innowacyjną instalację. Energia wytwarzana przez drzewo będzie transportowana poprzez podziemne kable do bezpośrednio do budynków. Nadwyżki energii mogą być magazynowane w akumulatorach i sprzedawane do sieci. Projektanci planują również wyposażyć je w pień, który zawierałby światła uliczne bądź akumulatory umożliwiające ładowanie samochodów elektrycznych i drobnych urządzeń elektronicznych.

Źródło: Power Magazine

Ujarzmić wiatr w mieście – turbina jak dzieło sztuki

Panujące w miastach turbulencje powietrza związane z dużą szorstkością terenu sprawiają, że zastosowanie dużych turbin wiatrowych byłoby nieefektywne. Optymalne do warunków miejskich są zatem mikroinstalacje wiatrowe – małe turbiny o poziomej bądź pionowej osi obrotu, często wkomponowane w architekturę tak jak w przypadku instalacji na budynku Centrum Energetyki AGH. Przy instalowaniu mikroturbin wiatrowych w mieście bardzo ważna jest lokalizacja. Warto wykorzystać konfigurację budynków jako element mogący przyspieszyć strumień powietrza, zamiast zmniejszać efektywność działania turbiny. Dzięki efektowi Bernoulliego powietrze dodatkowo przyspiesza, przechodząc przez przewężenia złożone np. z dwóch bloków lub domów, co stanowi kolejny walor dla lokalizacji małych turbin wiatrowych w takich miejscach. Ważna jest też odpowiednia wysokość instalowania turbiny. Dobrym przykładem tego jest “jachtówka” (mała turbina o osi poziomej) oraz świderkowata turbina o osi poziomej, zainstalowane na budynkach AGH przy Al. Mickiewicza i ul. Reymonta. Za granicą znane są przypadki montowania rzędu specjalnie do tego przeznaczonych mikroturbin na górnej krawędzi dachu bloków mieszkalnych.

Współczesna szeroka oferta mikroturbin wiatrowych umożliwia wybranie urządzenia charakteryzującego się małą prędkością startową oraz atrakcyjnym wyglądem. Szczególnie designerski jest „spiralny” Helix Wind bądź kulisty Energy Ball.

Źródło: Inhabitat

OZE w rozproszonym ciepłownictwie — sposób na walkę ze smogiem

Co jakiś czas uruchamiane są programy wsparcia dla osób chcących wymienić stary piec na bardziej przyjazne środowisku ogrzewanie. Tam, gdzie nie jest możliwe podłączenie ciepła sieciowego, można rozważać podłączenie pompy ciepła (np. powietrze — powietrze) bądź wysokowydajnego, nowoczesnego kotła na biomasę (np. pellet). Tego typu rozwiązania są szczególnie rekomendowane np. dla domów jednorodzinnych na przedmieściach. Do ogrzewania ciepłej wody użytkowej można użyć również kolektorów słonecznych — takie rozwiązanie z powodzeniem stosowane jest w jednym z krakowskich akademików. Dla gospodarstw domowych, w których zużycie ogrzanej wody jest w miesiącach letnich dużo niższe, rekomenduje się raczej ogrzewanie c. w. u. dzięki bojlerowi z grzałką zasilaną prądem produkowanym przez fotowoltaikę.

Elektromobilność dla mieszczucha

Coraz większe zainteresowanie elektromobilnością wynika głównie z problemami miast związanymi ze spalinami samochodowymi. To one w dużym stopniu odpowiadają za występujący w lecie smog (w przeciwieństwie do niskiej emisji będącym głównym sprawcą smogu zimowego). Podczas konkursu na projekt samochodu elektrycznego organizowanego przez Electromobility Poland nie zabrakło pomysłów na małe, łatwe do zaparkowania auto wymyślone specjalnie do jazdy po mieście. Wiadomo jednak, że oprócz walki z zanieczyszczeniami powietrza warto zwalczać również korki — rozwiązaniem jest wybieranie transportu miejskiego zamiast indywidualnego. Autobusy hybrydowe i elektryczne cieszą się coraz większą popularnością — niektóre mają panele fotowoltaiczne na dachu jako dodatkowe źródło energii.

Źródło: Renewable Energy News

Kulisty generator energii ze słońca, OZE dla sygnalizacji świetlnej oraz inne miejskie rozwiązania przyszłości

Rozpowszechnienie samochodów elektrycznych będzie pociągało za sobą rozwój infrastruktury ładowania, a co za tym idzie — zwiększone zapotrzebowanie na energię elektryczną. W tym przypadku interesującym rozwiązaniem mogą okazać się nie tylko wcześniej wspomniane drzewa energetyczne, ale również kulisty generator energii ze słońca — wynalazek architekta Andre Broessela umożliwiający wytworzenia znacznie większej ilości energii, niż tradycyjna fotowoltaika. Urządzenie działające na zasadzie CPV (concentrating photovoltaics) nie tylko jest wydajne, pięknie wygląda, ale również wielofunkcyjne — w nocy Ball Lens może się zamienić w lampę LED-ową wykorzystującą zaledwie kilka diod. Stanowi to kuszącą opcję wkomponowania wynalazku w miejską architekturę. Kiedy wejdzie do masowej sprzedaży, zapewne będzie cieszyć się sporą popularnością.

Źródło: Renewable Energy News

Przyszłością OZE w przestrzeni miejskiej jest poszukiwanie coraz bardziej różnorodnych zastosowań i rozwiązań — takich jak sygnalizacja świetlna zasilana energią słoneczną i wiatrem zainstalowana na przedmieściach Moskwy. Nowinki takie jak fotowoltaiczne dachówki o wydajności porównywalnej do zwykłych paneli fotowoltaicznej oraz znacznie niższej cenie również mogą się przyczynić do uczynienia przestrzeni miejskiej bardziej przyjazną środowisku i człowiekowi. Coraz popularniejsza staje się konwencja smart city, wpisująca się w strategię zrównoważonego rozwoju obszarów zurbanizowanych. Uwzględnia ona nowe technologie, nowoczesny transport, efektywność energetyczną budynków, a także zastosowanie odnawialnych źródeł energii w miastach. Wiadomo, że aby zmniejszyć zanieczyszczenie powietrza, potrzebne są zintegrowane działania prawne, techniczne oraz wiele inwestycji. Jest jednak wiele mniejszych kroków, które można podjąć w drodze ku miastu bardziej przyjaznemu środowisku i ludziom — jednym z nich jest wprowadzenie OZE w przestrzeń miejską i do codziennego życia mieszkańców miast.

Aleksandra Stelmach,  redakcja Globenergia.pl

Redakcja GLOBEnergia