Realizacja pierwszego w Polsce firmowego budynku produkcyjno-usługowego jako plusenergetycznego i niezależnego energetycznie.

Opis obiektu

Jest to budynek, w którym znajduje się część biurowa, socjalna, sala szkoleniowa, hala produkcyjno-magazynowa, a także część laboratoryjna oraz R&D.

Budynek w wysokim standardzie energetycznym

W celu optymalizacji zużycia energii materiały zastosowane do budowy zostały starannie dobrane. W związku z tym zastosowano m.in.

  • szyby pochłaniające promieniowanie słoneczne, dzięki czemu zapewniono: optymalną temperaturę w pomieszczeniach, zmniejszenie kosztów wentylacji i klimatyzacji zmniejszenie przepuszczalności promieniowania UV
  • energooszczędne materiały: płyty warstwowe na ściany i dach hali produkcyjno-magazynowej, zwarta bryła budynku bez elementów typu balkony, najwyższej jakości materiały a także izolacja cieplna spełniająca już nowe normy na rok 2021 pozwalają na zmniejszenie zapotrzebowania na ciepło i chłód w budynku.

Rozwiązania

1) Instalacja fotowoltaiczna na dachach, elewacji, carportach

Podstawowym źródłem energii są instalacje fotowoltaiczne.

W celu obniżenia kosztów budynku oraz użytkowania instalacji elektrycznych warto dobierać odpowiednie rozwiązania już na etapie projektowania. Może okazać się w praktyce, że nie tylko samo ukierunkowanie budynku czy jego lokalizacja są istotne. Bardziej szczegółowym, ale praktycznym czynnikiem wpływającym na cenę jest rodzaj pokrycia dachu czy też jego nachylenie.

W naszym przypadku wybraliśmy dach dwuspadowy pokryty warstwową płytą trapezową, zapewniając pożądaną izolację. Dodatkowo przetłoczenia trapezowe umożliwiły dobranie dedykowanego systemu montażowego i obniżenie kosztów montażowych w porównaniu np. do dachu płaskiego, który wymaga konstrukcji podnoszącej kąt modułów.

Podobnie jak w naszym przypadku, przy montażu modułów fotowoltaicznych warto rozważać zabudowę elewacji budynku czy też zagospodarowanie miejsc postojowych poprzez zabudowę carportów stanowiących zadaszenie dla samochodów. Funkcjonalność konstrukcji niezależnych od budynku, jak carport, może mieć dodatkowe znaczenie w przypadku, gdy chcemy jeszcze bardziej zoptymalizować ukierunkowanie modułów PV.

2) System magazynowania energii w baterii wykonanej w technologii litowo-jonowej

W celu właściwego zarządzania energią wykorzystano baterię akumulatorów o pojemności 130 kWh użytkowej wraz z układem falowników i automatyką sterującą. System gromadzi nadwyżki energii w ciągu dnia lub np. w dni wolne od pracy w baterii akumulatorów do wykorzystania w następne dni, a dodatkowa nadprodukcja oddawana jest do operatora w celu magazynowania długoterminowego na zasadach opustów (na miesiące zimowe). Jest to hybrydowy, inteligentny system do zastosowań firmowych łączący zalety bezpiecznej, bardzo żywotnej technologii magazynowania energii, łatwość obsługi i najnowsze rozwiązania techniczne.

Zastosowane baterie litowo-żelazowo-fosforanowe z 10-letnią gwarancją wydajności i żywotności na 20-25 lat nie wymagają specjalnych pomieszczeń, idealnej temperatury oraz zapewnienia systemu wentylacji.

System magazynowania zapewnia maksymalną autokonsumpcję, a także pracę off-grid bez sieci publicznej. Stałe obciążenie systemu może sięgać 90 kW, a w krótszych okresach czasu znacznie więcej. Układ ma możliwość modułowej rozbudowy nawet do kilkuset kWh. Maksymalny prąd wyjściowy to 150A, a sprawność systemu magazynowania wynosi powyżej 95%.

