protocol international de masurare & verificare a performantelor
TRANSCRIPT
Protocol international de masurare & verificare a
performantelor
Concepte si Practici pentru Determinarea Economiilor de Energie in Aplicatiile
cu Tehnologii de Energie Regenerabila
Volumul III
August 2003
Protocol international de masurare & verificare a
performantelor
Concepte si Practici pentru Determinarea Economiilor de Energie in Aplicatiile
cu Tehnologii de Energie Regenerabila
Volumul III
Pregatit de catre:
Subcomisia de Energii Regenerabile din cadrul IPMVP
August 2003
www.ipmvp.org
Cuprins
Cuprins…………………………………………………………………………………..i
Recunoasterile…………………………………………………………………………iii
Capitolul 1:
Introducere……………………………………………………...……………………1
1.1 Privire de ansamblu………………………………………...…………………….1
1.2 Scop si domeniu de aplicare………………………………..……………………1
1.2.1 Obiective……………………………………..…………2
Capitolul 2:
Definitia si Dezvoltarea de Baza………………………………….…………………4
2.1 Aspecte generale………….…………………………………….………………..4
2.2 Aplicatii de baza……………………………………………………………....……5
2.2.1 Comparare cu Grupul de Control……….......………….5
2.2.2 Inainte-si-Dupa Comparare………………………...................5
2.2.3 Comparare On-si-Off…………………………………………5
2.2.4 Metoda de referinta calculata…………………………………5
Capitolul 3:
Planificarea si Procesele M&V………………………………………………………7
3.1 Privire de ansamblu asupra Optiunilor M&V………………………8
Capitolul 4:
Metode M&V pentru Sistemele de Energie Regenerabila…………………………...9
4.1 Introducere……………………………………………………………9
4.2 Optiunea A: Masurarea Partiala a Izolatiei prin Retrofit…………..9
4.3 Optiunea B: Izolarea prin Retrofit……………………………………….9
4.4 Optiunea C: Analiza Intregii Cladiri….………………………………...13
4.5 Optiunea D: Simularea Calibrata……………………………………….13
Capitolul 5:
Calitatea si Costul M&V pentru Energii Regenerabile……………………………..18
Apendix A: Definitii……………………………………………………………………..19
Apendix B: Resurse……………………………………………………………………...20
Apendix C: Referinte……………………………………………………………………….25
Recunoasteri
IPMVP (organizatie non-profit) ar dori sa multumeasca:
Departamentului de Energie al Statelor Unite pentru sprijinul continuu;
Sponsorilor principali ai IPMVP pentru sprijinul acordat;
Subcomisiei de Energii Regenerabile din cadrul IPMVP pentru pregatirea
manuscrisului si trecerea prin procesele de interne si externe de revizuire;
Comisiei Tehnice a IPMVP pentru revizuirea documentul in ceea ce
priveste concordanta cu Volumul I al IPMVP si pentru oferirea de
comentarii valoroase;
Celor ce au revizuit documentatia in format draft pentru asigurarea
comentariilor valoroase.
Sponsorii principali ce au sprijinit IPMVP (organizatie non-profit)
Administratia de Energie a orasului Bonneville
Fundatia Energitica
Programul Federal de Management in domeniul Energetic
Administratia Serviciilor Generale
Autoritatea Statului New York de Dezvoltare si Cercetare in domeniul
Energetic
Districtul Utilitar Municipal Sacramento
Compania de Gas din Sudul Statului California
Consiliul director al IPMVP
1 Shirley Hansen (presedinte), Kiona International, USA
2 John Armstrong, PA Consulting, USA
3 Paolo Kromer, European Commission, Italy
4 Steve Kromer, Teton Energy partners, USA
5 Satish Kumar, Lawrence Berkeley National Laboratory, USA
Comitetul executiv al IPMVP
1. Shirley Hansen (presedinte), Kiona International, USA
2. John Armstrong, PA Consulting, USA
3. Paolo Kromer, European Commission, Italy
4. G C Datta Roy, DCM Shriram Consolidated Ltd., India
5. Drury Crawley, US Department of Energy, USA
6. Quinn Hart, US Air Force, USA
7. Leja Hattiangadi, TCE Consulting Engineers Limited, India
8. Brian Henderson, NYSERDA, USA
9. Bernard Jamet, Consultant, France
10. Gregory Kats (past Chair), Capital-E, USA
11. Steve Kromer, Teton Energy Partners, USA
12. Khee Poh Lam, National University of Singapore, Singapore
13. Chaan-Ming Lin, Hong Kong Productivity Council, China
14. Alan Poole, Instituto Nacional De Eficiencia Energetica, Brazil
15. Arthur Rosenfeld, California Energy Commission, USA
Comitetul Tehnic din cadrul IPMVP
1. John Cowan (vice-presedinte), Environmental Interface Limited
2. Venkat Kumar (vice-presedinte), Johnson Controls
3. Lynn Coles, R. W. Beck
4. Ellen Franconi, Nexant Inc.
5. Jeff Haberl, Texas A&M University
6. Maury Hepner, Crothall Assett Management
7. Satish Kumar, Lawrence Berkeley National Laboratory, USA
8. Fernando Milanez, Global MVO Brasil Ltda, Brazil
9. Demetrios Papathanasiou, International Finance Corporation
10. Steve Hauser, Pacific Northwest national Laboratory
11. Robert Sauchelli, Environmental Protectiom Agency
12. Steve Schiller, Nexant Inc.
Subcomisia de Energii Regenerabile din cadrul IPMVP
1 Greg Kats (vice-presedinte), Capital E, USA
2 David Mills (vice-presedinte), Universitatea din Sydney, Australia
3 Andy Walker (vice-presedinte), Laboratorul National de Energii
Regenerabile, USA
4 Larry Bean, Departamentul de Resurse Naturale Iowa, USA
5 Bob Bergman, Comisia de Utilitati Publice Colorado, USA
6 John Cowan, Environmental Interface Limited, Canada
7 Charles Eley, Charles Eley and Associates, USA
8 Mark Fitzgerald, Institutul pentru Energii Sustenabile, USA
9 Ellen Franconi, Nexant Inc., USA
10 Charles Gray, Asociatia Nationala a Comisarilor de Reglementare in
domeniul Utilitatilor
11 Jeff Hepner, Crothall Asset Management, USA
12 Maury Hepner, Crothall Assett Management, USA
13 Anne Grete Hestnes, Universitatea Norvegiana de Stiinta si Tehnologie,
Departamentul de Tehnologii in Constructii, Norvegia
14 Steve Kromer, Teton Energy Partners, USA
15 Satish Kumar, Laboratorul National Lawrence Berkeley, USA
16 Kenneth Langer, Departamentul Energetic al Statelor Unite, USA
17 Ron Lehr, avocat, USA
18 Peter Lowenthal, Solar Energy Industries Association, USA
19 Katie McCormack, Center for Resource Solutions, USA
20 Mathew Salkeld, Munro Taylor Energy Systems, Canada
21 Steven R. Schiller, Nexant Inc., USA
22 Arlene Thompson, Laboratorul National de Energii Regenerabile, USA
23 Ed Vine, Laboratorul National Lawrence Berkeley, USA
24 Satoshi Hirano, Institul National pentru Resurse si Mediu, Japonia
25 Peter Varadi, Photovoltaic Global Accreditation Program, USA
Coordonator Tehnic IPMVP
Satish Kumar, Laboratorul National Lawrence Berkeley, USA
Email: [email protected], Telefon: 202-646-7953
Nerecunoastere
Acest protocol serveste ca si un schelet in determinarea economiilor cerute si energetice intr-
un nou proiect de constructie. IPMVP nu creeaza nici un fel de drepturi legale sau impune
vreo obligatie oricarei persoane sau entitate legala. IPMVP nu are autoritatea legala sau
obligatia legala de a supraveghea, monitoriza sau asigura intelegerile contractuale incluse si
anterior negociate intre terte parti sau terte persoane. Reprezinta responsabilitatea tertilor
redactarea unui contract particular care sa fie in concordanta cu Protocolul.
Capitolul 1. Introducere
1.1 Privire de ansamblu
Un protocol pentru masurarea performantei este necesar pentru contabilizarea
beneficiilor actuale din tehnologii energetice regenerabile. Aceste tehnologii folosesc surse
energetice care se regenereaza in natura si astfel inepuizabile in timp. Proiectele cu energii
regenerabile sunt puse in aplicare in intreaga lume in numeroase proiecte finantate de
guverne, companii private, organizatii, si terti finantatori.
Tehnologiile cu energii regenerabile sunt extrem de diverse in termeni de resurse si
tehnologii de conversie. Cu toate acestea, cateva lucruri sunt comune cu tehnologiile care le
deosebesc fata de proiectele de eficienta energetica. Primordial printre acestea este faptul ca
toate tehnologiile cu energii regenerabile asigura energie mai degraba decat sa reduca
consumul de energie. Masurarea acestei surse energetice adesea poate servi ca un model
simplificat pentru a masura performanta unui sistem. Productia de energie a unui sistem de
energii regenerabile care nu este conectat la un consumator este legat direct la cantitatea de
energie consumata de catre o sarcina conectata. Proviziile de energie regenerabila
completeaza reducerile din sarcinile dobandite prin masuratori de eficienta energetica. Cu
toate acestea, o strategie de masurare si verificare (M&V) pentru energii regenerabile ar trebui
sa stabileasca o diferenta intre reducerea consumului de combustibil fosil cauzat de furnizarea
de energii regenerabile in opozitie fata de reducerea sarcinii (prin masuri sau reduceri
eficiente).
