1 Keith Tovey ( 杜伟贤 ) Energy Science Director HSBC Director of Low Carbon Innovation CRed Carbon Reduction Energy & Environment Seminar Enerji ve Çevre.

... konulu sunumlar: "1 Keith Tovey ( 杜伟贤 ) Energy Science Director HSBC Director of Low Carbon Innovation CRed Carbon Reduction Energy & Environment Seminar Enerji ve Çevre."— Sunum transkripti:

1 1 Keith Tovey ( 杜伟贤 ) Energy Science Director HSBC Director of Low Carbon Innovation CRed Carbon Reduction Energy & Environment Seminar Enerji ve Çevre Semineri 15 KASIM, 2007 ANKARA CRed Sharing Experiences for reducing Carbon Emissions and improving Energy Efficiency. Karbon Emisyonlarını Azaltmak ve Enerji Verimliliğini iyileştirmek için Deneyimlerin Paylaşılması.

2 2 •Enerji ve Çevre, Lizbon Gündeminin Kilit Amaçları arasındadır •Enerji Verimliliği aşağıdakilere öncülük eder: –Enerji Güvenliği ve gelecekteki fiyat artışlarına karşı dayanıklılık ve güvence [Pik petrol?] –Parasal tasarruflar –Karbon emisyonlarında azalmalar. –İş/İşletme imajında iyileşmeler –Yeni inovasyon fırsatları. –Gelecekte rekabetçi bir avantaj kazanmak için fırsatlar •University of East Anglia deneyimi •Energy and Environment are among Key Aims of Lisbon Agenda •Energy Efficiency leads to –Energy Security and resilience and insurance against future price rises [Peak Oil?] –monetary savings –reductions in carbon emissions. –improvements in image of business –new opportunities in innovation. –opportunities to gain a competitive edge in the future •Experience of the University of East Anglia Karbon Emisyonlarını azaltmak ve Enerji Verimliliğini iyileştirmek için deneyimlerin paylaşılması.

3 3 Low Energy Educational Buildings Düşük Enerjili Eğitim Binaları Elizabeth Fry Building Elizabeth Fry Binası ZICER Hemşirelik ve Ebelik Okulu Medical School Tıp Fakültesi Binası Medical School Phase 2 Tıp Fakültesi Binası 2. Evre

4 4 The Elizabeth Fry Building 1994 Elizabeth Fry Binası - 1994 Cost ~6% more but has heating requirement ~20% of average building at time. Significantly outperforms even latest Building Regulations. Runs on a single domestic sized central heating boiler. Maliyeti ~%6 daha fazla olsada, ısınma ihtiyacı zamanın ortalama binalarının ~%20’si. En son Bina Yönetmeliklerini bile büyük ölçüde aşmaktadır. Tek bir ev tipi merkezi ısıtma kazanı ile çalışmaktadır.

5 5 Conservation: management improvements Koruma: yönetimde iyileştirmeler Careful Monitoring and Analysis can reduce energy consumption. Dikkatli İzleme ve Analiz, enerji tüketimini azaltabilir..

6 6 Comparison with other buildings Diğer Binalarla Karşılaştırma Energy Performance Enerji Performansı Carbon Dioxide Performance Karbon Dioksit Performanı

7 7 Non Technical Evaluation of Elizabeth Fry Building Performance Elizabeth Fry Bina Performansının Teknik Olmayan Değerlendirmesi thermal comfort +28% air quality +36% lighting +25% noise +26% User Satisfaction A Low Energy Building is also a better place to work in. Isıl rahatlık +%28 Hava kalitesi +%36 aydınlatma +%25 gürültü +%26 Kullanıcı memnuniyeti Bir Düşük Enerji binası ayrıca içinde çalışmak için de daha iyi bir yerdir.

