Vides Vēstis
Viss atpūtai dabā
Dabas dati

Bioloģiski!
 

 

 
 

Izdrukāt

Par šo rakstu saņemtas 6 atsauksmes
Apskatīt atsauksmes · Pievienot atsauksmi

Saules kolektori Aizkrauklē

Aizkraukles novada ģimnāzijas 11.b klases skolnieka Jāņa Dzeņa pētnieciskais darbs konkursam «Par atjaunojamo dabas resursu izmantošanu enerģijas ražošanā» ieguvis 2.vietu un «Vides Vēstu» speciālbalvu


Ar katru gadu arvien vairāk izsīkst fosilo energoresursu krājumi pasaulē. Zinātnieki ir aprēķinājuši, ka to varētu pietikt vēl aptuveni 40 gadiem, bet, lai tie atjaunotos, jāpaiet vairākiem miljoniem gadu. Cilvēce tik ilgu laiku nevar gaidīt, tādēļ jāmeklē alternatīvas. Es savu pētījumu veicu par saules kolektoriem, kas izvietoti uz Aizkraukles novada ģimnāzijas un Aizkraukles katlumājas jumta. Aizkrauklē izvietoti 153 m² saules kolektoru: 33 m² uz ģimnāzijas jumta un 120 m² uz katlumājas jumta. Uz skolas jumta novietoti 15 Saules radiācijas uztvērēji vienā rindā, slīpi (45°) pret dienvidiem vērsti, tā, lai tie spētu uztvert saules starus no saullēkta līdz saulrietam.


 

Saules kolektori pagaidām nav tas enerģijas ieguves avots, ko cilvēki izvēlētos kā lētu un dabisku siltuma ieguves veidu, jo to ierīkošana ir vismaz 2,5-3 reizes dārgāka par gāzes vai elektrības apkuri. Taču pēdējā laikā saules enerģijas ieguvei tiek pievērsta arvien lielāka uzmanība. Tas skaidrojams ar straujo cenu celšanos fosilajam kurināmajam. Ja tās celsies šādos tempos, tad vēl mūsu dzīves laikā saules kolektori uz katra nama jumta būs ierasta aina.

Šo energosistēmu ir izdevīgi izvietot vietās, kur siltais ūdens tiek patērēts regulāri, jo kolektors saražo tik enerģijas, cik tiek patērēts. Kad ieregulētā temperatūra ir sasniegta, kolektors atslēdzas un atkal ieslēdzas tad, kad temperatūra ir kritusies – kāds ir lietojis silto ūdeni. Kā jau minēju, šis kolektors ir uzstādīts skolā, un vasarā, kad saules visvairāk, skolā nav jāiet. Nav jāiet arī sestdienās, svētdienās un svētku dienās. Šā iemesla dēļ tiek zaudēta daļa enerģijas. Lai no tā izvairītos, kolektori piemērotāki ir lauksaimniecībā siena un graudu žāvēšanai, kur nepieciešamā temperatūra ir 20°-50oC, ūdens sildīšanai peldbaseinos 20°-40°C, privātmājās karstā ūdens sagatavošanai un apkurei 20°-70°C un lielas jaudas kolektoru sistēmās vairāku māju siltuma apgādei un centralizētās siltumapgādes sistēmās 20°-90°C.

Saules kolektoru ietekme uz vidi

Saules kolektori ir videi draudzīgākais enerģijas ieguves veids, jo netiek radīts nekāds piesārņojums: ne ķīmiskais, ne fizikālais, ne radiācijas un pat ne estētiskais. Saules kolektori pat piešķir skolas ēkai savdabīgu noformējumu, ko ar lepnumu var rādīt ciemiņiem. Latvija ir piemērota šim enerģijas ieguves veidam, to pierāda pievienotā tabula.

Tā kā Latvijā tiek ražoti saules kolektori, tos var iegādāties ikviens zaļi domājošs cilvēks. Pie mums vienīgi neražo cirkulācijas sūkņus un elektroniku, bet tos piedāvā vācu firma «Viessmann», kuras pārstāvniecība atrodas Rīgā.

Saules kolektoru darbības princips

Saules starojuma enerģija iziet cauri kolektora stikla aizsargvirsmai, tiek uztverta un pārveidota siltuma enerģijā. Iegūtā siltuma enerģija tiek izmantota caur kolektoru plūstošā siltuma nesēja (ūdens vai antifrīza) uzsildīšanai. Kolektori konstruēti tā, lai enerģija tiktu uztverta un izmantota pēc iespējas lietderīgi. Šādu energosistēmu lietderības koeficients ir 75%.

Sistēma sastāv no pieciem mezgliem: saules kolektoriem, akumulācijas tvertnes, izplešanās tvertnes, vadības bloka un cirkulācijas sūkņiem. Akumulācijas tvertnes, kas atrodas Aizkraukles novada ģimnāzijā, tilpums ir 2000 l. Ja ūdens akumulācijas tvertnē ir atdzisis, tas tiek aizvadīts uz siltummaini, kur to atkal sasilda un atvada atpakaļ.