In plus, performanta unora din sistemele de energii regenerabile este in mare masura o
functie ce tine cont de conditiile de mediu, cum ar fi radiatia solara sau viteza vantului. Aceste
conditii nu pot fi controlate de catre dezvoltatorii de proiecte si deci ar trebui luate in
considerare in oricare abordare M&V. Un obiectiv M&V intotdeauna include o masurare a
economiilor in cantitatea de combustibil sau electricitate cumparata, dar rareori include alti
factori care pot fi la fel de importanti intr-un proiect, incluzand economiile in costul primar
(panourile fotovoltaice reprezinta adesea optiunea celui mai mic pret pentru sarcinile de mici
dimensiuni aflate la distanta); reduceriile de emisii atmosferice; reducerile cu riscul
transportului de combustibil (devarsari de combustibil); angajarea industriei comunitare decat
importul de combustibil; evitarea intreruperilor in alimentarea cu combustibil sau fluctuatiile
de pret; sau alte „externalitati”.
Proiectele de energii regenerabile sunt adesea intensive de capital, adesea necesitand
un termen mai lung al investitiei decat cel din proiectele de eficienta energetica. De aceea, un
program M&V pentru energii regenerabile va necesita verificarea ca beneficiile sa fie
sustinute pe o periaoda lunga de timp. Aceasta situatie favorizeaza abordarile M&V care pot
costa mai mult la inceput dar au costuri anuale de operare reduse.
1.2 Scop si Domeniu de Aplicare
Scopul acestui document este de a descrie in mod special consideratiile M&V in
legatura cu sistemele de energii regenerabile. Domeniul de aplicare include optiunile M&V
pentru sistemele de energii regenerabile din cadrul arhitecturii IPMVP, si include exemple si
recomandari pentru aplicatii specifice. Tehnologiile energiilor regenerabile includ energia
solara, a vantului, biomasa (de ex. resturi vegetale, deseuri organice si depozite de gaz),
geotermala, microhidroelectrica, termala, a valurilor si a fluxului/refluxului oceanic.
1.2.1 Obiective
Din primele faze de dezvoltare a proiectului prin operarea unui sistem finalizat de
energie regenerabilă, M&V poate avea cateva obiective:
De a masura zilnic, saptamanal, anual cererea si/sau consumul din cadrul profilului
sarcinii pentru a stabili consumul energetic de baza si pentru a stabili dimensiunea
sistemului, cerinte de stocare a energiei, si alte caracteristici de design ale proiectului.
Pentru a servi ca un instrument de punere în scopul de a confirma faptul că sistemele
au fost instalate şi funcţionează aşa cum s-a intenţionat.
Pentru a servi ca o referinta in sistemul de plata catre un dezvoltator de proiect sau
companie energetica (tip ESCO) din cadrul unui contract de performanta. Platile pot fi
legate direct de performantele masurate. Alternativ, sau probabil in plus, rezultatele
M&V pot fi folosite pentru a verifica un nivel minim de performanta garantat prin
contract.
De a asigura date care pot fi folosite in analize de diagnoza, care in continuare ajuta la
sustinerea beneficiilor si performantei sistemului de-a lungul timpului.
Pentru a creste increderea clientilor si a reduce costul tranzactiilor prin utilizarea unei
abordari definite, acceptata si demonstrata de catre M&V pentru a facilita negocierile
in timpul dezvoltarii contractuale si financiare.
Pentru a asigura intregile beneficii financiare si reducerile de emisii, cum ar fi
tranzactionarea acestora. Pentru a verifica gradul de concordanta cu tintele de reducere
a emisiilor, organismele de reglementare vor trebui să adopte un protocol pentru
măsurarea reducerilor de emisii. Este necesar un protocol comun tuturor proiectelor
pentru revendicarea si tranzactionarea certificatelor de emisii.
Pentru a ajuta la certificarea unui program de « energie verde«. Deşi certificarea
programelor de energie verde, care oferă energia generată din surse de energie
regenerabila clienţiilor industriali, este dincolo de sfera de aplicare a IPMVP,
protocoalele prezentate aici ar putea fi folosite intr-un astfel de proces de certificare.
Exemplu de Program M&V : Rezultate Solare Garantate
Conceptul de Rezultate Solare Garantate (RSG) a fost aplicat la implementarea
catorva proiecte mari de sisteme de incalzire a apei. Un nivel special de livrare de energie este
garantat clientului de catre un « totalizator tehnic« de resurse tehnice si financiare care vor
despagubi clientul daca livrarile masurate sunt sub cele garantate. Livrarile de energie,
temperaturile cheie, si starile pompei sunt monitorizate si raportate la distanta prin intermediul
liniilor telefonice. In tabelul de mai jos sunt listate performantele garantate si cele masurate
din 3 proiecte RSG (Roditi 1999).
Tabelul 6 : Rezultatele finale din proiectele GRS selectate, 1995 (in kWh)
Garantat Masurat
Spitalul Castres, sudul Frantei 50,000 54,580
Hotelul Playa Hipocampo, Mallorca 106,039 159,693
Central Heliomarin, Vallauris 133,719 152,119
Pentru dezvoltatorii de proiecte, entitatile financiare, si marii consumatori (de ex.
guverne), exista obiective M&V aditionale ce se extind peste scopul initial al unui contract
individual :
- Programele M&V pot fi proiectate pentru a valida sau imbunatatii simulariile pe
calculator sau alte predictii ale performantei sistemului, cum ar fi reducerea riscului de
proiect si cresterea gradului de incredere a clientilor in predictiile facute asupra
beneficiilor proiectului.
- Rezultatele M&V din proiectele existente asigura dezvoltatorilor, investitorilor,
creditorilor, si clientilor un grad mai ridicat de incredere cu privire la valoarea
proiectelor viitoare decat estimarile ingineresti facute.
- Un protocol ar asigura un mijloc pentru finantarea proiectelor pilot bazate pe propriile
lor caracteristici M&V.
Capitolul 2. Definitia si Dezvoltarea de Baza
2.1 Aspecte generale
Unele aspecte unice ale energiei regenerabile sunt implicate in stabilirea unei referinte
a consumului energetic si a costurilor in scopuri M&V. Acestea includ faptul ca sistemele de
energie regenerabila livreaza energie mai degraba decat mai simplu sa reduca consumul, asa
cum s-a notat, si ca sistemele de energie regenerabila sunt adesea localizate in zone
indepartate nefiind deservite de utilitati.
Deoarece tehnologiile cu energii regenerabile sunt folosite intr-un sistem de livrare a
energiei, nu este nevoie de o referinta daca cerintele de performanta sunt bazate mai degraba
pe livrare decat pe economii. Cu toate acestea, optiunile M&V descrise aici pot fi aplicabile
pentru masurarea energiei fie livrate de catre un sistem de energii regenerabile sau fie
rezultand din economiile energetice facute pe o intreaga facilitate. Este important a se preciza
ca cele doua nu sunt exact la fel si sa specifice daca performantele impuse sunt bazate pe
livrari sau economii.
Masurarea energiei livrate fara o referinta este adesea cea mai recomandata abordate
M&V pentru sistemele de energii regenerabile deoarece sunt foarte precise, moderate ca si
cost, si masoara elementele de performanta ale proiectului peste care dezvoltatorul are
oarecare control. De exemplu, un sistem solar de incalzire a apei poate furniza o anumita
cantitate de caldura, insa economiile de energie pentru facilitate vor fi cantitatea livrata de
sistemul solar divizata la eficienta incalzitorului initial al apei. In acest caz, dezvoltatorul
proiectului solar nu va avea control asupra eficientei incalzitorului de apa existent, si deci este
mult mai apropiata de performantele impuse asupra livrariilor de energie decat asupra
economiilor.
Sistemele de energii regenerabile sunt adesea avantajoase financiar intrucat pot fi
singurele surse de energie din locatiile indepartate acolo unde nu exista retea de distributie. O
referinta bazata pe retea sau un alt tip de generare la fata locului poate fi arbitrara sau chiar
insignifianta in astfel de situatii. Cu toate acestea, economiile ar putea fi determinate dintr-o
referinta calculata ca si energia utilizata sau costul care ar fi efectuat fara un sistem de energii
regenerabile.
Impactul cererii (kilowati, kW) unui sistem de energii regenerabile poate fi importanta
ca energie (kilawati-ora, kWh). Pentru a estima cererea de economii, profilul de livrare a
puterii masurate ale sistemelor de energii regenerabile va fi adaugata profilului cererii (curba
de sarcina) unei unitati pentru a estima care ar fi fost cererea fara sistemul de energii
regenerabile. Acest fapt necesita un sistem de contorizare mai modern decat un simplu contor
de putere, deoarece necesita ca profilele de putere bazate pe perioada de facturare (adesea la
intervalle de cate 15 minute) vor fi masurate si stocate ca un intreg atat pentru sistemul de
energii regenerabile cat si pentru contul unitatii. Necesita deasemenea procesari periodice
(lunare) pentru calcularea economiilor cerute.