8 8 ZICER Binası Low Energy Building of the Year 2005 Heating Energy was reduced by further 57% by careful record keeping, management techniques and adaptive control. Incorporates 34 kW of Solar Panels on top floor 2005’te Yılın Düşük Enerji Binası Isıtma Enerjisi dikkatli kayıt tutma, yönetim teknikleri ve uyarlanabilir kontrol yoluyla %57 daha azaltılmıştır. Üst katta 34 kW Güneş Panelleri bulunmaktadır.

9 9 The ZICER Building • Four storeys high and a basement • Total floor area of 2860 sq.m • Two construction types Main part of the building • High thermal mass • Air tight • High insulation standards • Triple glazing with low emissivity ZICER Binası • dört kat ve bir bodrum kat • toplam zemin alanı 2860 metrekare • İki inşaat tipi Binanın ana kısmı • Yüksek termal kitle • Hava geçirmez • Yüksek yalıtım standartları • düşük salım gücüne sahip üçlü cam

10 10 Incoming air into the AHU Regenerative heat exchanger Rejeneratif ısı eşanjörü Operation of Main Building Ana Binanın işletimi Mechanically ventilated using hollow core slabs as air supply ducts. İçi boş levhalar hava kanalları gibi kullanılarak mekanik havalandırma. AHU’ya giren hava

11 11 Air enters the internal occupied space Hava, içerideki alana girer Filter Filtre Heater Isıtıcı Air passes through hollow cores in the ceiling slabs Hava, tavan levhalarındaki boşluklardan geçer Operation of Main Building Ana Binanın İşletimi

12 12 Return stale air is extracted Dönen durgun hava çıkarılır Return air passes through the heat exchanger Her kattan dönen durgun hava çıkarılır Out of the building Operation of Main Building Ana Binanın işletimi Binanın dışı Recovers 87% of Ventilation Heat Requirement. Havalandırma Isı İhtiyacının %87’sini kurtarır. Space for future chilling Gelecekte soğutma için alan

13 13 Fabric Cooling: Importance of Hollow Core Ceiling Slabs Yapı soğutma: Ortası boş Tavan Plakalarının önemi Hollow core ceiling slabs store heat and cool at different times of the year providing comfortable and stable temperatures. Heat is transferred to the air before entering the room Slabs store heat from appliances and body heat Winter Day Kış - gündüz Orta kısmı boş olan tavan plakaları yılın farklı zamanlarında ısıyı ve soğuğu depolayarak rahat ve stabil sıcaklıklar sağlar. Isı, odaya girmeden önce havaya transfer edilir. Plakalar, aygıtlardan çıkan ısıyı ve vücut ısısını depolar Air Temperature is same as building fabric leading to a more pleasant working environment Warm air Sıcak hava Warm air Sıcak Hava Hava sıcaklığı bina yapısının sıcaklığıyla aynıdır; bu da daha hoş bir çalışma ortamı sağlar

14 14 Fabric Cooling: Importance of Hollow Core Ceiling Slabs Yapı soğutma: Ortası Boş Tavan Plakalarının Önemi Hollow core ceiling slabs store heat and cool at different times of the year providing comfortable and stable temperatures. Heat is transferred to the air before entering the room Slabs also radiate heat back into room Winter Night Kış-gece Orta kısmı boş olan tavan plakaları yılın farklı zamanlarında ısıyı ve soğuğu depolayarak rahat ve stabil sıcaklıklar sağlar. Isı, odaya girmeden önce havaya transfer edilir. Plakalar ayrıca ısıyı odaya geri yansıtır In late afternoon heating is turned off. İkindi saatlerinde ısıtma sistemi kapatılır. Cool air Soğuk hava Cool air Soğuk hava

15 15 Fabric Cooling: Importance of Hollow Core Ceiling Slabs Yapı soğutma: Ortası Boş Tavan Plakalarının Önemi Hollow core ceiling slabs store heat and cool at different times of the year providing comfortable and stable temperatures. Draws out the heat accumulated during the day Cools the slabs to act as a cool store the following day Summer night Yaz-gece night ventilation/ free cooling Gece havalandırma/ Ücretsiz soğutma Orta kısmı boş olan tavan plakaları yılın farklı zamanlarında ısıyı ve soğuğu depolayarak rahat ve stabil sıcaklıklar sağlar. Cold air Soğuk hava Cold air Soğuk hava Gün boyunca biriken ısıyı dışarı çıkarır Ertesi gün bir serinlik deposu olarak işlev görmek üzere plakaları serinletir

