UNIVERZA V LJUBLJANI FILOZOFSKA FAKULTETA ODDELEK ZA GEOGRAFIJO

DIPLOMSKO DELO

LJUBLJANA, 2013

URBAN JENSTERLE

UNIVERZA V LJUBLJANI FILOZOFSKA FAKULTETA ODDELEK ZA GEOGRAFIJO

DIPLOMSKO DELO GEOGRAFSKA ANALIZA ENERGETSKE OSKRBE IN POTENCIALA ZA RABO SONČNE ENERGIJE NA PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA

Študijski program: GEOGRAFIJA – E

Mentor: dr. Dušan Plut, redni prof.

LJUBLJANA, 2013

URBAN JENSTERLE

IZJAVA Izjavljam, da je diplomsko delo v celoti moje avtorsko delo.

Ljubljana, 2013 Podpis:

ZAHVALA Hvala mentorju, prof. Dušanu Plutu, za zaupanje v moje sposobnosti in navdih. Hvala gospodu Janezu Čehu za vse ure skiciranja različnih shem energetske oskrbe in obenem energičnega tipkanja po žepnem računalu. Z Vašimi razlagami in meritvami so izračuni postali zanesljivejši, delo pa uporabnejše. Hvala domačim in prijateljem za spodbudo in pomoč. Hvala Geografiji, ki mi je odprla oči in omogočila boljše razumevanje Sveta!

GEOGRAFSKA ANALIZA ENERGETSKE OSKRBE IN POTENCIALA ZA RABO SONČNE ENERGIJE NA PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA V diplomskem delu je bila geografsko analizirana energetska oskrba sredogorskih in visokogorskih planinskih postojank (PP) Triglavskega narodnega parka. Na podlagi podatkov o električni in toplotni oskrbi PP v poletju 2012 smo izdelali tipologijo, v kateri smo PP razdelili na štiri razrede, in sicer smo kot kriterij uporabili proizvodnjo in porabo energije v posameznih. Izračun zmožnosti oskrbe z električno energijo zgolj z rabo obnovljivih virov energije (OVE) je bil sestavljen iz izračuna mesečne porabe električne energije (porabe električnih naprav) in mesečne proizvodnje električne energije iz OVE. Izračun sončnega obsevanja in trajanja sonca na legah geografsko analiziranih PP je bil narejen v geografskih informacijskih sistemih (GIS). Proizvodnjo električne iz sončne energije smo izračunali iz rezultatov GIS orodij in podatkov o nameščenih sončnih celicah (preferenčno o vršni moči sončnih celic). V primeru, da je imela PP vetrni generator, je bil v doprinos k proizvodnji elektrike iz OVE upoštevana tudi električna energija, pridobljena iz vetrne. Za tretjino PP, ki zgolj s proizvodnjo električne energije iz OVE ne dosegajo energetske samozadostnosti (z vidika električne energije), smo predlagali rešitve in izpostavili prednostne naloge, ki bi fosilna goriva postavila v vlogo rezervnih virov energije. KLJUČNE BESEDE: obnovljivi energetski viri, sončna energija, planinske postojanke, Triglavski narodni park. A GEOGRPHICAL ANALYSIS OF ENERGETIC SUPPLY AND SOLAR POTENTIAL OF THE MOUNTAIN OUTPOSTS IN THE TRIGLAV NATIONAL PARK This thesis presents a geographical analysis of the energetic supply of the subalpine and alpine mountain outposts (MO) of the Triglav national park. Using relevant data on electrical and heating supply of the MOs for the summer of 2012, we designed a typology in which we combine four categories of comparable MOs in terms of energy production and consumption. The calculation of the electrical supply potential, including solely the renewable energy sources (RES), has been drawn from the calculation of monthly electricity consumption (i.e. consumption of electrical appliances) and monthly electrical production from RES. The calculation of solar radiation and sunshine duration in the geographical locations of MOs was computed using the geographic information systems (GIS). The production of electricity from solar energy was calculated on the basis of the results given by the GIS tools and the provided data on installed solar cells (preferentially on the peak power of solar cells). Should the MO have used a wind generator, the contribution to the production of electricity from RESs also took into account the wind-generated electrical energy. For a third of MOs that are energetically unsustanable by virtue of electrical production from RESs alone (in terms of electricity), we highlight priorities that need undertaking and propose solutions which would retain the status of fossil fuels only as means of auxilliary power supplies. KEYWORDS: renewable energy sources, solar energy, mountain outposts, the Triglav national park.

KAZALO I.