Czy system magazynowania kiedyś się zwróci? Głównym zadaniem systemów magazynowania jest optymalizacja zużycia własnego, awaryjne źródło zasilania, niwelowania zapotrzebowania szczytowego, a także stabilizacja parametrów sieci.

Znamy przypadek firmy produkcyjnej, gdzie podczas procesu produkcyjnego każdy zanik napięcia kosztował kilkadziesiąt tysięcy złotych, ponieważ odlewane formy nadawały się do wyrzucenia, przerwa w pracy wynosiła kilka godzin, a generatory spalinowe ze względu na czas rozruchu nie były w stanie rozwiązać problemu.

Generalnie w każdym przypadku odpowiednio zaprojektowany system magazynowania energii z trybem back-up pozwoli na znaczne zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego i generowanie oszczędności.

Dodatkowym benefitem jest zwiększenie autokonsumpcji wytwarzanej energii, zamiast oddawania jej nadmiaru do operatora i odbierania jej nawet chwilę później pomniejszonej o 30%. Taki system zabezpiecza nas również na przyszłość na wypadek zmian w proporcjach energii oddanej do operatora do odzyskanej, czyli tzw. systemu opustów.

Nie jest to pierwsza realizacja firmy SOLSUM w zakresie komercyjnych systemów przechowywania energii. W systemach magazynowania energii SOLSUM specjalizuje się już od ponad 8 lat. Ta wizjonerska firma zrealizowała kilka lat temu największy wówczas w Polsce system magazynowania energii w połączeniu z farmą fotowoltaiczną m.in. na cele oczyszczalni ścieków, gdzie także zanik zasilania w przepompowni prowadzi to problemów natury finansowej i ekologicznej.

System magazynowania energii, realizacja: SOLSUM.

Screen z systemu zarządzania wraz z wykresem przepływu energii.

Z uwagi na ciągłą specjalizację w zakresie fotowoltaiki sieciowej i systemów magazynowania energii coraz częściej pomagamy naszym klientom łączyć ze sobą dwa aspekty: produkcję energii elektrycznej i ewentualne jej gromadzenie w magazynach energii, a także efektywne jej wykorzystywanie w firmach i gospodarstwach domowych. Jednym z rozwiązań wdrożonych również w naszej firmie jest ogrzewanie budynku i przygotowanie CWU z pompy ciepła.

Nieustanny rozwój technik grzewczych w pompach ciepła czyni je coraz częściej wybieranym źródłem w odniesieniu do rozwiązań na paliwa kopalne. Nie bez znaczenia dla tego sektora jest również trend wzrostu produkcji i sprzedaży pomp ciepła typu powietrze woda, które poprzez wysokosprawne sprężarki oraz systemy zarządzania przepływem czynnika chłodniczego osiągają dużą efektywność na tle pomp gruntowych.

Jako firma Solsum zajmujemy sie doborami i projektowaniem systemów opartych na pompach ciepła, dlatego i takiego rozwiązania nie mogło zabraknąć w naszym obiekcie firmowym.

3) Pompa ciepła + klimakonwektory

Pompa ciepła typu powietrze-woda zapewnia ogrzewanie, CWU, a także chłodzenie. Dzięki systemowi automatyki sterującej można łatwo zarządzać poszczególnymi częściami budynku. Dodatkowo pompa ciepła potęguje efekt fotowoltaiki i z 1 kWh otrzymanej energii dostarcza średnio 3-4 kWh ciepła, czyli 3-4 razy więcej niż grzałka elektryczna.

Pompa ciepła została tak dopasowana, jeśli chodzi o moc grzewczą/chłodniczą, aby nie było konieczności zapewniania drugiego źródła w celu zapewniania ogrzewania lub chłodzenia i gwarantuje ogrzewanie do temp. -28℃.

W przypadku pompy ciepła nie ma dodatkowych opłat za przyłącza jak np. w przypadku gazu, co wiąże się z dodatkowymi kosztami, jak również konieczności budowy komina, co także obniżyło koszt budowy, a brak komina to brak zacienienia, zatem więcej miejsca na panele fotowoltaiczne.

Więcej o pompach ciepła na stronie SOLSUM (link).

