Lūdzu, ņemiet vērā, ka raksts ir vairāk nekā piecus gadus vecs un ir pārvietots uz mūsu arhīvu. Mēs neatjauninām arhīvu saturu, tāpēc var būt nepieciešams meklēt jaunākus avotus.
Pieaug dabasgāzes, mazuta, akmeņogļu, dīzeļdegvielas un kūdras cenas, un līdz ar to aug arī apkures izmaksas. Arvien aktuālāks kļūst arī jautājums par līdz šim lietoto apkures veidu ietekmi uz ekoloģisko situāciju, tāpēc zinātnieki pasaulē, arī Latvijā, strādā pie tā, lai radītu apkures sistēmu, kas būtu lētāka un vienlaikus neradītu kaitējumu apkārtējai videi.
Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) Enerģētikas un elektrotehnikas fakultātē habilitētās inženierzinātņu doktores, Vides aizsardzības un siltuma sistēmu institūta direktores profesores DAGNIJAS BLUMBERGAS vadībā tapis projekts par saules kombisistēmas modelēšanu vienģimenes māju apkurei.
Lēta un videi draudzīga apkure
Līdz šim par vienģimenes māju apkures sistēmas enerģijas avotu tika izmantotas krāsnis vai apkures sistēmas ar katlu. Apkurei joprojām bieži tiek izmantota dabas gāze, bet tā ir t. s. fosilais kurināmais, kas izraisa siltumnīcas efektu, turklāt gāzes krājumi nav neierobežoti. Daudzās pasaules valstīs zinātnieki strādā pie tā, lai apkurē arvien vairāk izmantotu atjaunojamos energoresursus, un viens no tiem ir saules enerģija.
Latvijā, īpaši aukstajā sezonā, saule mūs priecē diezgan maz, tāpēc, lai ar saules enerģiju nodrošinātu apkuri, ir svarīgi to uzkrāt laikā, kad tās ir pietiekami, un tad, kad saules enerģijas ir mazāk, izmantot iekrātos saules resursus. Lai nodrošinātu saules enerģijas uzkrāšanas procesu, ir nepieciešama akumulācijas tvertne jeb stratifikators. Sistēmas darbības pamatā ir "stratifikācija", t. i., noslāņošana. Uz jumta uzstāda saules kolektoru, kas savienots ar ūdens tvertni nama pagrabtelpā. Akumulācijas tvertnē veido vairākus ūdens slāņus, kas novietoti viens virs otra un atšķiras ar temperatūras vērtībām. Tvertnē saules enerģijas sasildītais ūdens tālāk cirkulē pa siltuma apgādes sistēmu. Tas ir ļoti vienkāršots šīs sistēmas apraksts.
Mājas īpašnieks, apsverot plānu sava nama apsildīšanai izmantot saules enerģiju, vispirms tomēr vēlēsies zināt, vai tiešām ar Latvijas saules resursiem pietiks apkures nodrošināšanai? Neviens nama saimnieks taču nebūs ar mieru savā namā uzstādīt akumulācijas tvertnes saules enerģijas uzkrāšanai, ieguldīt šajā sistēmā lielus līdzekļus, ja nebūs drošs, ka ar esošajiem saules enerģijas resursiem var nodrošināt apkuri. Tāpēc, pirms pieņemt lēmumu par apkures veidu savā mājā, zinātnieki aicina namīpašniekus izvērtēt, vai mājai ir nodrošināta pietiekama siltuma izolācija, cik plašs ir šis nams un cik enerģijas tas patērē. Ja mājai ir lieli siltuma zudumi, tās pilnvērtīga efektīva apsildīšana nebūs iespējama ne ar dabas gāzi, ne ar saules enerģiju, ne arī ar kādu citu apkures veidu. Vispirms ir jāsakārto pats nams. Pētnieku veiktās aplēses liecina, ka, piemēram, Dānijā, Zviedrijā un Norvēģijā saules ir vēl mazāk nekā Latvijā, bet šajās valstīs jau sekmīgi darbojas saules apkures sistēmas.
Saules siltums + granulu katls
Aukstajos un pelēkajos ziemas mēnešos patiešām var pienākt brīdis, kad ar esošo saules enerģiju ir par maz, lai nodrošinātu pietiekamu apkuri, tāpēc zinātniskā projekta autori meklēja veidu, kā paralēli apkurei, ko nodrošina saules enerģija, nodrošināt vēl citu siltumenerģijas avotu. Tieši tāpēc projekta nosaukums ietver vārdus "saules kombisistēma", un tas nozīmē, ka paralēli saules enerģijai ēkas apsildīšanai vajadzības gadījumā tiek izmantots granulu katls. Granulu katlu nepieciešams izmantot īslaicīgi un zemā temperatūrā tajos brīžos, kad saules enerģijas ir vismazāk. Šajā projektā izmantotais granulu katls strādā ar augstu energoefektivitāti un darbojas automātiskā režīmā, atbilstoši ieslēdzoties vai izslēdzoties tad, kad gaisa temperatūra telpās pazeminājusies vai sasniegusi vajadzīgo līmeni. Šajā sistēmā konsekventi neizmanto gāzi vai citu fosilā kurināmā veidu, jo projekta mērķis ir izvairīties no jebkura kurināmā, kas nav videi draudzīgs.