Exista distinctii intre livrarile de energie electrica si termica. Adesea, caldura trebuie
folosita la fata locului, insa energia electrica poate fi introdusa in retea, evitandu-se nevoia
unei referinte.
2.2 Aplicatii de baza
Economiile sunt determinate indirect prin calcularea diferentei intre energia de
referinta sau ceruta si energia contorizata sau ceruta in conditii normale de exploatare.
Contorizarea se poate face cu un contor de kWh, un contor de gaz sau un contor de timp real
intr-o aplicatie de gas sau electric. Este important a se tine cont de eficienta combustibilului
fosil sau a aplicatiei electrice doar in cazul in care (de ex. cantitatea de apa calda livrata) este
masurata.
Selectand o metoda pentru determinarea referintei depinde de cativa factori ce includ
caracteristicile si nevoile proiectului, disponibilitatea datelor si daca exista o sarcina inainte ca
sistemul de energie regenerabila sa fie instalat. Cand se masoara doar energia facilitatii iar
livrarea de energie regenerabila nu este masurata direct, exista patru cai de a calcula
economiile in concordanta cu o referinta: comparare cu un grup de control; comparare inainte
si dupa; comparare on/off si metoda de calculare a referintei (Christensen si Burch 1993).
2.2.1 Compararea cu un grup de control
Comparati energia contorizata folosita de sarcini care dispun de sisteme de energie
regenerabila cu sarcini echivalente (de ex. grupul de control) care nu au sisteme de energie
regenerabila. Media energiei consumate si a costului grupului de control stabilesc referinta.
(Nota: Un grup de control poate fi folosit doar daca numarul de unitati este suficient pentru un
rezultat statistic semnificativ. „Statistic semnificativ” inseamna ca probabilitatea de a obtine
rezultatul din intamplare este relativ redus, de exemplu sub 5%.)
2.2.2 Comparare inainte si dupa
Masurati energia folosita inainte ca sistemul de energie regenerabila sa fie instalat si
comparati-l cu uzul aparut dupa ce sistemul a fost instalat, facand ajustarile de rigoare pentru
oricare din modificarile aparute in sistem sau in procesul de productie, ce au aparut intre cele
doua masuratori. Energia folosita si costul inainte de instalare sistemului de energie
regenerabila stabilesc referinta. (Nota: Aceasta metoda poate fi folosita doar in cazul
aplicatiilor de genul celor de retrofit in care datele au fost stranse inainte ca sistemul de
energie regenerabila sa fie instalat si sa inceapa sa functioneze.)
2.2.3 Comparare on/off
Masurati energia folosita cat timp sistemul de energie regenerabila este pornit. Apoi
opriti acest sistem de eenrgie. Dupa care comparati energia utilizata cand sistemul era oprit cu
sistemul cand era pornit. Energia folosita si costul rezultate cand sistemul de energie
regenerabila este oprit si corespunzator trecut in bypass stabilesc referinta. (Nota: Tehnica
on/off poate fi folosita doar daca exista un sistem auxiliar de energie aditional la sistemul de
energie regenerabila si sistemul auxiliar poate fi folosit in definirea referintei. De asemenea,
din moment ce o sursa solara sau de vant este intermitenta, este necesar un timp corespunzator
pentru capturarea potentialului mediu de energie regenerabila.)
2.2.4 Metoda referintei calculate
Determinati referinta energiei utilizate folosind calcule ingineresti calibrate la tiparele
actuale de folosire a energiei si scazand energia folosita contorizata (sau energia similara
calculata post-retrofit) pentru a estima energia regenerabila livrata. Aceste calcule ingineresti
adesea presupun ca sistemele adera la coduri aplicabile si standarde in selectarea valorilor
ipotetice pentru parametrii ca eficienta echipamentului. (Nota: O referinta calculata este
necesara in constructiile noi ce implica energii regenerabile, deoarece nu exista date ale
sarcinilor pentru a fi folosite in stabilirea unei referinte. A se vedea Volumul III, Partea A a
IPMVP: Concepte si Metode in Determinarea Economiilor de Energie in Constructiile Noi).
Capitolul 3. Planificarea si Procesele M&V
Pentru a integra M&V intr-un proiect, participantii incep cu un protocol M&V,
formuleaza un plan M&V dupa care implementeaza acel plan ca parte a proiectului.
Protocolul M&V pentru proiectele de energie regenerabila este IPMVP, care defineste
termeni, identifica optiuni si recomanda proceduri.
Pentru a formula un plan M&V, primul pas este identificarea telurilor si obiectivelor
ale efortului M&V, pasul al doilea consta in identificarea strategiilor si tehnicilor – optiunile
M&V – necesare atingerii acestor deziderate. Pentru a imprumuta un concept de la
Organizarea Internationala de Standardizare, „Prima data specifica clar ceea ce faci, dupa care
precizeaza cum masori rata de succes”. Tintele sunt focusate de obicei in masurarea
avantajelor unui proiect sau unui acord cu cerinte de performanta clar specificate. Pot de
asemenea implica izolarea unul de altul a efectelor diferitelor masuratori sau tehnologii
planificate in cadrul proiectului. Adesea masuratorile eficientei energetice si proiectele de
energii regenerabile sunt implementate impreuna, si unul din scopurile unui plan M&V ar
putea fi deosebirea intre economiile atribuite fiecaruia. Cerintele de performanta pentru
energia regenerabila depinde de tehnologia particulara de conversie a energiei, aplicatie, si
aranjamentele business intre furnizor si client. De exemplu, un proiect de energie regenerabila
poate cere sa livreze energie (kWh), caz in care un simplu contor kWh ar fi suficient. Pe de
alta parte, daca proiectul pretinde economisirea cererii de electricitate (kW), un contor functie
de timp ar fi folosit impreuna cu contorul de castiguri al unitatii. Adesea motivele unui proiect
includ si beneficii non-energetice cum ar fi reducerea zgomotului prin reducerea timpul de
functionare a generatorului.
Optiunile M&V adecvate pot fi selectate ca parte a unui plan M&V particularizat
pentru a intruni tintele proiectului. Cele mai bune optiuni M&V pentru un proiect depind de
conditiile specifice ale proiectului, incluzand metoda de finantare si tehnologiile alese. Planul
M&V ar putea de asemenea descrie criteriul pentru determinarea daca cerintele de
performanta sunt atinse.
Implementarea unui plan M&V procedeaza ca si un sistem de energie regenerabila
instalat si functionabil.
Exemplu: Cerintele de Performanta
Ca si un exemplu a numeroaselor cerinte de performanta a unui proiect de energie
regenerabila, considerati un sistem solar de ventilare-preincalzire pentru o cladire de birouri
din Denver, Colorado. Sistemul este proiectat sa transfere caldura de la radiatia solara de pe
peretele sudic al cladirii in sistemul de ventilatie a aerului preincalzit prin intermediul a 817
m2 de placi absorbante perforate. Furnizorul pretinde ca sistemul se va comporta de maniera
urmatoare:
Sa livreze 2,800 de megajouli (MJ) caldura solara per an
Sa economiseasca 50 MJ/an sub forma de caldura recuperata din peretele sudic –
caldura, altfel pierduta prin peretele sudic, este antrenata in sursa de aer intrucat placa
absorbanta acopera peretele sudic
Sa economiseasca caldura in valoare de 170 MJ/an sub forma de caldura recuperata de
la tavan
Sa reduca temperatura interioara a tavanului de la 30 la 23oC prin destratificarea
aerului incalzit solar si introdus in cladire, in asa fel incat sa scada utilizarea
ventilatoarelor de evacuare si sa economiseasca un surplus de caldura in cuantum de
2,600 MJ/an
Sa imbunatateasca confortul ocupantilor prin presurizarea cladirii si reducerea
proiectelor primite.
Cu toate ca sunteti tentati a masura doar prima cerinta listata aici – energia livrata
direct de catre sistem – un plan M&V de a verifica fiecare cerinta de beneficii economice, de
mediu si confort sunt adesea esentiale pentru a justifica investitia unui proiect.
3.1 Privire de ansamblu asupra Optiunilor M&V
Optiunile pentru masurarea si verificarea economiilor de energie si a altor beneficii
dintr-un proiect de energie regenerabila s-ar putea clasifica in trei categorii generale dupa cum
urmeaza.
1 Optiunea A&B se concentreaza pe masurarea performantei specifice a sistemelor
simplist izolate. Aplicatiile sistemului de energie regenerabila ale acestor optiuni
includ combustibil fotovoltaic, apa calda din sursa solara, puterea vantului si
biomasa. Optiunea B necesita masuratori complete a rezultatelor de energie, in
timp ce Optiunea A permite stipularea unor parametrii in calculul energetic final.
Ambele optiuni pot fi sustinute de calcule ingineresti sau modele existente.
