Cresterea performantei energetice a cladirilor reprezinta una dintre principalele directii ale politicilor actuale privind reducerea consumului de energie si utilizarea surselor regenerabile. In Romania, certificarea energetica se realizeaza conform metodologiei nationale de calcul al performantei energetice a cladirilor, Mc 001-2022, aprobata prin Ordinul nr. 16/2023. Evaluarea ia in considerare caracteristicile anvelopei, sistemele tehnice ale cladirii, conditiile climatice si sursele de energie utilizate.
Pentru cladirile amplasate in zone montane, problema energetica prezinta anumite particularitati. Temperaturile exterioare reduse, durata mai mare a sezonului de incalzire si, in anumite situatii, accesul limitat la reteaua de gaze naturale determina un consum important de energie pentru incalzire.
In acest context, utilizarea combinata a biomasei pentru producerea energiei termice si a panourilor fotovoltaice pentru producerea energiei electrice poate reprezenta o solutie eficienta. Ambele sunt surse regenerabile recunoscute in cadrul metodologiei de evaluare energetica, dar contributia lor trebuie analizata corect in cadrul bilantului energetic al cladirii.
Particularitatile energetice ale cladirilor din zonele montane
Cladirile situate in zone montane sunt caracterizate, in general, printr-un necesar mai ridicat de energie pentru incalzire comparativ cu aceleasi cladiri amplasate in regiuni cu un climat mai bland.
Temperaturile exterioare scazute determina cresterea diferentei de temperatura dintre mediul interior si exterior si, implicit, cresterea pierderilor de caldura prin pereti, acoperis, planseu si suprafetele vitrate. In acelasi timp, perioada de functionare a instalatiei de incalzire este mai lunga.
Din acest motiv, prima masura pentru imbunatatirea performantei energetice trebuie sa ramana reducerea necesarului de energie al cladirii.
Termoizolarea corespunzatoare a peretilor exteriori, acoperisului si planseelor, utilizarea tamplariei eficiente energetic si reducerea infiltratiilor de aer pot diminua substantial necesarul anual de incalzire.
Aceasta etapa este esentiala deoarece dimensionarea instalatiei de producere a caldurii trebuie realizata dupa reducerea necesarului termic. O cladire bine izolata necesita un cazan de putere mai mica si un consum anual mai redus de combustibil.
Biomasa ca sursa regenerabila pentru incalzire
In zonele montane, biomasa poate reprezenta o alternativa importanta la gazele naturale, GPL sau combustibilii lichizi. Lemnul, peletii si brichetele din biomasa pot fi utilizate pentru producerea energiei termice necesare incalzirii si prepararii apei calde de consum.
Avantajul principal il reprezinta caracterul regenerabil al biomasei atunci cand aceasta provine din surse sustenabile. Metodologia de evaluare energetica face, de altfel, distinctie intre biomasa si lemnul provenit din surse nesustenabile, aspect important atunci cand se determina componenta regenerabila a energiei utilizate de cladire.
Utilizarea unui cazan modern pe peleti sau biomasa, cu automatizarea arderii si un randament ridicat, poate imbunatati considerabil performanta sistemului de incalzire comparativ cu utilizarea unei sobe sau a unui cazan vechi pe lemne.
Pentru cladirile cu necesar termic variabil este recomandata si utilizarea unui rezervor de acumulare. Acesta permite functionarea cazanului in regimuri apropiate de randamentul optim si stocarea temporara a energiei termice pentru utilizarea ulterioara.
Astfel, in cazul unei cladiri montane, biomasa poate asigura energia necesara in perioadele reci inclusiv atunci cand temperaturile exterioare sunt foarte scazute.
Rolul sistemului fotovoltaic
Cea de-a doua componenta a sistemului energetic poate fi reprezentata de instalatia fotovoltaica.
Panourile FV produc energia electrica necesara consumatorilor cladirii: iluminat, electrocasnice, pompe de circulatie, automatizarea cazanului, ventilatie si alte echipamente.
In cazul unei pensiuni sau al unei cladiri turistice, consumul electric poate fi semnificativ, fiind asociat suplimentar cu iluminatul exterior, bucataria, spalatoria si alte servicii.
Productia fotovoltaica reduce energia electrica preluata din reteaua nationala si creste ponderea energiei regenerabile utilizate in cladire. Certificatul energetic include informatii privind energia primara si finala, inclusiv energia provenita din surse regenerabile, precum si emisiile echivalente de CO2.
Trebuie insa tinut cont de faptul ca, in zona montana, productia FV din timpul iernii este considerabil mai redusa decat productia din lunile de vara, exact in perioada in care necesarul termic este maxim. Zapada depusa pe panouri poate reduce suplimentar temporar productia.
Din acest motiv, panourile fotovoltaice nu trebuie privite ca unica sursa energetica, ci ca parte a unui sistem energetic hibrid.
Complementaritatea dintre biomasa si energia fotovoltaica
Un avantaj important al combinatiei dintre biomasa si fotovoltaice este complementaritatea celor doua tehnologii.
In timpul iernii, atunci cand necesarul de incalzire este ridicat si productia solara este mai redusa, biomasa poate reprezenta principala sursa pentru producerea energiei termice.
