Εξοικονόμηση Ενέργειας - Μέρος 2ο - Ζεστό νερό

Εισαγωγή 

Η συσκευή με τη μεγαλύτερη ωριαία κατανάλωση ενέργειας σε μία κατοικία είναι ο ηλεκτρικός θερμοσιφωνας. Η μέση απαίτηση σε ζεστό νερό, ανά άτομο, ανά ημέρα κυμαίνεται από 90 ως 160 λίτρα. 

Τι σημαίνει αυτό σε ενέργεια; Ποία είναι η εξοικονόμηση σε ενέργεια ανά έτος με την τοποθέτηση ενός ηλιακού θερμοσιφωνα; Ποιες είναι οι απαιτήσεις σε χωρητικότητα; Ποιός ο προσανατολισμός και η κλίση των συλλεκτων για τη βέλτιστη απόδοση εντός του έτους; 

Απαιτήσεις Ενέργειας 

Για μία τετραμελη οικογένεια οι απαιτήσεις σε ζεστό νερό κυμαίνονται απο 350 ως 600 λίτρα την ημέρα.

Η ιδεατη θερμοκρασία του ζεστού νερού είναι κάτι το υποκειμενικο. Αν και μία ευρέως αποδέκτη τιμή είναι περί των 55 βαθμών Κελσίου.

Η μέση θερμοκρασία του νερού στο δίκτυο κυμαίνεται απο 10 βαθμούς το χειμώνα ως και 25 βαθμούς το καλοκαίρι για την περιοχή των Αθηνών. Πολύ κοντά στη μέση τιμή της ατμοσφαιρικής θερμοκρασίας και όχι ιδιαίτερα μακριά απο τη μέση θερμοκρασία του νερού στη θάλασσα. 

Με μία μέση τιμή της θερμοκρασίας στους 18 βαθμούς Κελσίου και με επιθυμητή τιμή στους 55 βαθμούς απαιτείται η θέρμανση του νερού κατά 37 βαθμούς περίπου. Για ένα λίτρο νερού αυτό συνεπάγεται σε ενέργεια περίπου ίση με 1 kcal. Φυσικά και η πίεση, η θερμοκρασία του νερού κ.λπ., επηρεάζουν την κατανάλωση ενέργειας αλλά για λόγους ευκολίας θα θεωρησουμε την τιμή αυτή σταθερή στο φάσμα των θερμοκρασιών για το οποίο αναφερόμαστε.

Για να θερμανουμε λοιπόν τα 475 λίτρα νερού κατά 37 βαθμούς χρειάζονται 17,575 kcal ή 20.44 kWh. Μία διόλου ευκαταφρόνητη ποσότητα ενέργειας.

Ετησίως η απαίτηση σε ενέργεια για την παροχή ζεστού νερού υπολογίζεται ίση με 7,500 kWh.

Η ευτυχία της Ελλάδας είναι οτι οι απαιτήσεις σε ζεστό νερό είναι πολύ χαμηλότερες. Η μέση κατανάλωση ανά άτομο δεν υπερβαίνει τα 120 lt την ημέρα. Με το ζεστό νερό να καλύπτει το ήμισυ των αναγκών κάθε οικογένειας.

Εδώ και χρόνια δε, η θερμοκρασία του ζεστού νερού σπάνια θα ξεπεράσει τους 50 βαθμούς οπότε και οι απαιτήσεις ανυψωσης της θερμοκρασίας δεν υπερβαίνουν τους 30 βαθμούς Κελσίου.

Οπότε μια περισσότερο αντιπροσωπευτικη τιμή για τις Ελληνικές συνθήκες είναι μία απαίτηση σε ζεστό νερό της τάξης των 250 λίτρων ανά τετραμελη οικογένεια. Με απαιτούμενη ενέργεια τα 7,500 kcal ή 8.72 kWh. Με ετήσια απαίτηση ίση με 2,600 kWh (300 ημέρες το έτος).