2 Optiunea C masoara schimbarea aparuta in intregul consum de energie al unitatii
prin intermediul datelor contorizate. Este metoda cea mai potrivita pentru
sistemele de energie regenerabila care nu pot fi usor izolate si care au un impact
semnificativ asupra performantei, precum caldura solara pasiva si perioada de
iluminare a zilei.
3 Optiunea D se bazeaza pe detalii, analize simulate calibrate pentru a determina
performanta sistemului sau a intregii cladiri care este complexa, interactiva si
dependenta de mai multi parametrii operativi. Este metoda cea mai potrivita pentru
sistemele de energie regenerabila integrate in cladire, cum ar fi perioada de
iluminare pe timpul zilei sau panourile fotovoltaice integrate in cladire, in special
in noile proiecte de constructie. (Vezi Sectiunea A, Volumul III a IPMVP,
„Concepte si Metode in Determinarea Economiilor de Energie in Constructiile
Noi”, care trateaza probleme speciale in determinarea unei referinte si a
performantei masurate in noile cladiri.)
Optiunile nu sunt in mod special listate in ordinea crescatoare a complexitatii sau a
costului. Optiunea B asigura o deosebita atentie la evaluarea optiunilor M&V pentru un
sistem de energie regenerabila deoarece energia livrata de catre marea majoritate a sistemelor
de energie regenerabila pot fi masurate direct prin intermediul contorizarii, fara a se folosi o
referinta sau calculele de economii de energie, ca cele cerute pentru masuratorile de eficienta
energetica. Aceste optiuni sunt detaliate in urmatoarea sectiune.
Capitolul 4. Metode M&V pentru Sistemele de Energie
Regenerabila
4.1 Introducere
Aceasta sectiune cuprinde M&V ale sistemelor de energie regenerabila din cadrul
scheletului stabilit de IPMVP. Cititorului ii este mentionat Volumul I pentru cerintele minime
ale unui program M&V, incluzand palnificarea M&V, cele patru optiuni M&V, marimea
esantionului statistic, contorizarea si instrumentatia, cost versus compromisul acuratetii si
adeziunea. In cele ce urmeaza sunt evidentiate aplicatii ale celor patru optiuni M&V listate in
Volumul I din proiecte de energie regenerabila.
4.2 Optiunea A: Masurarea Partiala a Izolatiei prin Retrofit
In aceasta optiune, capacitatea de functionare a unui sistem (de ex. livrare de energie
regenerabila) este masurata in camp iar conditiile de operare sunt stipulate. Masuratorile din
camp pot fi facute continuu sau periodic de-a lungul perioadei de masurare. Perioada de
masurare poate dura cat de mult este nevoie pentru a satisface cerintele legale si pe cele
contractuale. Trebuie facute inspectii periodice pe toata durata perioadei de masurare pentru a
se asigura ca sistemele raman si functioneaza asa cum se astepta.
Aceasta este cea mai putin costisitoare optiune M&V; adesea este cea mai potrivita
pentru sisteme reduse pentru care economiile de cost nu sunt suficiente in justificarea costului
instrumentatiei si analizelor. Pentru a evita un conflict de interese, dezvoltatorul
proiectului/ESCO si clientul pot contracta o a treia parte care sa faca inspectiile si sa ia
masuratorile din teren.
Exemplu: Test de Incalzire Solara a Apei
Acest exemplu descrie un test pe termen scurt de evaluare a functionalitatii unui
incalzitor solar de apa bazat pe o singura masurare a temperaturii. Priza de temperatura a
rezervorului de preincalzire incalzit solar este masurata continuu pe o perioada de o luna.
Aceasta data este comparata cu referinta calculata (care este bazata pe datele tipice ale
conditiilor de „cer senin”), asigurandu-se ca sunt cel putin cateva zile intr-o luna cu cer senin.
Compararea asigura o tehnica utila de diagnosticare pentru a determina daca sistemul lucreza
aproximativ ca cel calculat si luat ca si referinta. Calculul rezultat al economiilor asigura o
estimare rezonabila (±30%) a economiilor actuale. Metoda foloseste un senzor ieftin de
temperatura (sub 100$) si astfel avem o metoda ieftina de contorizare. Trimitand catre client
un istoric al datelor sau o inregistrare video din timpul instalarii este o cale de a se evita costul
unei deplasari la fata locului (Burch, Xie si Murley 1995).
4.3 Optiunea B: Izolarea prin Retrofit
Din moment ce sistemele de energie regenerabila livreaza energie decat sa o conserve,
o caracteristica deosebita peste masurarea eficientei este faptul ca performanta (energia
livrata) poate fi masurata direct cu un contor.
Aceasta sectiune descrie izolarea sistemului de energie regenerabila prin masurarea
energiei livrate de sistemul de energie regenerabila fata de restul cladirii sau de restul
sistemului de alimentare, continuu pe toata perioada de masurare. Energia livrata masurata din
Optiunea B ar putea fi singura componenta a unui plan M&V, dar este foarte adesea folosita
cu alte tehnici si combinata cu alte optiuni M&V. Optiunea B difera de Optiunea A prin
Sectiunea 4.2 in care nu se specifica nimic de performanta sistemului, in cazul Optiunii B.
Optiunea B difera de Optiunea D prin Sectiunea 4.5 in care principala activitate M&V este
masurarea in loc de analiza simularii. Optiunea B poate fi sustinuta de calcule ingineresti sau
o componenta a unui model in ajustarea performantei conditiilor normale de operare.
Ca in toate optiunile M&V, Optiunea B implica alocarea riscului intre partile
responsabile. Pentru proiecte ce implica un dezvoltator de proiect sau ESCO, riscul este
ditribuit intre client si furnizor. Folosind Optiunea B, furnizorul ii responsabil de masurarea
energiei livrate. Livrarea ar depinde de functionalitatea sistemului, dar depinde de asemenea
si de unii factori ce nu pot fi controlati de furnizor cum ar fi conditiile meteo (gradul de
insorire, viteza vantului) sau asupra fluctuatiilor sarcinii. Optiunea B este cel mai adesea
aleasa cand furnizorul este dispus sa-si asume riscul tuturor acestor factori.
Optiunea B, numita „Izolarea prin Retrofit”, este in concordanta cu optiunea standard
IPMVP numita nomenclator. Cu toate astea, un sistem de energie regenerabila poate fi refacut
intr-o cladire standard sau instalat ca parte a unui nou proiect de constructie. Poate fi de
asemenea instalat ca si o resursa de energie unde nu este implicata vreo cladire anume (de
exemplu o turbina de vant). Pentru fiecare, abordarea M&V descrisa in aceasta sectiune ar
ramane neschimbata.
Contorizarea este parte esentiala a unui program M&V; cu toate astea, modul in care
contorizarea se potriveste intr-un plan M&V depinde de cerinta specifica de performanta. Un
program poate fi proiectat fie sa contorizeze direct iesirea sistemului (cu un contor fie termic,
fie electric) sau indirect sa masoare economiile sau productia prin scaderea din energia de
referinta a energie folosite post-implementare, dupa ce sunt executate modificarile de rigoare.
Pentru a determina economiile, in loc de a masura direct energia iesita, diferenta intre
energia de referinta folosita pe durata unui an si energia folosita post-retrofit (incluzand
auxiliarele) se poate determina si se vor face si modificarile pentru oricare schimbare aparuta
in sistem. Energia de referinta folosita pe durata unui an poate fi stabilita de grupul de
control, inainte si dupa sau prin metoda on/off, ca cele descrise in Capitolul 2.
Exemplu 1: Masurare directa, Incalzitor Solar de Apa
Figura 41: O factura lunara este emisa unei inchisori pentru energia
livrata de catre un sistem solar de incalzire a apei in Phoenix
Ca exemplu de masurare directa intr-un Contract de Performanta de Economii de
Energie, se considera un sistem solar de incalzire a apei cu o suprafata de 1,583 m2, ce a fost
instalat la Inchisoarea Federala Phoenix din statul Arizona. M&V este critic intr-un contract
de finantare deoarece platile lunare efectuate de inchisoare catre contractor sunt bazate pe
masuratorile de energie necesara incalzirii, la un cost de 90% din factura de utilitati pentru
aceeasi cantitate de energie. Energia livrata este masurata direct de catre doua contoare de
energie termica legate in serie, astfel incat masurarea sa se faca continuu in caz ca unul dintre
contoare este inlaturat pentru recalibrare. Fiecare contor este calibrat la ±5%, astfel ca daca
cele doua contoare indica valori diferite mai mari de ±7% (RMS de 5% si 5%), atunci
contorul cu valoare mai mare citita este trimis pentru recalibrare. Sistemul a livrat 1,161,803
kWh caldura in 1999, care inlocuieste cantitatea de energie electrica pentru incalzirea apei
menajere prin aproximarea unei cantitati echivalente de energie.