Dzięki zastosowaniu klimakonwektorów współpracujących z pompą ciepła zapewniane jest zarówno ogrzewanie jak i chłodzenie pomieszczeń i brak konieczności montażu osobnego systemu klimatyzacji budynku, co dodatkowo obniżyło koszty na etapie budowy. Klimakonwektory w zależności od pomieszczenia są w wersji ściennej, podłogowej lub sufitowej z przeznaczeniem do zabudowy, co szczególnie w pomieszczeniach otwartych np. open space może być kluczowe.

Klimakonwektor współpracujący z pompą ciepła, zapewniający funkcję grzania i chłodzenia – wersja ścienna.

Klimakonwektor współpracujący z pompą ciepła, zapewniający funkcję grzania i chłodzenia – wersja podłogowa.

4) Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła:

Efektywny odzysk ciepła/chłodu z powietrza usuwanego z budynku. W budynku wykorzystuje się mechaniczną wentylację z odzyskiem ciepła (rekuperator). Większość ciepła obecnego w powietrzu usuwanym jest przekazywana do napływającego powietrza świeżego (roczna sprawność odzysku ciepła może wynosić ponad 85%).

Taka wentylacja zapewnia w pełni kontrolowaną wentylację pomieszczeń, najwyższy komfort użytkowy, a także niższe koszty ogrzewania o 15-20% w porównaniu z tradycyjnymi rozwiązaniami.

Ponadto zapewnia odpowednią ilość tlenu w pomieszczeniach biurowych i sali szkoleniowej, co ma zasadniczy wpływ na komfort i jakość pracy, a także znacznie zmniejsza ryzyko np. powstania pleśni na ścianach pomieszczeń, dodatkowo dzięki filtrom HEPA w układzie rekuperacji w pomieszczeniach jest dokładnie przefiltrowane powietrze o odpowiedniej jakości (wilgotności i czystości).

Schemat z systemu rekuperacji z parametrami

5) Stacje ładowania samochodów elektrycznych

Energia z instalacji fotowoltaicznej jest także bezpośrednio (w ciągu dnia) lub z baterii akumulatorów zużywana do ładowania samochodów elektrycznych i elektrycznego wózka widłowego.

Przykład rozwiązania na stronie SOLSUM (link).

Na parkingu zamontowany został też 4-stanowiskowy carport fotowoltaiczny, na którego dachu znajdą się moduły fotowoltaiczne w technologii BIPV, zapewniający zadaszenie, a jednocześnie produkcję energii.

W osobnym artykule przedstawimy także opis i więcej zdjęć dotyczących carportu, ponieważ zastosowano tam kilka nowości, które również będą dostępne w naszej ofercie.

Carport – realizacja SOLSUM.

6) Biologiczna oczyszczalnia ścieków

To rozwiązanie sprawia, że nie ma dodatkowych kosztów wywozu nieczystości, a odzyskaną wodę można wykorzystać do podlewania trawnika. O wysokość trawnika dba robot koszący, ładowany oczywiście prądem z instalacji fotowoltaicznej.

Inne korzyści ze stosowanie niskoemisyjnych rozwiązań to wzrost wartości budynku. Badania przeprowadzone na rynku nieruchomości w stanie Nowy York pokazały, że każde obniżenie kosztów eksploatacji budynku o 100 dolarów rocznie powoduje wzrost jego wartości finansowej o 2000 dolarów.

Roczna oszczędność na rachunkach w prezentowanym obiekcie przekroczy 60 000 zł w stosunku do ogrzewania budynku gazem i braku fotowoltaki, pompy ciepła, stacji ładowania aut elektrycznych, zatem koszt instalacji zwróci się po pierwszych kilku latach.

Dzięki zastosowaniu ww. rozwiązań budynek jest PLUSENERGETYCZNY, a także ZEROEMISYJNY, nie obciąża środowiska naturalnego i stanowi przykład na to, że budynki firmowe już dziś mogą być komfortowe i nowoczesne, a jednocześnie oszczędne w utrzymaniu oraz przyjazne otoczeniu, co doskonale wpisuje się w naszą filozofię i misję firmy.

Przydatne linki: