Słoneczne katastry

Katastry słoneczne to w naszym kraju nowa dziedzina działalności firm geodezyjnych i zapewne źródło niebagatelnych dochodów. Sens takiej inicjatywy potwierdzają doświadczenia zagraniczne.

Tematowi wykorzystania alternatywnych źródeł energii (OZE) poświęcony był zakończony w grudniu ub.r. szczyt klimatyczny, który w meksykańskim kurorcie Cancun zgromadził blisko 200 przedstawicieli państw zainteresowanych ograniczaniem emisji dwutlenku węgla. Jedną z decyzji szczytu było utworzenie Zielonego Funduszu Klimatycznego oraz rekomendacje techniczne dotyczące przeznaczenia do 2020 roku kwoty 100 mld USD na rozwój technologii zmierzających do intensyfikacji wykorzystania odnawialnych źródeł energii.

Warto nadmienić, że w Europie wyczerpują się zasoby konwencjonalnych źródeł energii. Średnia uzależnienia od zewnętrznych dostaw energii w UE przekracza obecnie 50%, co zmusza kraje tej części świata do szczególnej dbałości o rozwój innowacyjnych technologii w celu zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego i zapobiegania groźnym dla społeczeństwa zmianom klimatu.

Według przewidywań, Unia Europejska zobowiąże kraje członkowskie do ograniczenia do 2020 r. emisji CO₂ o 30%. Jest to zadanie niezwykle trudne, zwłaszcza dla krajów takich jak Polska, gdzie ponad 90% energii elektrycznej i cieplnej opiera się na węglu - surowcu, którego spalanie emituje duże ilości gazów cieplarnianych. W bilansie energetycznym naszego kraju niezwykle skromną rolę odgrywa energetyka wodna, wiatrowa i solarna (patrz tab. 1.)

Tab. 1. Struktura produkcji energii elektrycznej z odnawialnych nośników energii w wybranych krajach UE w 2008 r. (%)

OZE w Polsce

Jak podają europejskie dane statystyczne, udział alternatywnych źródeł energii w finalnym zużyciu energii jest, niestety, skromny. W krajach Unii Europejskiej na przestrzeni lat 2001-2008 zużycie energii nieznacznie wzrosło z 4% do 5,6%.

W ostatnich latach odnotowano w Polsce wzrost pozyskiwanego ciepła solarnego, głównie dzięki instalowaniu kolektorów słonecznych w budynkach mieszkaniowego budownictwa jednorodzinnego. Są to jednak wielkości stosunkowo niewielkie (dla Polski nawet nieewidencjonowane), jak wynika z danych zawartych w tabeli 1.

Największy udział produkcji energii solarnej w łącznej produkcji energii w 2008 r. odnotowano w Niemczech (4,8%), a w pozostałych ujętych w tablicy krajach unijnych wielkości udziału nie przekraczają nawet 0,5% (por. tab. 1.).

Duże nadzieje pokładane są w technologii wychwytywania, transportu i składowania CO2 w istniejących elektrowniach węglowych. I wprawdzie technologia ta jest technicznie w pełni opanowana, to jest ona bardzo kosztowna i nie wykroczyła na razie poza tzw. projekty demonstracyjne w Bełchatowie i Kędzierzynie.

Polską specjalnością w dziedzinie wykorzystywania alternatywnych źródeł energii może być energia solarna, z uwagi na relatywnie tani sposób jej pozyskiwania, zarówno w wolno stojących budynkach jednorodzinnych, jak też w zabudowie osiedlowej, przemysłowej, magazynowej, hotelowej itp.

Szerokiemu rozpowszechnieniu instalowania baterii słonecznych stoją na przeszkodzie dwa następujące problemy:

• funkcjonujący stereotyp, że w naszym klimacie, przy istniejącym nasłonecznieniu pozyskiwanie energii solarnej jest rzekomo mało efektywne,
• brak pewności, czy określony budynek (dach) nadaje się do instalowania paneli ze względu na usytuowanie, a tym samym na ekspozycję na słońce, a w związku z tym, czy zainstalowane urządzenie będzie opłacalne.

Pierwsze ryzyko jest całkowicie nieuprawnione w świetle doświadczeń innych krajów, jak choćby Niemiec. Jako przykład można podać, że Warszawa leży na tej samej szerokości geograficznej co Berlin, a Trójmiasto i Szczecin - co Hamburg, a przecież Republika Federalna Niemiec najpełniej wśród krajów Europejskich wykorzystuje energię solarną, czego dowodem są dane zawarte w tab. 1., a także jedna z największych w Europie elektrowni słonecznych o mocy ponad 50 MW.

Znacznie poważniejszy jest drugi problem - obawa inwestorów, czy w danym budynku instalacja kolektorów okaże się opłacalna.