KAZALO PREGLEDNIC IN KART ...............................................................................I

II. OKRAJŠAVE ................................................................................................................... V 1. UVOD .................................................................................................................................... 1 1.1. NAMEN IN CILJI DIPLOMSKEGA DELA ................................................................. 2 1.2. DELOVNI HIPOTEZI ................................................................................................... 2 1.3. PREGLED OBSTOJEČIH RAZISKAV ........................................................................ 2 1.4. KAJ JE PLANINSKA POSTOJANKA ......................................................................... 3 1.4.1. UPRAVLJANJE IN OBRATOVANJE PLANINSKIH POSTOJANK ............................... 4 1.4.2. KATEGORIJE PLANINSKIH POSTOJANK ..................................................................... 4

2. METODOLOGIJA .............................................................................................................. 6 2.1. IZBOR PLANINSKIH POSTOJANK ZA GEOGRAFSKO ANALIZO ...................... 7 2.2. IZRAČUN SONČNEGA OBSEVANJA IN TRAJANJA SONCA NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA ............................................................ 12 2.3. FOTONAPETOSTNI SISTEMI IN PROIZVODNJA ELEKTRIKE .......................... 17 2.3.1. VRŠNA MOČ SONČNIH CELIC ..................................................................................... 17 2.3.1.1. TEMPERATURA SONČNIH CELIC IN VRŠNA MOČ ............................................... 17 2.3.1.2. USMERITEV SONČNIH CELIC IN VRŠNA MOČ ..................................................... 19 2.3.1.3. IZGUBE REGULATORJA POLNJENJA IN VRŠNA MOČ SONČNIH CELIC ......... 20 2.3.1.4. IZGUBE REGULATORJA NAPETOSTI IN VRŠNA MOČ SONČNIH CELIC ......... 21 2.3.1.5. IZRAČUN MESEČNE PROIZVODNJE ELEKTRIČNE ENERGIJE ........................... 21 2.3.2. POVRŠINA IN IZKORISTEK SONČNIH CELIC ........................................................... 21

2.4. VETRNI GENERATOR IN PROIZVODNJA ELEKTRIKE...................................... 23 2.5. ENERGETSKA UČINKOVITOST ELEKTRIČNIH NAPRAV ................................ 23 2.6. PRIMER IZRAČUNA UČINKOVITOSTI ELEKTRIČNE OSKRBE PLANINSKE POSTOJANKE ZGOLJ Z RABO OBNOVLJIVIH VIROV ENERGIJE................. 26 3. SMERNICE ZA VEČJO ENERGETSKO UČINKOVITOST PLANINSKIH POSTOJANK .................................................................................................................. 28 3.1. PROIZVODNJA ELEKTRIČNE IN TOPLOTNE ENERGIJE .................................. 29 3.2. SKLADIŠČENJE ELEKTRIČNE IN TOPLOTNE ENERGIJE ................................. 29 3.3. SISTEMI ZA OSKRBO Z ELEKTRIČNO ENERGIJO ............................................. 31 3.4. KLJUČNA PRIPOROČILA ZA OPTIMIRANJE NAPRAV ZA OSKRBO Z ENERGIJO................................................................................................................. 32 3.4.1. VARČEVANJE Z ENERGIJO........................................................................................... 33 3.4.2. ZASNOVA NAPRAV ........................................................................................................ 33 3.4.3. IZBIRA SISTEMA ............................................................................................................. 33 3.4.4. SMERNICE ZA FOTOVOLTAIKO IN BATERIJE ......................................................... 34 3.4.5. IZKORIŠČANJE RAZPOLOŽLJIVE TOPLOTE ............................................................. 34

3.5. VZORI IZ TUJINE ....................................................................................................... 35

3.6. OKOLJU PRIJAZNA KOČA ...................................................................................... 38 4. ENERGETSKA ANALIZA PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA V LUČI GEOGRAFIJE ....................................................... 40 4.1. POTREBE PO ENERGIJI NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA ............................. 41 4.1.1. ODPRTOST GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA ..................................................................... 41 4.1.2. ŠTEVILO LEŽIŠČ V GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINISKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA ........................................ 43 4.1.3. ELEKTRIČNE NAPRAVE GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA.............................................. 45

4.2. ELEKTRIČNA OSKRBA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA .................................... 47 4.2.1. FOTOVOLTAIKA NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA ........................................ 49 4.2.2. VETRNICE NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA ..................................................................... 54 4.2.3. ELEKTRIČNI GENERATORJI NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA ........................................ 56

4.3. TOPLOTNA OSKRBA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA .................................... 58 4.3.1. TRENDI PORABE LESA KOT ENERGENTA NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA ............... 61 4.3.2. TRENDI PORABE PLINA KOT ENERGENTA NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA ............... 63 4.3.3. TRENDI PORABE KURILNEGA OLJA KOT ENERGENTA NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA ............................................................................................................................... 64 4.3.4. NAMEŠČENOST IN NAMEMBNOSTI SPREJEMNIKOV SONČNE ENERGIJE ALI SONČNIH KOLEKTORJEV PO GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA ........................................ 65