Exemplul 2: Masurare Indirecta, Incalzitor Solar de Apa in domeniul Rezidential
Ca exemplu de masurare indirecta la utilizatorul final, considerati monitorizarea
sarcinilor la un esantion de 50 de case (25 cu incalzitoare solare a apei si 25 fara) intr-un
cartier rezidential din Honolulu, Hawaii. Pentru fiecare locuinta s-a instalat cate un incalzitor
solar de apa de 6 m2 (vedeti figura 42). Fiecare incalzitor electric de apa a fost dotat cu cate
un sistem de monitorizare pentru a inregistra consumul de putere la fiecare 15 minute. Figura
43 insumeaza datele colectate de la toate sistemele de incalzire montate in cele 50 de case.
Figura 42: Sistem solar de Incalzire a Apei dintr-un cartier rezidential din Hawaii
Figura 43: Profilul incalzirii electrice a apei cu si fara sistem solar de incalzire (strategia de
referinta a grupului de control) intr-un cartier rezidential din Hawaii
De-a lungul perioadei de monitorizare incepand cu 11 Iunie si pana in 25 Iulie 2002,
casele fara sisteme solaer de incalzire foloseau in medie 11.1 kWh/zi pentru incalzirea apei,
iar cele cu sisteme solare foloseau doar 2.5 kWh/zi. De aceea, economiile erau de 8.8 kWh/zi.
Intreaga suprafata construita a cartierului este conectata la un contor de utilitati care
includ mai mult de 50 de case esantion. Fara sa aiba instalate vreun sistem de aer conditionat,
se presupune ca varful facilitatii este cauzat de varful de incalzire al apei. Varful apei incalzite
solicitate de catre cele 25 de case fara sistem solar era de 38 kW in timp ce pentru celelalte 25
de case cu sistem solar de incalzire era de 12.2 kW, ducand astfel la o economie de energie de
circa 1 kW per casa. Graficul din Figura 3 arata o economie in cererea de dimineata de circa
0.7 kW, care reprezinta media varfurilor zilnice, in contradictie cu 1 kW per casa care
reprezinta de fapt economiile cerute actual masurate in timpul varfului facilitatii din perioada
de monitorizare.
Aceasta exemplifica Optiunea B cu contorizare indirecta. Intamplator, performanta
masurata a fost de asemenea corelata cu conditiile de mediu masurate pentru calibrarea unei
simulari si estimare unei economii anuale de circa 380 $ per casa, astfel ca acest proiect
utilizeaza ambele Optiuni B si D.
Figura 44: Ferma eoliana de 6.05 MW in Searsburg, Vermont
Exemplul 3: Program de verificare a contorizarii directe a unei turbine eoliene
Figura 44 prezinta instalarea unei ferme eoliene in Searsburg, Vermont, ce consta in
instalarea a 11 turbine a cate 550 kW fiecare. Proiectul este instrumentat a masura conditiile
de mediu, puterea electrica si calitatea acestetia. Rapoartele detaliate includ compararea
performantei cu curbele de putere ale turbinei, factorul de putere si efectul asupra tensiunii
retelei, si bine inteles motivele pentru evacuarile fortate si planificate. De-a lungul periodei
celor 12 luni, din Iulie 1999 pana in Iunie 2000, ferma eoliana a generat peste 13 milioane
kWh de electricitate. Aceasta valoare reprezinta o medie anuala a factorului de incarcare de
24.6% bazata pe capacitatea instalata de 6.05 MW. Disponibilitatea sistemului era de 86.5%,
permitand evacuari fortate si planificate ale turbinelor eoliene. Disponibilitatea fiecarei
turbine varia intre 63.2% si 96.6%. Anul de operare a fost marcat de inlocuirea generatoarelor
la doua turbine, distrugerea prin fulgerare a unei pale de la o turbina, si a cresterii numarului
de incidente electrice la generatoare. Cu toate acestea, timpul de raspuns la avarii a ramas
relativ ridicat.
4.4 Optiunea C: Analiza Intregii Cladiri
Aceasta optiune implica analiza informatiilor disponibile luate din facturile de utilitati
sau contorizarea intregii facilitati. Dupa ce sistemul de energie regenerabila este instalat,
factura de utilitati (care constituie masura) sau citirea contorului de utilitati este scazuta din
referinta cu ajustarile necesare in functionarea sau operarea facilitatii, pentru a determina
economiile de energie. Referinta este determinata folosind una din cele trei tehnici de
comparare descrise in Sectiunea 2.1: Compararea Grupului de Control, Sectiunea 2.2:
Compararea Inainte si Dupa sau Sectiunea 2.3: Compararea On/Off.
Daca referinta este stabilita de catre grupul de control, participantii pot cadea de acord
asupra factorilor ce contin suficiente similitudini intre cladiri. Cu toate astea, intentia in cazul
nostru este de a selecta un grup de control care este identic cu esantionul (de exemplu, unitati
militare identice avand aceeasi utilitate si fiind in aceeasi locatie).
Deoarece forţele de conducere cum ar fi vremea şi rata de ocupare se schimbă
frecvent, Optiunea C implica schimbari in rutina de baza. Ghidul 14 ASHRAE descrie
metodele de baza adecvate Optiunii C si PRISM si ASHRAE RP1050 sunt referite pentru
software-ul de calcul lunar a facturilor utilitatilor de baza bazate pe vreme (PRISM 2002).
Acuratetea acestei metode este limitata de numeroasele variabile ce afecteaza energia
utilizata de cladire. Optiunea C poate fi cea mai apropiata de aplicatiile in care energia
regenerabila contribuie la alimentarea unei mari parti a sarcinii, sau cand sistemele de energii
regenerabile sunt instalate ca parte a unui spectru mai larg de masuratori a eficientei
energetice.
4.5 Optiunea D: Simularea Calibrata
Optiunea D se bazeaza pe intelegerea intregii cladiri sau modelelor sistemelor in
determinarea performantei si a economiilor estimate in cadrul proiectului. Optiunea D este
adesea folosita in proiectele de constructii noi cu eficienta maxima sau/si componente de
energie regenerabila in care izolarea contorizarii si caracterizarea referintei sunt dificile.
Contorizarea izolata a componentelor poate fi facuta in sprijinul calibrarii simularii ca parte a
Optiunii D. Cu toate acestea, acest lucru nu este principalul obiectiv al activitatilor M&V.
In aceasta metoda, o estimare a performantei energetice anuale este produsul
rezultatelor unui test pe termen scurt. Prima data, un model simulat pe calculator este folosit
in determinarea performantei bazandu-se pe variabile independente si parametrii specifici de
operare. Pentru a calibra modelul, variabilele independente (de exemplu, sarcina, radiatia
solara, viteza vantului si temperatura mediului exterior) sunt masurate si inregistrate simultan
cu performanta energetica a sistemului (de exemplu, livrarea de energie) peste o anumita
perioada de timp care include toate modurile de operare. Dupa, parametrii modelului simulat
sunt ajustati sa asigure corelatia intre performanta simulata si cea masurata. Pentru a se
asigura o estimare a economiilor anuale din proiect, simularea calibrata este folosita cu
variabile independente ce reprezinta sarcina si conditiile de mediu de-a lungul unui an intreg
(de exemplu, in concordanta cu programul de operare, fisierul meteo Anul Tipic Metodologic
(ATM) pentru locatie).
Obstacolele in desfasurarea simularilor calibrate:
1 Asigurarea intrarilor corespunzatoare precum gradul de ocupare sau tiparele de operare,
variabilele meteo corecte si parametrii de sistem
2 Intelegerea limitarilor modelului
3 Selectarea parametrilor necesari calibrarii modelului si a parametrilor de rulare
Modelele de simulare ale intregii cladiri care sunt adesea folosite ca aprte a Optiunii D
includ de asemenea Energy 10 si DOE-2. Aceste programe inteligibile de calculator tin seama
de interactiuniile dintre diferitele sisteme ale cladirii si resursele de energie (de exemplu,
lumina zilei ar afecta atat energia pentru iluminat cat si cea pentru racire). Adesea un intreg
model al cladirii este folosit in determinarea sarcinii electrice sau termice asupra unui sistem
de energie regenerabila ce deserveste cladirea. Daca sarcina se cunoaste sau se poate cadea de
acord asupra valorii ei, TRNSYS poate fi folosit (Universitatea din Wisconsin, Madison). In
aplicatiile in care livrarea de energie regenerabila nu este limitata de sarcina (precum iesirea
unui sistem de panouri fotovoltaice care niciodata nu depaseste incarcarea cladirii sau o
turbina eoliana conectata la reteaua utilitatii), nu este necesara analiza intregii cladiri ci doar
sistemul de energie regenerabila este simulat.
Exemplul 1: Sistem fotovoltaic integrat in cladire, San Francisco
Ca si exemplu a Optiunii D, se considera un sistem fotovoltaic integrat in cladire de
putere 1,250 W, localizat in San Francisco, California (vedeti figura 45). Obiectivele de
monitorizat erau de verificare a performantei initiale a sistemului si de a prezice performanta
tipica anuala. Conditiile de mediu (temperatura mediului ambiant, viteza si directia vantului,
umiditatea relativa si gradul de expunere la soare) au fost masurate, si coeficientii modelului
pe calculator au fost ajustati sa asigure cea mai buna potrivire cu parametrii de performanta ai
sistemului masurat (iesirea de tensiune continua si cea de putere in tensiune alternativa).
