ΕΜΠ: Ένα κτίριο με μηδενικό ενεργειακό ισοζύγιο

Η ενεργειακή αυτονομία των κτιρίων και οι μηδενικές εκπομπές ρύπων κατά τη λειτουργία τους δεν αποτελούν σενάριο επιστημονικής φαντασίας. Ένα υβριδικό ενεργειακό σύστημα ελαχιστοποίησης εκπομπών αερίων θερμοκηπίου για κτιριακές εφαρμογές λειτουργεί ήδη στο τεχνολογικό πάρκο Λαυρίου, στο πλαίσιο του. ερευνητικού προγράμματος H2SusBuild.

Η ανάγκη για τη δημιουργία ενός κτιρίου μηδενικού ενεργειακού ισοζυγίου, το οποίο έχει τη δυνατότητα να εξασφαλίζει την ενέργεια που χρειάζεται για τις λειτουργίες του κατά τη διάρκεια ενός ολόκληρου έτους από ανανεώσιμες πηγές, δεν προέκυψε βέβαια από το πουθενά, αλλά από το γεγονός ότι το 40% της συνολικής ενέργειας καταναλώνεται στον κτιριακό τομέα. Αυτό εξηγεί και το ότι πριν από 4,5 περίπου χρόνια, τον Απρίλιο του 2009, το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο έβαλε στόχο όλα τα νέα κτίρια να συμμορφωθούν στα πρότυπα των Κτιρίων Μηδενικού Ενεργειακού Ισοζυγίου (ΚΜΕΙ), με πλήρη εφαρμογή των προτύπων το 2019 για τα δημόσια κτίρια και το 2021 για τα ιδιωτικά κτίρια.

Έτσι προέκυψε το ερευνητικό πρόγραμμα με τίτλο “Development of a clean and energy self-sustained building in the vision of integrating H2 economy with renewable energy sources – H2SusBuild” που στοχεύει στη δημιουργία ενός ενεργειακά αυτόνομου κτιρίου που εκμεταλλεύεται τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) και το αέριο υδρογόνο (H2) ως «καθαρό» μέσο αποθήκευσης της ενέργειας. Το πρόγραμμα, συνολικού προϋπολογισμού 10.000.000 ευρώ, χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Κοινότητα με 6.500.000 ευρώ στο πλαίσιο του 7ου Προγράμματος και συμμετέχουν σ’αυτό 19 εταίροι από 10 χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης.

Κάπου εδώ συναντάμε την παρέμβαση του Εργαστηρίου Μεταλλουργίας της Σχολής Μηχανικών Μεταλλείων-Μεταλλουργών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου, που μεταξύ άλλων έχει επικεντρώσει την ερευνητική του δραστηριότητα στις περιβαλλοντικές και ενεργειακές εφαρμογές όπως επίσης και στο σχεδιασμό ενεργειακών συστημάτων.

Λόγω των εξειδικευμένων αναγκών του ερευνητικού προγράμματος (H2SusBuild), που έχει ως αντικείμενο το σχεδιασμό, την ανάπτυξη και την εφαρμογή αυτόνομου συστήματος παροχής ενέργειας σε κτιριακές εγκαταστάσεις με χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, κρίθηκε αναγκαία η δημιουργία παραρτήματος του Εργαστηρίου στο Τεχνολογικό και Πολιτιστικό Πάρκο Λαυρίου. Το κτίριο που επιλέχθηκε από το Εργαστήριο βρίσκεται στη Νοτιοδυτική πλευρά του Τεχνολογικού και Πολιτιστικού Πάρκου Λαυρίου (ΤΠΠΛ). Το κτίσμα δεν ανήκει στις εγκαταστάσεις της Γαλλικής Εταιρίας Λαυρίου, αλλά κατασκευάστηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1990 για βιομηχανική χρήση. Αποτελείται από ισόγειο εμβαδού 375 m2 και ημιόροφο εμβαδού 150 m2 (συνολικό εμβαδό 530 m2).

Tο κτίριο υπέστη πλήθος τροποποιήσεων, έτσι ώστε να είναι δυνατή η εγκατάσταση του απαιτούμενου εξοπλισμού, η ενεργειακή διαχείρισή του κτιρίου, τηρώντας ταυτόχρονα συγκεκριμένες προδιαγραφές ασφαλείας. Ταυτόχρονα δημιουργήθηκαν χώροι γραφείων, συνεδριάσεων και συναντήσεων.