Εξοικονόμηση σε ενέργεια 

Οι θερμοσιφωνες είναι ιδιαίτερα αποδοτικες ηλεκτρικές συσκευές. Άλλωστε έχουν πολύ εύκολο έργο. Απλά μετατρέπουν μία μορφή ενέργειας σε θερμότητα. Ένας συντελεστής απόδοσης της τάξης του 95% δεν απέχει από την πραγματικότητα. Αυτό συνεπάγεται οτι για τις 2600kWh απαιτούνται περίπου 2735 kWh ηλεκτρικού ρεύματος ή κάποιας άλλης πηγής (πχ Φ.Α.).

Ο ηλιακός θερμοσιφωνας με ευκολία μπορεί να καλύψει τις ανάγκες σε ζεστό νερό για περίπου 8 μήνες το έτος. Θεωρώντας μία ισοκατανομη στην ανάγκη ζεστού νερού και ότι τυχόν μικρότερες απαιτήσεις σε ενέργεια το καλοκαίρι καλύπτονται απο την μερική λειτουργία κατά τους μήνες του χειμώνα δεν απέχει απο την πραγματικότητα να θεωρησουμε οτι ένας ηλιακός θερμοσιφωνας εξοικονομει για μία τετραμελη οικογένεια περί τα 1800 kWh ετησίως.

Αυτό μεταφράζεται σε ετήσιο κέρδος σε € ίσο με 324€ (τιμή της kWh 18 cent€ με όλους τους φόρους). 

Απαιτήσεις σε χωρητικότητα και επιφάνεια συλλεκτων 

Ένας ηλιακός θερμοσιφωνας για τετραμελη οικογένεια χρειάζεται μία χωρητικότητα περίπου στα 160 λίτρα. Ανάλογα της τεχνολογίας συλλογής της ηλιακής ακτινοβολίας αυτό συνεπάγεται απο 2,5 ως και 4 τετραγωνικά μέτρα συλλεκτων. 

Το κόστος ενός καλού συστήματος μαζί με την εγκατάσταση φτάνει τα 1200€. Αυτό σημαίνει ότι η εγκατάσταση ενός ηλιακού θερμοσιφωνα έχει ένα IRR της τάξης του 25%. Δηλαδή χρειάζονται περίπου 4 χρόνια για να αποσβεστει η αγορά του.

Υψόμετρο και αζιμουθιο 

Ο προσανατολισμός των συλλεκτων, αζιμουθιο, ποικίλει αναλόγως της θέσης και των αναγκών της οικογένειας. Μια τιμή απο 150 ως 210 μοίρες, προς τα νοτιοανατολικα ή τα νοτιοδυτικα δύναται να προσφέρει τη βέλτιστη λύση, ανάλογα της θέσης και της γενικότερης τοπογραφιας της περιοχής. 

Η γωνία ανύψωσης καθορίζει και σε ποια εποχή του έτους οι συλλέκτες θα έχουν και την υψηλότερη απόδοση. Μία καλή πρώτη λύση είναι η γωνία αυτή να φέρει τους συλλέκτες να βλέπουν κάθετα τις ακτίνες του ήλιου την περίοδο του χειμώνα. 

Σε κάθε περίπτωση οι περισσότερες εταιρείες του χώρου, που σέβονται τον πελάτη τους, θα δώσουν στο σύστημα, ανάλογα και των αναγκων του πελάτη και των συνθηκών της εγκατάστασης, τη βέλτιστη γωνία προσανατολισμου και ανυψωσης. 

Εν κατακλείδι 

Η Ελλάδα ως χώρα με πολυ καλές συνθήκες κλίματος για μεγάλη διάρκεια του έτους έχει πολλά να κερδίσει με την υιοθετήση της τεχνολογίας των ηλιακων συλλεκτων για την παραγωγή ζεστού νερού. Άλλωστε ο θερμοσιφωνας είναι ένας απο τους μεγαλύτερους καταναλωτές ενέργειας σε μία κατοικία. 

Μία οικονομική απόδοση της επένδυσης της τάξης του 25% είναι κάτι που δεν μπορεί και δεν πρέπει να περάσει απαρατήρητο. Πέραν τούτου η μείωση των αναγκών σε ηλεκτρική ενέργεια συνεπάγεται και μείωση των εκπομπών ρύπων καθώς και αερίων του θερμοκηπίου. Κάτι που βοηθάει και την προσπάθεια έναντι της κλιματικής αλλαγης.