Sistemul a fost monitorizat din Ianuarie pana in Iunie 1998 pentru a se putea masura
performanta sub intreg domeniu al unghirilor facute de soare pe parcursul unui an
calendaristic.
Figura 45: Sistem fotovoltaic integrat in cladire, San Francisco
Mai intai, un model de umbrire TRNSYS (Klein 1994) a fost calibrat pentru a corela
planul actual al gradului de iluminare cu gradul de iluminare orizontal neumbrit, luandu-se in
considerare umbrele facute de obiectele inconjuratoare, ca si de asemenea reflexia unui perete
mare de culoare alba existent in partea nordica a sistemului. Modelul rezultat al radiatiei
solare asigura un R2 de valoare 0.985.
In al doilea rand, coeficientii unui model de iesiri de puteri de tensiune continua ca si
functie de conditiile de mediu au fost ajustate sa asigure cea mai buna potrivire intre modelul
eficientei si datele masurate. Cea mai buna potrivire s-a gasit folosindu-se un model care tine
cont de gradul de incidenta a luminii asupra suprafetei vitrate a modulelor, temperatura
ambientala si gradul total de iluminare ce cade pe fiecare din cele doua suprafete inclinate.
Analiza ulterioara necesita combinarea TRNSYS pentru panourile fotovoltaice cu
simularile DOE-2 pentru cladire, din moment ce atriumul acoperisului asigura nu numai
puterea electrica ci si iluminarea spatiului dintre celulele fotovoltaice, care este de asemenea
proiectat sa admita iluminarea adecvata in atriumul de dedesubt. Această abordare
cuprinzătoare cuantifică nu numai puterea electrica a panourilor fotovoltaice, dar de asemenea
efectele asupra cerintelor de iluminare, racire si incalzire a intregii cladiri.
Spre deosebire de exemplul initial al modelului termic solar, forma acestei ecuatii nu
este determinata de un model termodinamic ci mai degraba de o polinomiala generala. Gradul
de potrivire este prezentat grafic in figura 46 avand un R2 de 0.7. Puterea este estimata cu o
deviatie standard de ±22.4 W.
In al treilea rand, tensiunea alternativa la iesirea din invertor a fost masurata pentru a
se face o a treia regresie a celor mai mici patrate pentru a ajusta eficienta modelului de
invertor cu un R2 de 0.932. Deviatiile eficientei invertorului de la valorile preconizate indica
o problema cu functia de urmarire a punctului pentru maximul de putere al invertorului. Din
nou, forma acestei ecuatii este o polinomiala generala fara devieri fizice.
Figura 46: Eficienta preconizata fata de cea calculata
a unui sistem fotovoltaic integrat in cladire
Aceste trei corelatii constituie un model compozit calibrat, care a fost alimentat cu
date tipice dintr-un intreg an meteorologic din San Francisco necesar estimarii cantitatii de
energie livrate anuale. Aceasta estimare a luat in considerare orientarea vectorilor, gradul de
umbrire si reflexia peretelui sudic precum si actualele caracteristici de perfotmanta de la fata
locului ale vectorului si invertorului. Modelul anticipeaza faptul ca sub conditiile TMY,
sistemul ar livra anual 716 kWh in tensiune alternativa fara reparatii la invertor si 2,291 kWh
anual in tensiune alternativa dupa ce invertorul este reparat. Aceasta tehnica poate fi folosita
in prezicerea performantei unui sistem de panouri fotovoltaice intr-un an normal, in special in
conditii deosebite de umbrire. In cazul de fata pentru a diagnostica problema, aceasta tehnica
poate fi folosita in procesul initial de receptie pentru a se asigura buna functionalitate a
functiilor sistemului.
Exemplul 2: Sistem solar de incalzire a apei
Ca si exemplu al Optiunii D, se considera o metoda de evaluare a performantei unui
sistem solar de incalzire a apei, care a fost dezvoltat de catre Laboratorul National de Energie
Regenerabila (Barker 1990; Barker, Burch, si Hancock 1990). Intrumentarul este prezentat in
figura 47.
Figura 47: Testarea pe termen scurt a aparaturii pentru un sistem solar de incalzire a apei
Intrumentarul masoara intrarile si iesirile de energie pentru o perioada suficienta de timp
necesara calibrarii modelului de simulare a performantei. Perioada poate fi la fel de scurta cat
durata unei zile insa trebuie sa includa suficient de multe conditii (senin/innourat, cald/frig).
Prima lege a termodinamicii ne zice ca energia colectata este agala cu energia inmagazinata
plus energia pierduta din rezervorul de stocare.
Eficienta masurata intr-un test pe termen scurt,
Eficienta = [dE/dt + US (TS – Tenv)] / [I. AC]
este corelata de o regresie liniara cu un model liniar:
Eficienta = Ta – UC (TS – Tamb) / I
unde:
I =radiatia solara incidenta (W/m2)
Ac =suprafata de colectare (m2)
Ts =temperatura medie a apei stocate (oC), reprezentand temperatura colectorului
de admisie
Tamb =temperatura ambianta (oC)
Tenv =temperatura locatiei rezervorului de stocare (oC)
dE/dt =perioada de schimbare a energiei in rezervorul de stocare (J/s), masurata prin
efectuarea mediei temperaturii a trei rezervoare
Us =coeficientul de pierdere a caldurii din rezervorul de stocare estimat de o rata
de racire (W/m2C)
Termenul Ta este o constanta empirica reprezentand toate efectele transmisivitatii capacului
de sticla si de absorbtie ale placii de absorbtie. Uc este un termen care reprezinta toate efectele
coeficientului de pierdere a caldurii, al colectorului si tubulaturii pe unitate de suprafata
(W/m2°C). Acesti 2 coeficienti din model sunt ajustati pentru a minimiza diferenta dintre
performanta masurata si cea simulata. Modelul calibrat este completat cu un profil orar al
incarcarii si cu temperatura ambientala si radiatia solara incidenta pentru cele 8760 de ore ale
anului, informatii obtinute din date meteorologice anuale (NCDC 1997), folosite pentru a
prezice performanta anuala. Acest model simplu este izoterm, avand colectorul si rezervorul
de stocare, toate avand media Ts.
Aceasta metoda de a calibra un model simulat a fost folosit pentru a testa performanta a 13
sisteme in Colorado (Walker si Roper 1992). Figura 48 prezinta rezultatele unui test de o zi al
unui sistem avand un colector cu sprafata de 8.9 m2.
’
Figura 48: Rezultatele obtinute in urma unui test de o zi al unui sistem solar de incalzire a
apei
Simbolurile patrate reprezinta toate datele, masurate la un interval de 5 minute , iar
linia continua reprezinta cel mai bun ajustaj al regresiei liniare (modelul renormalizat). Testul
a fost efectuat intr-o zi inseninata, si s-a obtinut o corelare foarte buna intre model si
performanta masurata. La inceputul zilei de test rezervorul este rece, care se incalzeste de-a
lungul zilei, oferind astfel o gama vasta corespunzatoare parametrului: (Ts - Tamb)/I. Intrarile
modelului care au fost obtinute sunt ta = 0.59 si Uc = 4.7 W/m2 °C. Simularea a folosit date
meteo din Colorado pentru a previziona furnizarea unei energii anuale de 5,388 kWh/an.
Capitolul 5. Costul si calitatea unui Plan de M&V pentru Energie
regenerabila
Programele de M&V oferă în mod inerent asigurarea calităţii necesare în proiectele de
energie regenerabilă. Costurile de M V, oricum, pot varia foarte mult în funcţie de cerinţele
unui anumit proiect.
Costul total al unui proiect M&V include costul de achiziţionare, instalarea şi
întreţinerea instrumentelor (inclusiv etalonarea periodică); costul forţei de muncă implicate în
proiectarea programului şi costul de colectare periodica, reducerea, şi prezentarea rezultatelor
programului. Programe M&V exagerat de detaliate sau prost concepute pot fi foarte scumpe,
astfel încât suma de bani alocata pentru Planul de M&V ar trebui să fie determinata de
valoarea beneficiilor care rezultă din programul de M&V, așa cum se menţionează în
capitolul 1.
Valoarea acestor beneficii este determinata prin negocieri între client şi dezvoltatorul
de proiecte pentru fiecare proiect in parte. Obiectivul este ca toate părţile să colaboreze pentru
a reduce costul total al programului de M & V în timp ce se ating unele niveluri acceptabile
de incertitudine cu privire la economii.
În scopul de a scădea costurile de proiect, clientul poate să îşi asume un anumit risc de
performanţă fiind de acord să se faca măsurări periodice şi limitate (mai degrabă decât
continuă) sau prin creşterea de eroare admisibile în măsurători. Alte cerinţe speciale ale
Planului de M&V ar putea include credite pentru emisiile de verificare sau alte certificări
suplimentare din organismele de reglementare, dupa cum a fost subliniat în Capitolul 1.
Costurile totale vor include, de asemenea, costul de măsurare şi verificarea acestor tipuri de
cerinţe.