16 16 Fabric Cooling: Importance of Hollow Core Ceiling Slabs Yapı soğutma: Ortası Boş Tavan Plakalarının Önemi Hollow core ceiling slabs store heat and cool at different times of the year providing comfortable and stable temperatures. Slabs pre-cool the air before entering the occupied space concrete absorbs and stores heat less/no need for air-conditioning Summer day Yaz- gündüz Orta kısmı boş olan tavan plakaları yılın farklı zamanlarında ısıyı ve soğuğu depolayarak rahat ve stabil sıcaklıklar sağlar. Warm air Sıcak hava Warm air Sıcak hava Plakalar, havayı içeri girmeden önce soğutur; çimento ısıyı emer ve depolar, böylece klimaya gerek kalmaz, ya da daha az gerek olur

17 17 Good Management has reduced Energy Requirements İyi Yönetim Enerji İhtiyacını azalttı 800 350 Alan ısınma tüketimi %57 azaldı

18 18 Tasarım Hali As Built Klimalı Air Conditioned 384967GJ Doğal Havalandırmalı Naturally Ventilated ZICER Binasının Yaşam Döngüsü Boyunca Enerji İhtiyaçları Life Cycle Energy Requirements of ZICER Building Malzeme Üretimi Materials Production Malzeme Ulaştırma Materials Transport Sahada inşaat enerjisi On site construction energy İşgücünün Taşınması Workforce Transport 28% 54% 34% 51% 61% 29% 209441GJ 221508GJ Özgün Isıtna / Soğutma Enerjisi Intrinsic Heating / Cooling energy Fonksiyonel Enerji Functional Energy Yeniden güzelleştirme Enerjisi Refurbishment Energy Yıkma Enerjisi Demolition Energy

19 19 ZICER Yaşam Döngüsü Enerji İhtiyaçlarının karşılaştırılması Comparison of Life Cycle Energy Requirements of ZICER Klimalı ofise kıyasla, ZICER inşaatta gerekli olan ekstra enerjiyi 1 yıldan kısa bir sürede kurtarmaktadır. Compared to the Air-conditioned office, ZICER recovers extra energy required in construction in under 1 year. Karşılaştırmalarda aynı büyüklük, şekil ve yönelim varsayılmıştır. Comparisons assume identical size, shape and orientation.

20 20 •Top floor is an exhibition area – also to promote PV •Windows are semi transparent •Mono-crystalline PV on roof ~ 27 kW in 10 arrays •Poly- crystalline on façade ~ 6.7 kW in 3 arrays. ZICER Binası Fotoğraf, üst katın sadece bir kısmını göstermektedir Photo shows only part of top Floor •En üst kat bir sergi alanıdır – ayrıca PV tanıtımı için •Pencereler yarı saydam •Çatıda monokristalin PV; 10 dizide ~ 27 kW •Fasatta polikristalin; 3 dizide ~ 6.7 kW.

21 21 Load factors Façade (kWh) Roof (kWh) Total (kWh) 200426501940122051 200528401980922649 Output per unit area Little difference between orientations in winter months Performance of PV cells on ZICER WinterSummer Façade2%~8% Roof2%15%

22 22 All arrays of cells on roof have similar performance respond to actual solar radiation The three arrays on the façade respond differently Performance of PV cells on ZICER - January Radiation is shown as percentage of mid-day maximum to highlight passage of clouds

23 23

24 24 Performance of PV cells on ZICER

25 25 Fasat üzerinde Pillerin Yerleşimi Arrangement of Cells on Facade Individual cells are connected horizontally As shadow covers one column all cells are inactive If individual cells are connected vertically, only those cells actually in shadow are affected. Bireysel piller yatay olarak bağlanmıştır Bir sütunu gölge kapladığında, tüm piller etkisizdir Bireysel piller dikey olarak bağlandığında, sadece gölgede olan piller etkilenir.