4.4. GEOGRAFSKO ANALIZIRANE PLANINSKE POSTOJANKE TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA KOT MAJHNI, POVPREČNI, VELIKI ALI NAJVEČJI ENERGETSKI PORABNIK...................................................................................... 67 5. GEOGRAFSKA OCENA SAMOZADOSTNOSTI PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA GLEDE ELEKTRIČNE ENERGIJE ZGOLJ Z RABO OBNOVLJIVIH VIROV ENERGIJE ............................................ 70 5.1. MAJHNI ENERGETSKI PORABNIKI....................................................................... 70 5.2. POVPREČNI ENERGETSKI PORABNIKI................................................................ 73 5.3. VELIKI ENERGETSKI PORABNIKI ........................................................................ 79 5.4. NAJVEČJI ENERGETSKI PORABNIKI.................................................................... 82 5.5. PREGLED SAMOZADOSTNOSTI GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA Z

ELEKTRIČNO ENERGIJO ZGOLJ Z RABO OBNOVLJIVIH VIROV ENERGIJE .................................................................................................................................... 83 6. PREDLOGI ZA GEOGRAFSKO ANALIZIRANE PLANINSKE POSTOJANKE TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA, KI ZGOLJ Z RABO OBNOVLJIVIH VIROV NE USPEJO PROIZVESTI DOVOLJ ELEKTRIČNE ENERGIJE .......... 86 6.1. DOM ZORKA JELINČIČA NA ČRNI PRSTI............................................................ 87 6.2. VODNIKOV DOM NA VELEM POLJU .................................................................... 88 6.3. TRIGLAVSKI DOM NA KREDARICI ...................................................................... 90 6.4. KOČA NA PLANINI PRI JEZERU ............................................................................ 91 6.5. KOČA PRI TRIGLAVSKIH JEZERIH ....................................................................... 93 6.6. KOSIJEV DOM NA VOGARJU ................................................................................. 94 7. SKLEP ................................................................................................................................. 97 8. SUMMARY....................................................................................................................... 103 9. VIRI IN LITERATURA .................................................................................................. 106 10. PRILOGE ....................................................................................................................... 111 10.1. TEORETIČNO OZADJE IZRAČUNA ORODJA SOLAR RADIATION PROGRAMSKE OPREME ESRI ARCMAP 9.3.................................................... 111 10.2. FOTOVOLTAIKA ................................................................................................... 115 10.2.1. FOTONAPETOSTNI POJAV V SONČNIH CELICAH ............................................... 115 10.2.2. MATERIALI ZA SONČNE CELICE ............................................................................ 117 10.2.3. SONČNI MODUL .......................................................................................................... 118 10.2.4. FOTONAPETOSTI SISTEMI........................................................................................ 119

10.3. TERMOSOLARNI SISTEMI .................................................................................. 121 10.3.1. SESTAVA TERMOSOLARNEGA SISTEMA ............................................................. 121 10.3.1.1 SPREJEMNIKI SONČNE ENERGIJE ALI SOLARNI KOLEKTORJI ..................... 121 10.3.1.1.1. PLOŠČATI SPREJEMNIKI SONČNE ENERGIJE ................................................ 122 10.3.1.1.2. VAKUUMSKI SPREJEMNIKI SONČNE ENERGIJE ........................................... 122 10.3.1.2. BOJLERJI IN ZALOGOVNIKI .................................................................................. 123 10.3.2. VRSTE TERMOSOLARNIH SISTEMOV.................................................................... 123

10.4. DEJAVNIKI, KI VPLIVAJO NA POTENCIAL SONČNE ENERGIJE ................ 125 10.4.1. SONČNO SEVANJE IN OBSEVANJE......................................................................... 125 10.4.2. VPLIV OZRAČJA NA OSLABITEV SONČNE ENERGIJE ....................................... 126 10.4.3. OSONČENOST NAGNJENIH IN RAZLIČNO ORIENTIRANIH POVRŠIN RELIEFA ........................................................................................................................................... 127 10.4.4. ORIENTACIJA, NAKLONSKI KOT IN POSTAVITEV SONČNIH MODULOV ..... 127 10.4.5. SENČENJE IN VPLIV TEMPERATURE NA UČINKOVITOST SONČNIH CELIC 129

10.5 KONCEPT OSKRBE TRIGLAVSKEGA DOMA NA KREDARICI Z ELEKTRIČNO ENERGIJO..................................................................................... 130