Anexa A Definiții
Livrare de energie - energie furnizată de un sistem de energie regenerabilă până la un punct
specificat pe o perioadă de timp, de obicei, măsurată în kWh/an sau Btu/an.
Externalităţile - Beneficiile unui sistem de energie regenerabilă care sunt „externe” analizei
financiară convenţionale sau eforturilor unui M&V. Exemplele includ reducerea emisiilor
atmosferice sau risc redus de scurgeri de combustibil.
Reducerea Incarcarii - o reducere a utilizării finale a energiei prin creşterea eficienţei
dispozitivului de utilizare finală sau prin diminuarea funcţionarea dispozitivului. Acest lucru
este în contrast cu livrare de energie de la un sistem de energie regenerabilă, care reduce, de
asemenea, energia achiziționata.
Locul Energetic - Energie care trece frontiera unei instalaţii, de obicei, măsurată ca baza de
venituri pentru utilităţi.
Sursa de energie - energie primară utilizate la nivel mondial pentru a oferi energie unui loc de
consum. Include locul de consum, plus pierderile de energie în producere, transport, şi
distribuţie.
Performanta sistemului – termen general care pot fi aplicat pentru a descrie orice aspect de
funcţionare a unui sistem, cum ar fi livrarea de energie, disponibilitatea faţă de sistemul de
down-time, sau rata de rentabilitate economică.
Anexa B Resurse
Obiectivele şi activităţile mai multor organizaţii sunt strâns legate de obiectul acestui capitol
din IPMVP. Aceste organizaţii sunt enumerate în ordine alfabetică mai jos, împreună cu o
scurtă descriere a fiecărui a. Mai multe informaţii pot fi găsite pe World Wide Web, adresele
web sunt incluse în fiecare descriere.
1. Centrul australian de cercetare in cooperare pentru energia regenerabilă (Acre)
Centrul australian de cercetare in cooperare pentru energia regenerabilă (Acre) în
Perth, Australia, încearcă să creeze o industrie competitivă pe planul internaţional al energiei
regenerabile. Acre reuneşte capabilităţi excelente de cercetare şi cunoaştere a pieţei într-un
centru de clasa mondiala pentru inovare şi comercializarea de sisteme de energie
regenerabilă. Unul dintre obiectivele principale ale centrul include prezentarea unui cadru de
politică strategică a guvernului şi a agenţiilor de energie care poate ajuta asigurarea bazei
industriei energiilor regenerabile.
URL: fizzy.murdoch.edu.au/acre/
2. Societatea Americană pentru Testare şi Materiale (ASTM)
Misiunea ASTM International - anterior cunoscut sub numele de Societatea
Americană pentru Testare şi Materiale (ASTM), cu sediul în West Conshohocken,
Pennsylvania, este de a furniza valoarea, puterea, şi respectul de consens pe piața; funcţiile
principale ale ASTM sunt (1) de a dezvolta şi oferi standarde voluntare, informaţii tehnice
aferente, precum şi servicii de sănătate publică şi siguranţă care au calitate recunoscute
internaţional şi aplicabilitatea care promovează calitatea generală a vieţii; (2) să contribuie
la fiabilitatea materialelor, produselor, sistemelor şi serviciilor; şi (3) pentru a facilita
comerţul regional, naţional şi internaţional. Obiectivul strategic principal este de a oferi
mediul optim şi sprijin pentru comitetele tehnice necesare pentru a dezvolta standarde şi a
informaţii conexe.
URL: www.astm.org
3. Comitetul pentru Standardizare (CEN)
Misiunea Comitetului European de Standardizare (CEN), cu sediul la Bruxelles, este
de a promova armonizarea tehnică voluntara în Europa, în colaborare cu organismele din
întreaga lume şi partenerii europeni şi să dezvolte proceduri de recunoaştere reciprocă şi de
evaluare a conformităţii cu standardele.
Armonizarea diminuează barierele comerciale, promovează securitatea, permite ca
serviciile de interoperabilitate de produse si sisteme, şi promovează înţelegerea tehnica. În
Europa, CEN lucrează în parteneriat cu Comitetul European pentru Standardizare
Electrotehnică (www.cenelec.be) şi Comunitatea Europeană - Institutul de Standarde în
Telecomunicaţii (www.etsi.fr).
CEN este organismul consultativ strategic pentru Mediu, promovează dezvoltarea de
metode de măsurare a calităţii mediului şi a emisiilor poluante; standardizeaza unelte şi
instrumente ale politicii de mediu; şi care încorporează aspectelor de mediu în standardele de
produs. CEN şi ISO dispună de proceduri paralele pentru anchete publice şi voturi formale
privind standardele internaţionale.
URL: www.cenorm.be
4. Asociatia furnizorilor de energie electrică din Australia (ESAA)
ESAA, cu sediul în Sydney, este centrul naţional pentru aspectele de management şi
acţiunea de cooperare pentru afaceri in domeniul furnizării energiei electrice. Membrii ESAA
institutiile publice şi private, întreprinderile implicate în generarea, transmiterea, distribuirea,
vânzarea cu amănuntul de energie electrică în Australia.
URL: www.esaa.com.au
5. The International Energy Agency, IEA (Agentia Internationala de Energie)
Misiunea Programului IEA Photovoltaic Power Systems (PVPS), cu sediul în UK, este
de a consolida eforturile colaborarii internaţionale- in special, cercetare, dezvoltare, si
implementare- prin care energia solara fotovoltaica va deveni o opiune semnificativa de
energie in viitorul apropiat.
Obiectivele legate de aplicatii fiabile ale sistemelor de energie, ale grupurilor tinta
(utilitati, furnizori de servicii energetice, si alti utilizatori din sectorul privat si cel public)
includ cresterea nivelului de constientizare a potentialului PV si valorificarea si stimularea
dezvoltarii pietei, prin inlaturarea barierelor nontehnice.
Programul IEA SolarPACES priveste strategic in perspectiva printr-o cooperare
intensa, in domeniul cercetarii si dezvoltarii tehnologiei, intre energia termica solara si
reactiile chimice datorate energiei solare. Acest program initiaza activitati pentru sustinerea
dezvoltarii proiectelor, „atacarea” barierelor nontehnice si constientizarea relevantei
aplicatiilor energiei termice solare, in problemele curente legate de energie si mediu
(http://www.solarpaces.org/).
6. International Electrotechnical Commission , IEC (Comisia Electrotehnică
Internaţională)
International Electrotechnical Commission (IEC), cu sediul în Geneva, este organismul
de evaluare a conformitatii şi standardelor internaţionale in toate domeniile electrotehnicii.
Misiunea IEC este de a promova, prin intermediul membrilor săi, cooperarea internaţională cu
privire la toate problemele de standardizare in domeniul electrotehnicii şi alte aspecte conexe,
cum ar fi evaluarea conformitatii cu standardele din domeniul energiei electrice, electronicii şi
tehnologiilor conexe.
Descrierea cuprinde toate tehnologiile din domeniul electric, inclusiv electronica,
magnetism, electromagnetism, acustica, telecomunicatii, si producerea si distributia energiei, si
de asemenea disciplinele generale asociate cum ar fi terminologia si simbolurile, masurare si
performanta,fiabilitate, proiectare şi dezvoltare, siguranta si mediu. (http://www.iec.ch/).
7. Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. (IEEE), (Institutul de
Ingineri specialisti in Electrotehnica si Electronica)
Viziunea Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), avand sediul in
orasul New York , este de a promova prosperitatea nivel mondial, promovand inovaţia tehnică,
care să le permita membrilor sa se dezvolte profesional şi promovarea comunitatii la nivel
mondial.
IEEE promovează procesul de inginerie referitor la crearea, dezvoltarea, integrarea,
partajarea, şi aplicarea cunoştinţelor de inginerie electrica, electronica, tehnologia informaţiei
şi ştiinţele care sunt în beneficiul umanităţii, cat şi profesia de inginer. IEEE (SCC21
Committee and Work on Standard PI547) este pe cale să stabilească standarde de
interconectare a utilitatilor, importante pentru implementarea pe scara largă a tehnologiilor de
generare a energiei din surse regenerabile de energie, conectate la retea.
URL: www.ieee.org
8. International Organization for Standardization (ISO), (Organizaţia
Internaţională de Standardizare)
The International Organization for Standardization (ISO), cu sediul în Elvetia, este o
federatie nonguvernamentala, la nivel mondial de organismele nationale de standardizare din
130 de ţări. Misiunea ISO este de a promova dezvoltarea standardizarii la nivel mondial si a
activitatilor conexe, în vederea facilitării schimbului de bunuri şi servicii şi pentru a dezvolta
cooperarea în urmatoarele sfere de activitate: intelectuala, ştiinţifica, tehnologica şi
economica. Activitatea ISO este pusa in evidenta in acorduri internationale care sunt publicate
ca Standarde Internationale.
URL: www.iso.ch
9. European Commission Joint Research Center (JRC)
Misiunea European Commission Joint Research Center , avand sediul in Bruxelles,
este de a oferi suport tehnic si stiintific orientat spre client in vederea conceperii, dezvoltarii,
implementarii si monitorizarii politicilor EU. Fiind un serviciu al Comisiei Europene, JRC
functioneaza ca un centru de referinţă al ştiinţei şi tehnologiei pentru UE. Aproape ca si
procesul de elaborare a politicilor, aceasta serveşte interesul comun al statelor membre, fiind în
acelaşi timp independent de interesele speciale private sau naţionale.