Saules kolektoru efektivitāte

Lai runātu par šīm tēmām, ir sīkāk jāiepazīstas ar to, kādā veidā kolektori uztver saules starojumu. Globālais starojums sastāv no tiešā un izkliedētā starojuma. Tiešais (kad spīd saule) starojums ir saistīts ar saules staru virzienu. Izkliedētais (kad apmācies) starojums veidojas, molekulām un daļiņām atmosfērā visos virzienos izkliedējot tiešos saules starus. Saules radiācijas ilgums un intensitāte ir atkarīga no gadalaika, klimatiskajiem apstākļiem un ģeogrāfiskā stāvokļa. Gada globālais starojums uz horizontālas virsmas saules joslas reģionos var sasniegt 2200 kWh/m². Ziemeļeiropā saules starojuma maksimālais lielums ir 1100 kWh/ m².

Maldīgs ir priekšstats, ka kolektori ražo siltumu tikai saulainās dienās. Kā piemēru var minēt to, ka siltumnīcā ir silts arī tad, kad ir apmācies, jo tad siltums tiek saņemts ar tā saukto izkliedēto starojumu.

Ja laiks ir apmācies 3-4 dienas, ūdens temperatūra ir 30-40°C, ja saulains – 80-100°C. Praktiski darbojas 6-7 mēnešus, no marta līdz oktobrim. Laikā no oktobra līdz februārim, kad netiek ražota siltuma enerģija no saules radiācijas, tā tiek saņemta no Aizkraukles siltumapgādes sistēmas.

Kā liecina daudzu gadu pieredze un eksperimenti, Latvijai saule varētu dot pietiekami daudz enerģijas. Saules radiāciju var izmantot no 1700 līdz 1900 stundām gadā. Saules globālā radiācija mūsu platuma grādos mainās atbilstoši sezonām:

  • no maija līdz septembrim no 1 m2 saules kolektora var iegūt 700-740 kWh/m²;
  • no oktobra līdz aprīlim – 200-240 kWh/m²;
  • no novembra līdz februārim – 40-50 kWh/m².

Latvijā ražots firmas «Energi-R» kolektors maksā Ls 75/m², bet Dānijā ražots – Ls 120/m². Izmaksās ietilpst arī cirkulācijas sūkņu un automātikas iegāde.

Trīs četru cilvēku ģimenei pietiktu ar 6 m2 saules kolektoriem. Izmaksas kopā ar automātiku – aptuveni Ls 600. Uzturēšanas izmaksas pirmos piecus gadus ir 0,5–1% no kopējām.

Kolektora 1 m² jauda ir 1100 kWh. Gada laikā no 1 m2 saražo vidēji 400 kWh. Aizkraukles katlumājas izstrādātā enerģija gada laikā ir 48 MWh, Aizkraukles novada ģimnāzijas – 13 MWh. Katlumājas gāzes ietaupījums ir aptuveni 7000 m³ gāzes, kas maksā Ls 500, skolas ietaupījums – 2000 m³ gāzes jeb Ls 120 gadā.

Saules kolektoru plusi un mīnusi

+ Saules enerģijas izmantošanai pasaulē pēdējos gados pievērš pastiprinātu uzmanību, un viens no galvenajiem iemesliem tam ir citu enerģētisko resursu pastāvīgā sadārdzināšanās.

+ Energoresursu cenu pieaugums ir ak-tuāla problēma arī Latvijā, tāpēc saules enerģija varētu būt laba alternatīva.

+ Iekārtas ir piemērotas Latvijas klimatiskajiem apstākļiem.

+ Saules enerģija nepiesārņo dabu. 20 gadu laikā 1 m² saules kolektoru novērš 3 t CO2 kaitīgo izmešu.

+ Relatīvi ilgs kalpošanas laiks – 25-30 gadi (nolietojas automātika, sūkņi).

+ Zemas ekspluatācijas izmaksas.

– Pašreizējās siltuma enerģijas cenas, salīdzinot ar saules enerģijas izmantošanas iekārtām, ir 2,5-3 reizes mazākas.

– Sabiedrība vairās pieņemt šo enerģijas ražošanas veidu, tāpēc tā attīstība tiek bremzēta.

Pagaidām ar saules enerģijas izmantošanu ietaupīt nevar, bet drīzā nākotnē tā noteikti būs. Turklāt saules kolektori ir viens no videi draudzīgākajiem enerģijas ieguves avotiem. Cilvēka paša ziņā ir izlemt, vai turpināt izmantot fosilos energoresursus, tupināt piesārņot vidi un nedomāt par nākamajām paaudzēm, vai arī sākt jau laikus domāt par vides stāvokļa uzlabošanu. Es ceru, ka no mūsu skolas piemēru varētu ņemt citas Latvijas skolas, jo tā skolēnos tiktu radīta interese par vides aizsardzību. Un šie jaunieši būs tie, kas nākotnē pieņems svarīgus lēmumus, un varbūt kāds no tiem būs saistībā ar alternatīvās enerģijas ieviešanu Latvijā. •