Mapy słoneczne

Przełom w dziedzinie instalacji paneli nastąpił niedawno, kiedy służby geodezyjne w Niemczech i Stanach Zjednoczonych opracowały stosunkowo proste metody sporządzania map słonecznych, zwanych także „słonecznymi katastrami". Rozwiązanie polega na udostępnianiu potencjalnym użytkownikom geoportalu, który w oparciu o numeryczny model zabudowy i dostępne dla danego obszaru informacje klimatologów pozwala na zdefiniowanie potencjału słonecznego dla poszczególnych obiektów.

Pierwszą pionierską mapę słoneczną „w skali przemysłowej" sporządzono w Niemczech w 2008 r. dla miasta Osnabrűck, a następnie podobne mapy powstawały dla kilkudziesięciu miast i powiatów. Przykładowo w 2011 r. mapy dla Berlina pokrywać będą blisko 900 km˛ gęsto zabudowanego obszaru.

Katastry słoneczne powstają także w USA, w Kanadzie, we Włoszech, w Austrii i w innych krajach.

Tworzenie mapy słonecznej teoretycznie jest nieskomplikowane, w praktyce nastręcza jednak określonych trudności, o czym można się przekonać, przeglądając rozwiązania dostępne w sieci. Wśród tych trudności na uwagę zasługuje uwzględnianie geometrii dachu, ponieważ niektóre z nich są płaskie, inne jedno-, dwu- lub wielospadowe. Geodeci poradzili sobie jednak z tym problemem, o czym świadczą oferowane systemy. Słoneczne katastry są ciągle jeszcze na geodezyjnym rynku nowością, którą jednak warto się zainteresować.

Inwestor, odczytując mapę słoneczną, może w miarę dokładnie ustalić, jaką ilość energii mogą pozyskać panele zainstalowane na dachu o określonej geometrii i istniejącej ekspozycji danego obiektu na promieniowanie słoneczne. Dobrze sporządzona mapa słoneczna pozwoli określić tzw. powierzchnię czynną dachu po wyeliminowaniu jego części zasłoniętych przez sąsiednie budynki, drzewa itp.

Bardzo ważnym elementem mapy słonecznej jest możliwość wyboru najbardziej optymalnego rodzaju kolektora, a są tu rozległe możliwości, o czym świadczą oferty paneli zamieszczone w styczniowym wydaniu „Administratora" w przeglądzie kolektorów słonecznych.

Zaawansowane serwisy informują również o przybliżonym koszcie planowanej instalacji oraz ilości CO₂, która nie będzie wyemitowana dzięki wykorzystaniu urządzenia solarnego.

Nawet jeśli uznamy, że oferty słonecznych katastrów są relatywnie proste, to jednak ich prezentacja dla użytkowników mało biegłych w problematyce energetycznej wymaga odpowiednio przejrzystej informacji.

Rozwiązaniem są kilkustopniowe skale, które jednoznacznie oceniają, czy dany budynek nadaje się pod panele, czy też nie. W razie pozytywnego wyniku pozostaje wybór typu kolektora, które różnią się między sobą parametrami. W tym przypadku należy zasięgnąć porady profesjonalistów, którzy „najlepiej" dopasują kolektor do warunków, jakim odpowiada kształt i usytuowanie określonego dachu. Trzeba również uwzględnić warunki ofertowe, takie jak trwałość paneli, ich cena, udzielane gwarancje itp.

Oferta rynkowa

Rosnąca liczba zagranicznych firm geodezyjnych oferujących katastry słoneczne, a równocześnie mnogość oferentów kolektorów świadczy, że początkowo stricte naukowy projekt przeistoczył się w zyskowne przedsięwzięcie. Także polskie firmy mają w swojej ofercie opracowywanie map słonecznych, a według opinii środowiska geodetów, polskie firmy geodezyjne przy współpracy z klimatologami mogą sporządzać z powodzeniem mapy solarne.

Rozwój rynku uwarunkowany jest jednak zapotrzebowaniem na tego rodzaju usługi. Bodźcem może się okazać wsparcie tych inicjatyw przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej, który zamierza w ciągu najbliższych 3 lat uruchomić preferencyjne dofinansowanie instalacji solarnych kwotą 300 mln zł. Można też zabiegać, o czym już wspomniałem, o finansowe wsparcie Unii Europejskiej. Sposób pozyskiwania środków na instalowanie kolektorów słonecznych omówiony został obszernie w przywołanym już numerze „Administratora", w artykule A. Szustak.

Wszystko wskazuje zatem, że jeśli inwestorzy będą dysponować mapą słoneczną, co ograniczy ryzyko braku opłacalności instalowania kolektorów -　można będzie oczekiwać rozwoju wykorzystywania „darmowego" źródła energii solarnej. Tym bardziej że zyski z tytułu zaoszczędzonej energii konwencjonalnej są znaczące, a zwrot poniesionych nakładów następuje w ciągu kilku lat.