În cadrul JRC este Institutul de Mediu şi departamentul sau de Energii Regenerabile,
din care European Solar Test Installation (ESTI) este unul dintre domeniile de lucru. Misiunea
ESTI este in concordanta cu misiunea JRC: sa ofere baza stiintifica si tehnica in vederea
armonizarii standardelor in cadrul pietei unice a Uniunii Euopene.
Unul din serviciile de testare a echipamentelor si sistemelor PV ,include sprijin pentru
organizaţiile de standardizare. ESTI este implicata activ in acreditarea referitoare la asigurarea
calitatii, atat pentru expertiza proprie (conform EN45001) cat si in ceea ce priveste ajutarea
industriei pentru obtinerea acreditarii în conformitate cu standardele acceptate la nivel
internaţional (CEC, ISO şi IEC).
URL: www.jrc.cec.eu.int/jrc/index.asp. iamest.jre.it/esti/esti.htm
10. Global Approval Program for Photovoltaics (PV GAP)/ Program de aprobare
globala pentru sistemele fotovoltaice
Programul de aprobare globala pentru sistemele fotovoltaice (PV GAP) este o
organizatie globala orientata spre industria PV care straduieste sa promoveze si sa mentina un
set de standarde de calitate si proceduri de certificare a performantelor produselor si
sistemelor PV pentru a asigura calitatea sporita, fiabilitate si durabilitate. Inregistrata in
Elvetia, PV GAP este o organizatie non-profit care se axează pe certificarea calităţii
sistemelor PV. PV GAP, se concentrează de asemenea, pe punerea în aplicare a standardelor
internaţionale care promovează integrarea calitatii. Aceasta organizare lucreaza pentru a
introduce standarde de testare in fluxul de finanţare. De asemenea, urmăreşte stabilirea
reciprocităţii internaţionale de recunoaştere a standardelor şi a laboratoarelor de încercari. PV
GAP a dezvoltat o relatie profesionala de colaborare cu IEC, pe baza reputaţiei internaţionale
pe termen lung a organizaţiei referitoare la calitate şi interesele sale tehnice comune cu
obiectivele PV GAP. Sistemul de evaluare a calitatii al Comisiei Internationale de
Electrotehnica pentru Componente Electronice efectueaza programul de certificare pentru PV
GAP.
URL: www.pvgap.org
11. Solar Rating and Certification Corporation (SRCC)/ Corporatia de certificare si
evaluare solara
Corporatia de certificare si evaluare solara (SRCC) in Cocoa, Florida,este o organizatie
independenta, non-profit, care masoara, evalueaza si certifica performanta sistemului de incalzire
solara a apei. Evaluarea „Factorul Energiei Solare” a SRCC, permite compararea economiilor
asigurate de mai multe tipuri diferite de sisteme de incalzire solara a apei si sisteme
conventionale de incalzire a apei. Certificarea SRCC a devenit o condiţie de bază în 12 state pe
teritoriul Statelor Unite şi este considerată ca fiind o cerinţă în alte state.
URL: www.solar-rating.org
12. TUV
Misiunea principala a TUV Rheinland (TUV) este de a proteja sanatatea si siguranta
consumatorilor si a mediului prin sprijinirea industriei la producerea unor produse mai sigure
si superioare din punct de vedere al calitatii. Consumatorii din industrie lucreaza cu TUV
pentru a obtine diferenrierea produselor si un avantaj competitiv prin metode şi tehnologie
mai performante, în cercetare, proiectare, dezvoltare, productie si servicii. Clientii se
conformeaza reglementărilor sau ghidurilor aplicabile si, in multe cazuri, depasesc
standardele minim acceptabile pentru a atinge rangul "cel mai bun dintr-o aumita categorie ".
Pe website-ul propriu , TUV a mentionat ca „UE a creat un site pe internet care ofera
acces la materialele descriptive despre directivele carcarteristice ale CEN, standardele
recunoscute oficial în temeiul acestor directive, şi standarde in curs de dezvoltare, în vederea
recunoaşterii în temeiul acelorasi directive”.
URL: www.tuv.com. www.newapproach.org
13. Photovoltaics Special Research Center
Centrul de Cercetare Photovoltaics Special Research Center al Universitatii de la
New South Wales (UNSW) din Sydney, Australia, este lider mondial in cercetarea celulelor
solare cu Silicon de inalta eficienta si este implicat in comercializarea proiectelor semnificative,
pentru producerea de energie nepoluanta, cu costuri reduse, la scară largă.
URL: www.pv.unsw.edu.au
14. The Utility Photo Voltaic Group (UPVG)
Grupul Utility Photo Voltaic Group (UPVG), are 150 organizatii membre. Este
condus de 100 de furnizori de servicii electrice din 8 tari care lucreaza impreuna pentru a
promova utilizarea energiei solare cu ajutorul panourilor fotovoltaice. UPVG este o asociatie
non-profit cu sediul in Washington, DC, care primeste capital de la Departmentul de Energie al
S.U.A. pentru a administra TEAM-UP (Technology Experience to Accelerate Markets in Utility
Photovoltaics), un program care ajuta la provarea utilizarii panourilor fotovoltaice in aplicatiile
care au un potential puternic pentru eventuala folosirea acestora ca si sursa principala in
alimentare. TEAM-UP ajuta la crearea unei piete extinse, de producere a energiei electrice din
energia solara. TEAM-UP ofera recompense sub forma impartirii/repartizarii costurilor, in
temeiul unei baze competitive.
URL: www.upvg.org
15. North American Board of Certified Energy Practioners/ Consiliul Nord-
American al Practicienilor Energetici Atestati
Consiliu care supravegheaza examenele de certificare, pentru instalatori PV.
URL: www.nabcep.org
Anexa C: Referinte
1. Barker, G. 1990. O metoda de monitorizare pe termen scurt pentru Sisteme solare active de
preparare a apei calde menajere. Teza de master. Boulder, CO: Universitatea din Colorado
la Boulder.
2. Barker, G, Burch, J., si Hancock, E. 1990. „Incercare in teren a unei metode de
monitorizare pe termen scurt pentru Sisteme solare de preparare a apei calde menajere”,
ASME/JSME
Conferinta Internationala avand ca tema Energia Solara, Laboratorul National de Energie
Regenerabila, Golden, Colorado, April.
3. Burch, J., Xie, Y., si Murley, C. 1995. Monitorizare in teren a unui Sistem solar pentru
prepararea apei calde menajere, bazata pe masurarea temperaturii rezervorului, NREL/TP-
472-7854, Laboratorul National de Energie Regenerabila, Golden, Colorado.
4. California Resources Code/ Codul Resurselor din California, Capitolul 2805 (CRC 2805),
Articolul 7, 381.b.3
5. Christensen, C, si Burch, J. 1993. Strategii de monitorizare pentru proiecte pentru utilităţi de
incalzire a apei utilizand energia solara, Laboratorul National de Energie Regenerabila,
Golden, Colorado.
6. International Energy Agency (Agentia Internationala in Domeniul Energiei). 1990.
Procedura de inspectie a sistemelor solare de preparare a apei calde menajere, Raport Nr.
T.3.E.2, Agentia Internationala in Domeniul Energiei, University College, UK.
7. NCDC, 1997, Typical Meteorological Year Weather Data, U.S. Centrul National de date
climatice din US, Asheville, Carolina de Nord.
8. PRISM, 2002, Universitatea Princeton, Programul de Stiinta si Securitatea Globala,
Princeton, New Jersey 08542, Statele Unite ale Americii
9. Roditi, D. 1999. "Fara Riscuri, Fara griji, Garantarea rezultatelor obtinute folosind energia
solara", Renewable Energy World (2:2), martie.
10. Universitatea din Wisconsin, Madison. TRNSYS, FCHART si PV FCHART software,
www.fchart.com
11. Departamentul Apărării al SUA. 1998. Manualul de referinţă de M & V a Energiei, Systems
Engineering and Management Corporation for Air Force Civil, Agentia de Sprijinire a
Inginerilor, U.S. Government Printing Office, Washington, DC.
12. Departamentul de Energie al SUA. 1991. Strategia Energetica Nationala: Idei puternice
pentru America. U.S. Government Printing Office, Washington, DC, 118 pp.
13. Walker, A., Christensen C, si Yanagi, G. 2003. „Monitorizarea duratei de utilizare a
preparatoarelor de apa calda ale Pazei de Coasta SUA , cu şi fără aportul energiei solare
pentru încălzire a apei, în Honolulu, HI”, ASME Solar 2003 Congress, Martie
14. Walker, H., si Roper, M. 1992. "Implementarea metodei de monitorizare pe
termen scurt NREL SDHW," Solar '92: Conferinta Nationala de Energie Solara, a
21-a Conferinta Anuala ASES, Laboratorul National de Energie Regenerabila,
Golden, Colorado, Iunie.