O εξοπλισμός του κτιρίου και του περιβάλλοντος χώρου περιλαμβάνει:

• Πάρκο ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (συνολικής ισχύος 86 kW), που αποτελείται από φωτοβολταϊκά στοιχεία συνολικής ισχύος 50 kW, και από έξι ανεμογεννήτριες ισχύος 6 kW η κάθε μία.
• Σύστημα διαχείρισης Κτιριακής Εγκατάστασης (BMS) με μεγάλο αριθμό σημείων on-line ελέγχου.
• Ολοκληρωμένο σύστημα καταγραφής και διαχείρισης της παραγόμενης και καταναλωνόμενης ενέργειας, με πολλαπλό σύστημα επιλογών, κατάλληλα διαμορφωμένο για ερευνητικούς σκοπούς.
• Μονάδα Παραγωγής και Αποθήκευσης Υδρογόνου.
• Μονάδα Παραγωγής Ηλεκτρικής και Θερμικής ενέργειας από Υδρογόνο.
• Ολοκληρωμένο υβριδικό σύστημα ελέγχου λειτουργίας όλου του εγκατεστημένου εξοπλισμού.
• Σύστημα ασφαλείας, ανίχνευσης πυρκαγιάς αλλά και διαρροών υδρογόνου σε συνδυασμό με πρότυπο σύστημα καταστολής πυρκαγιών εύφλεκτων αερίων

Το ηλεκτρικό ρεύμα που παράγεται από τις ΑΠΕ χρησιμοποιείται για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών του κτιρίου, καθώς και για τη ψύξη/θέρμανσή του. Στην περίπτωση που η παραγωγή ενέργειας από τις ΑΠΕ είναι μεγαλύτερη από τις ανάγκες, η πλεονάζουσα ενέργεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή αέριου H2 μέσω ηλεκτρόλυσης, το οποίο αποθηκεύεται συμπιεσμένο σε ειδικές φιάλες. Όταν η παραγόμενη ενέργεια από τις ΑΠΕ δεν επαρκεί για να καλύψει τις ανάγκες, το αποθηκευμένο H2 αξιοποιείται σαν εφεδρικό καύσιμο μέσω μιας κυψέλης καυσίμου, χωρίς την οποιαδήποτε εκπομπή ρύπων.

Το H2 παίζει ένα σημαντικό διττό ρόλο. Αφενός, αποτελεί μια εφεδρική πηγή ενέργειας προκειμένου να εξομαλύνονται οι εγγενείς αβεβαιότητες της παραγωγής ενέργειας μέσω ΑΠΕ που οφείλονται στις μεταβολές των μετεωρολογικών συνθηκών. Αφετέρου, προσφέρει αρκετά πλεονεκτήματα σε σχέση με τους συμβατικούς τρόπους αποθήκευσης της ενέργειας που βασίζονται σε συσσωρευτές, με τα σημαντικότερα να είναι ο απαιτούμενος χώρος, καθώς και η μηδενική επιβάρυνση προς το περιβάλλον.

Παράρτημα Εργαστηρίου Μεταλλουργίας Ε.Μ.Π. στο Τεχνολογικό και Πολιτιστικό Πάρκο Λαυρίου. Διευθυντής: Καθηγητής Ι. Πασπαλιάρης

Το παράρτημα του Εργαστηρίου στο Λαύριο χρησιμοποιείται συστηματικά για την μελέτη και βελτιστοποίηση του υβριδικού συστήματος παραγωγής και αποθήκευσης ενέργειας και φιλοξενεί:

• Ερευνητές του Εργαστηρίου Μεταλλουργίας, επιφορτισμένους με τη διεξαγωγή του έργου.
• Ερευνητές άλλων συνεργαζόμενων στα πλαίσια του έργου Εργαστηρίων του ΕΜΠ.
• Σπουδαστές του ΕΜΠ που εκπονούν τη διπλωματική τους εργασία.
• Μεταπτυχιακούς σπουδαστές που εκπονούν τη διδακτορική τους διατριβή.
• Επισκέπτες και ακαδημαϊκούς με αντίστοιχο ερευνητικό πεδίο
• Μαθητές και φοιτητές που εκπαιδεύονται στο κτίριο σε θέματα περιβαλλοντικής διαχείρισης.

Τις εγκαταστάσεις του ερευνητικού προγράμματος H2SusBuild έχουν επισκεφθεί, μεταξύ άλλων, ο Πρέσβης Νορβηγίας στην Ελλάδα (κ. Sjur Larsen), ο Γενικός Γραμματέας του Υπουργείου Ανάπτυξης (κ. Αλέξανδρος Φούρλας), εκπρόσωποι επενδυτικών φορέων της Κίνας (συνοδευόμενοι από την κ. Shi Yan Li – δημοσιογράφο Guangdong Science and Technology News) κ.ά. Επίσης, έχει πραγματοποιηθεί πληθώρα επισκέψεων από μαθητές (όλων των βαθμίδων εκπαίδευσης) και φοιτητές, καθώς και από μέλη της ακαδημαϊκής κοινότητας και άλλους ενδιαφερόμενους φορείς του ιδιωτικού τομέα (π.χ. Vodafone, Eurobank, ΣΕΒ κλπ).

ΠΗΓΗ: ΗλεκτρολογίαGR