In perioadele insorite si mai ales in sezonul cald, sistemul fotovoltaic poate acoperi o proportie importanta din necesarul de energie electrica al cladirii.
Conceptual, bilantul energetic poate fi exprimat astfel:
Necesar energetic al cladirii → reducerea necesarului prin termoizolare → biomasa pentru energia termica + FV pentru energia electrica.
Aceasta abordare permite utilizarea a doua resurse regenerabile diferite si reduce dependenta cladirii fata de combustibilii fosili.
Impactul asupra certificatului de performanta energetica
Din perspectiva certificarii energetice, avantajul acestei configuratii devine deosebit de interesant.
Performanta energetica nu este determinata numai de cantitatea de energie finala consumata. Metodologia ia in calcul si sursa din care provine energia, prin intermediul factorilor de conversie in energie primara regenerabila si neregenerabila.
Prin urmare, doua cladiri identice din punct de vedere constructiv si cu acelasi necesar anual de caldura pot avea indicatori diferiti de performanta energetica daca una utilizeaza combustibili fosili, iar cealalta utilizeaza in proportie importanta surse regenerabile.
In cazul unei cladiri montane dotate cu sistem fotovoltaic si cazan pe biomasa sustenabila, poate creste semnificativ ponderea energiei provenite din surse regenerabile. In paralel, energia electrica produsa local reduce necesarul de energie electrica preluata din retea.
Efectele asupra evaluarii energetice pot fi:
reducerea consumului de energie primara neregenerabila;
cresterea ponderii energiei regenerabile;
reducerea emisiilor echivalente de CO2;
imbunatatirea indicatorilor de performanta energetica;
posibilitatea obtinerii unei clase energetice superioare, in functie de caracteristicile concrete ale cladirii.
Este important insa ca biomasa sa nu fie tratata automat ca fiind integral regenerabila indiferent de provenienta. Metodologia face diferenta intre anumite categorii de combustibili, inclusiv intre lemnul fara certificare de biomasa/sursa nesustenabila si biomasa provenita din surse corespunzatoare.
Integrarea stocarii energiei
Sistemul poate fi completat prin doua forme diferite de stocare.
Prima este stocarea termica, prin intermediul unui rezervor de acumulare conectat la cazanul pe biomasa. Energia termica produsa poate fi acumulata si utilizata ulterior pentru incalzire sau prepararea apei calde.
A doua este stocarea electrica, prin utilizarea unei baterii conectate sistemului fotovoltaic. Energia solara produsa in timpul zilei poate fi utilizata seara si noaptea.
Pentru o cladire montana izolata sau amplasata intr-o zona in care reteaua electrica prezinta intreruperi frecvente, aceasta configuratie poate aduce si un avantaj suplimentar privind siguranta alimentarii cu energie.
Exemplu de configuratie energetica
Pentru o pensiune, cabana sau locuinta din zona montana, o configuratie eficienta ar putea include o anvelopa foarte bine izolata, tamplarie performanta, un cazan automatizat pe peleti sau alta biomasa sustenabila, rezervor de acumulare termica, sistem fotovoltaic dimensionat in functie de consumul electric si, optional, baterii pentru cresterea autoconsumului. Toate aceste consurmuri se reflecta in certificatul energetic aferent cladirii renovate.
In aceasta configuratie, termoizolatia reduce necesarul, biomasa acopera necesarul termic, iar sistemul fotovoltaic reduce energia electrica preluata din retea.
Ordinea este importanta. O cladire ineficienta energetic nu trebuie transformata intr-o cladire aparent performanta doar prin instalarea unor surse regenerabile. Mai intai trebuie redus necesarul energetic, apoi trebuie eficientizate instalatiile si, in final, trebuie acoperita o proportie cat mai mare din consum prin energie regenerabila.
Concluzii
Pentru cladirile amplasate in zonele montane, combinatia dintre termoizolare, biomasa si energie fotovoltaica poate reprezenta una dintre solutiile eficiente pentru cresterea performantei energetice.
Biomasa este deosebit de potrivita pentru acoperirea necesarului termic ridicat din timpul iernii, in timp ce instalatia fotovoltaica contribuie la reducerea consumului de energie electrica din retea si la cresterea ponderii energiei regenerabile.
Certificarea energetica permite cuantificarea acestor beneficii prin evaluarea consumului de energie finala, a energiei primare regenerabile si neregenerabile si a emisiilor de CO2. Conform cadrului metodologic national, sursele regenerabile sunt luate explicit in considerare in evaluarea performantei energetice.
Astfel, pentru o cladire din zona montana, strategia optima nu trebuie sa se limiteze la alegerea unei surse de incalzire. Abordarea corecta presupune reducerea initiala a necesarului de energie prin imbunatatirea anvelopei, utilizarea biomasei sustenabile pentru producerea caldurii si integrarea energiei fotovoltaice pentru acoperirea consumurilor electrice. Rezultatul poate fi o cladire cu un consum redus de energie primara neregenerabila, o pondere ridicata a energiei regenerabile si o performanta energetica semnificativ imbunatatita.