Visnozīmīgākā saules kombisistēmas apkurē ir kopējās apkures sistēmas optimizācija. Būtisks tehniska rakstura jaunums ir arī šajā sistēmā izmantotie neliela izmēra stratifikatori. Gaisa temperatūra mājoklī, izmantojot āra gaisa temperatūras sensorus, tiek regulēta automātiski, telpu apsildīšanu regulē ventiļi un regulatori, kas šo procesu padara iespējami mūsdienīgu un vienkāršu. Saules kombisistēma apkuri nodrošina tik daudz, lai telpās būtu silti, ērti un patīkami, turklāt šis apkures veids ēku gan apsilda, gan arī nodrošina tās iemītniekus ar karsto ūdeni. Karstā ūdens ieguvei pietiek gandrīz tikai un vienīgi ar saules enerģiju, turklāt Rīgas Tehniskās universitātes Enerģētikas un elektrotehnikas fakultātes izstrādātajā projektā apkures sistēma un ūdens uzsildīšanas tvertne ir apvienota vienotā sistēmā.
Viens no saules kombisistēmas apkures projekta uzdevumiem bija izstrādāt tehnoloģiju, ar kuru no saules var paņemt maksimāli daudz enerģijas. Gan teorētiski, gan laboratorijas apstākļos tika veikti aprēķini un eksperimenti par to, cik daudz enerģijas procentuāli ir iespējams iegūt no saules. Aplēsts, ka, izmantojot saules enerģiju, maksimāli var nodrošināt aptuveni 75 procentus no kopējā ēkas siltumenerģijas patēriņa, bet patlaban radītā sistēma spēj nodrošināt 30 līdz 40 procentus no kopējā mājas apkures siltumenerģijas patēriņa. Saules kombisistēmas uzstādīšana nav lēta, bet jāņem vērā, ka ieguldītie līdzekļi neilgā laika posmā atmaksāsies, jo saules enerģija ir iegūstama par brīvu.
... un intensīvs Latvijas zinātnieku darbs
Rīgas Tehniskās universitātes Enerģētikas un elektrotehnikas fakultātes docētāji un studenti projekta izstrādei par saules kombisistēmas izmantošanu vienģimenes māju apkures sistēmā pievērsās, pateicoties Dānijas Tehniskās universitātes un Oslo universitātes iniciatīvai. Šajās universitātēs, balstoties uz atšķirīgiem principiem un izmantojot citus papildu apkures veidus, tiek veikti līdzīgi pētījumi.
Noslēgusies RTU dalība Ziemeļvalstu enerģijas izpētes programmā. Četrus gadus ilgā dalība šajā programmā RTU Enerģētikas un elektrotehnikas fakultātes docētājiem un studentiem sniedza daudz jaunu zināšanu, un, balstoties uz tām, viņi nu spēj patstāvīgi strādāt un veikt turpmākus pētījumus.
Projekta par saules kombisistēmas modelēšanu vienģimenes māju apkurē galvenais izpildītājs ir RTU Enerģētikas un elektrotehnikas fakultātes doktorants itālietis Klaudio Rošā, kurš par šo tēmu šogad aizstāvēs promocijas darbu. Patlaban Klaudio Rošā Rīgas Tehniskajā universitātē veic pētnieka darbu un strādā arī ar vairākiem maģistrantiem, kas turpina siltumenerģētikas jomā aizsāktos projektus. Klaudio Rošā vadībā izstrādātais RTU absolventa Edija Granta bakalaura darbs ieguva 1. vietu Rīgas domes izsludinātajā studentu zinātniskās izpētes darbu konkursā. 2007. gadā šā projekta autori Latvijā noorganizēja 11. starptautisko konferenci "NORTHSUN 2007", kas palīdzēja arī Latvijas sabiedrībā radīt plašāku izpratni par saules enerģijas izmantošanas iespējām ziemeļvalstīs un Latvijā.
Ārzemēs saules kombisistēma apkurē tiek lietota jau diezgan plaši. Šāda veida apkure ir populāra arī Norvēģijā, Dānijā un Zviedrijā, tikai tehniskais risinājums apkures sistēmās dažādās valstīs ir atšķirīgs. Piemēram, Norvēģijā tiek būvētas dažādu krāsu ēkas – tumši zilas vai tumši zaļas – ar saules kolektoriem sienās. Tumšā krāsa spēj absorbēt vairāk saules enerģijas. Oslo eksperimentē ar materiāliem un krāsām un šajā jomā strādā ļoti nopietni. Atšķirīgs ir arī veids, kā iegūto saules enerģiju iespējams racionāli savākt un izmantot. Piemēram, Lundas universitāte veido sfēriskus kolektorus, kas saules enerģiju palīdz savākt koncentrētāk. Latvijā, veidojot saules kombisistēmas apkuri, tiek meklēts mūsu valstij optimālais variants, ņemot vērā mūsu specifiskos apstākļus un ekonomisko situāciju.
Pirmā saules apkures sistēma
Patlaban jau ir noskatīta pirmā privātmāja Rīgā, kurā, vienojoties ar tās īpašnieku, apkures nodrošināšanai tiks ierīkota saules kombisistēma. Tas būs pirmais šāds eksperimentālais modelis. Patlaban vēl tiek veikti pēdējie sistēmas pārbaudes un slīpēšanas darbi laboratorijā, jo, kā sarunas laikā uzsvēra profesore Dagnija Blumberga, zinātnieki ļoti vēlas, lai pirmais pilotprojekts norit bez aizķeršanās un kļūmēm. Par iespēju savu māju apkurei izmantot saules enerģiju jau šobrīd interesējas daudzi cilvēki. Katru nedēļu RTU Enerģētikas un elektrotehnikas fakultātē atskan 10 līdz 15 tālruņa zvani ar jautājumu – kad mēs savā namā varēsim izmantot šo jauno tehnoloģiju?
Projekta izstrādei par saules kombisistēmas modelēšanu vienģimenes māju apkurei Rīgas Tehniskās universitātes pētnieki profesores Dagnijas Blumbergas vadībā ir veltījuši trīs intensīva darba gadus.