26 26 •Peak output is 34 kW •Sometimes electricity is exported •Electricity must be converted to AC •Inverters are only 91% efficient •Most use is for computers •DC power packs are inefficient typically less than 60% efficient •Need an integrated approach •Pik çıktı 34 kW •Bazen elektrik ihraç edilmektedir •Elektrik AC’ye dönüştürülmelidir •Dönüştürücüler (inversörler) sadece %91 verimli •Çoğunlukla bilgisayarlar için kullanılır •DC güç paketleri verimsizdir; tipik olarak verimlilik %60’ın altındadır •Entegre bir yaklaşıma ihtiyaç var Fotovoltaik Pillerden elde edilen Elektriğin Kullanımı Use of Electricity generated from Photovoltaic Cells Maks. Verim %94 Max. Efficiency 94% Ortalama Verim %91 Average Efficiency 91%

27 27 Motor Jeneratör %36 Elektrik %50 Isı GA Z Motor Isı Eşanjörü Egzoz Isı Eşanjörü %11 Baca kaybı %3 Radyasyon kaybı 86% verimli Localised generation makes use of waste heat. Reduces conversion losses significantly Dönüştürme Verimliliğindeki İyileştirmeler – Bina CHP Conversion efficiency improvements – Building Scale CHP %61 baca kaybı %36 verimli Lokalize jenerasyon, atık ısıyı kullanır. Dönüştürme kayıplarını önemli ölçüde azaltır

28 28 Dönüştürme verimliliğinde iyileştirmeler Conversion efficiency improvements 1997/98 elektrikgaz petrolToplam MWh198953514833 Emisyon faktörleri kg/kWh0.460.1860.277 Karbon dioksitTon91526538915699 ElektrikIsı 1999/ 2000 Topla m saha CHP jenerasyon ihraçithalkazanlarCHPpetroltoplam MWh204371563097757831451028263923 Emisyon faktörleri kg/kWh -0.460.460.186 0.277 CO 2 Ton -44926602699525725610422 Kurulumdan önce Before installation Kurulumdan sonra After installation CO 2 de %33 tasarruf – 2006’da neredeyse 1 milyon GBP A 33% saving in CO 2 - nearly £1 million in 2006

29 29 Dönüştürme veriminde iyileştirmeler UEA’da CHP santralinin yük faktörü Demand for Heat is low in summer: plant cannot be used effectively More electricity could be generated in summer Conversion efficiency improvements Isı ihtiyacı yazın düşüktür: santral etkin şekilde kullanılamaz Yazın daha fazla elektrik üretilebilir Load Factor of CHP Plant at UEA

30 30 Conversion efficiency improvements Dönüştürme veriminde iyileştirmeler Kondansör Buharlaştırıc ı Kelebek vana Geri gönderilen ısı Soğutma için edinilen ısı Yüksek sıcaklık Yüksek basınç Düşük sıcaklık Düşük basınç Normal Chilling Normal Soğutma Kompresör 19 Significant amounts of energy are used in compressor because working fluid is a gas. Çalışma akışkanı gaz olduğundan, kompresörde büyük miktarda enerji kullanılır.

31 31 Kullanılan akışkan sıvı olduğundan, kompres işleminde çok az şey yapılır. Dış kaynaktan ısı Absorber Desorber Isı Eşanjörü W ~ 0 19 Conversion efficiency improvements Dönüştürme veriminde iyileştirmeler Adsorption Chilling Adsorpsiyon Soğutma Little work is done in compression as fluid is a liquid. Kondansör Buharlaştırıc ı Kelebek vana Geri gönderilen ısı Soğutma için edinilen ısı Yüksek sıcaklık Yüksek basınç Düşük Sıcaklık Düşük Basınç

32 32 •Uses Waste Heat from CHP •Provides most of chilling requirements in summer •Reduces electricity demand in summer •Increases electricity generated locally •Saves ~ 600 tonnes CO 2 annually • CHP’den gelen atık ısıyı kullanır •Yaz aylarındaki soğutma ihtiyacının çoğunu karşılar •Yazın elektrik ihtiyacını azaltır •Yerel üretilen elektrik miktarını arttırır •yılda ~ 600 ton CO 2 tasarrufu 1 MW Adsorption chiller 1 MW Adsorption soğutucu

33 33 Hedef gün The Social Dimension Results of the “Big Switch-Off” “Big Switch-Off”un Sosyal Boyuttaki Sonuçları With a concerted effort savings of 25% or more are possible. How can these be translated into long term savings? Ortak çabayla, %25 ya da daha fazla tasarruf mümkün. Bunlar uzun vadeli tasarruflara nasıl dönüştürülebilir?

34 34 Environmental Issues: The Behavioural Dimension Çevresel konular: Davranışsal Boyut •Household size has little impact on electricity consumption. •Consumption varies by up to a factor of 9 for any given household size. •Education/Awareness is important •Hanehalkı büyüklüğünün elektrik tüketimindeki etkisi çok azdıır. •Tüketim, her türlü hanehalkı büyüklüğü için 9 kata kadar değişir. •Eğitim/farkındalık önemlidir

35 35 Conclusions (1) •Buildings built to low energy standards have cost ~ 5% more, but savings have recouped extra costs in around 5 years. •Ventilation heat requirements can be large and efficient heat recovery is important. •Effective adaptive energy management can reduce heating and cooling energy requirements in a low energy building by 50% or more. Sonuçlar (1) •Düşük enerji standartlarına göre yapılan binalar ~ %5 daha maliyetli olmuştur, ancak tasarruflar bu ekstra masrafları 5 yıl içinde amorti etmiştir. •Havalandırma ısı ihtiyaçları büyük olabilir ve ısının verimli bir şekilde kurtarılması önemlidir. •Etkili uyarlanabilir enerji yönetimi, düşük enerji standardındaki bir binada ısıtma ve soğutma enerjisi ihtiyaçlarını %50 ya da daha fazla azaltabilir.

36 36 Conclusions (2) •Building scale CHP can reduce carbon emissions significantly •Adsorption chilling for air-conditioning should be included to ensure optimum utilisation of CHP plant, to reduce electricity demand, and allow increased generation of electricity locally. •From savings UEA is installing an advanced gasifier Biomass CHP plant? Wind Turbines? >>> More savings Sonuçlar (2) •Bina çapında CHP, karbon emisyonlarını önemli ölçüde azaltabilir •CHP santralinini optimum kullanımını sağlamak, elektrik ihtiyacını azaltmak ve yerel olarak daha fazla elektrik üretikmesine olanak vermek amacıyla, klimalandırma için Adsorpsiyon (soğurma) soğutması dahil edilmelidir. •Yapılan tasarruflardan, UEA bir ileri gaza dönüştürücü Biokütle CHP santrali kurmaktadır? Rüzgar türbinleri? >>> Daha fazka tasarruf

37 37 Conclusions (3) •Integration is needed in building design to optimise exploitation of Solar Photovoltaic. •Evaluation should also include social and behavioural aspects. Finally: Lao Tzu (604-531 BC) Chinese philosopher "If you do not change direction, you may end up where you are heading." Sonuçlar (3) •Solar fotovoltaik faydayı optimize etmek için, bina tasarımında entegrasyon gerekir. •Değerlendirme ayrıca sosyal ve davranışsal yönleri de içermelidir. Son olarak: Çinli filozof Lao Tzu’dan (604-531 BC) bir deyiş: “Yönünü değiştirmezsen, kendini gideceğin yerde bulabilirsin."