I. KAZALO PREGLEDNIC IN KART PREGLEDNICE Preglednica 1: Koraki izločitve posameznih planinskih postojank Triglavskega narodnega parka iz nadaljnje geografske analize. ........................................................................................ 8 Preglednica 2: Imena ter kategorije geografsko analiziranih planinskih postojank (2012). .... 10 Preglednica 3: Dejanske (povprečje izmerjenih v obdobju od januarja 1991 do decembra 2011) in potenciale (v primeru celoletnega jasnega vremena) ure trajanja sonca za štiri meteorološke postaje s heliografom. ........................................................................................ 14 Preglednica 4: Ure trajanja sončnega obsevanja (mesečne in letna vrednost) po geografsko analiziranih planinskih postojankah na podlagi preračuna iz rezultatov GIS orodja Solar Radiation. ................................................................................................................................. 14 Preglednica 5: Razmerje med GIS Solar Radiation in izmerjenimi (ARSO) vrednostmi globalnega obsevanja (v WH/m2). ........................................................................................... 16 Preglednica 6: Sončno obsevanje (v kWh/m2) po posameznih analiziranih planinskih postojankah............................................................................................................................... 16 Preglednica 7: Meteorološke postaje v TNP oz. neposredni bližini z navedenimi nadmorskimi višinami in povprečnimi temperaturami preteklih deset avgustov med 6. in 20. uro v mesecu avgustu. .................................................................................................................................... 18 Preglednica 8: Prikaz izračuna povprečne temperature svetlega dela dneva preteklih desetih avgustov (od avgusta 2003 do vključno avgusta 2012) na Zasavski koči na Prehodavcih. ..... 18 Preglednica 9: Izmerjene in določene lastnosti sončnih celic Zasavske koče na Prehodavcih.22 Preglednica 10: Moč žarnic (v W) in primeri dnevne porabe 20 žarnic (v kW) glede na različne moči žarnic ob definiranih predpostavkah diplomskega dela. ................................... 25 Preglednica 11: Energetska učinkovitost energetskih razredov za hladilnike. ........................ 25 Preglednica 12: Dnevna poraba električnih naprav Zasavske koče na Prehodavcih. .............. 26 Preglednica 13: Primerjava svinčevih baterij z gelom in s tekočim elektrolitom. ................... 30 Preglednica 14: Primeri ureditve energetske oskrbe planinskih postojank iz Avstrije in Nemčije. ................................................................................................................................... 36 Preglednica 15: Triglavski narodni park – odprtost geografsko analiziranih planinskih postojank po mesecih (2012).................................................................................................... 42 Preglednica 16: Triglavski narodni park – hladilniki, zamrzovalniki in žarnice na geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). ............................................................................ 46 Preglednica 17: Triglavski narodni park – energetska oskrba (električna energija) geografsko analiziranih planinskih postojank v letih 1992, 1999 in 2012.................................................. 47 Preglednica 18: Triglavski narodni park – vršna moč in skupna površina sončnih celic po posameznih geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012)....................................... 50 Preglednica 19: Triglavski narodni park – lega sončnih celic v ravnini streh geografsko analiziranih planinskih postojank (2012). ................................................................................ 51 Preglednica 20: Triglavski narodni park ‒ planinske postojanke, ki imajo nameščeno vsaj en vetrnico (2012). ........................................................................................................................ 54 Preglednica 21: Uporaba električnih generatorjev na geografsko analiziranih planinskih postojankah Triglavskega narodnega parka. ............................................................................ 57 Preglednica 22: Triglavski narodni park ‒ toplotna oskrba geografsko analiziranih planinskih postojank (2012). ...................................................................................................................... 59 Preglednica 23: Triglavski narodni park ‒ poraba drv (v prm), plina (v kg) in kurilnega olja (v l) na geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). ............................................. 60 Preglednica 24: Triglavski narodni park – poraba kurilnega olja (v l) na geografsko analiziranih planinskih postojankah v letih 1999 in 2012. ....................................................... 64 I.

Preglednica 25: Triglavski narodni park – namembnost sprejemnikov sončne energije in velikost hranilnikov po geografsko analiziranih planinskih postojank (2012). ....................... 66 Preglednica 26: Triglavski narodni park – tipizacija planinskih postojank na podlagi energetskih značilnosti (2012). ................................................................................................ 68 Preglednica 27: Triglavski narodni park ‒ razredi tipizacije planinskih postojank na podlagi energetskih značilnosti (2012). ................................................................................................ 68 Preglednica 28: Dnevna poraba električnih naprav v Zavetišču pod Špičkom (2012). ........... 71 Preglednica 29: Izračun povprečne temperature svetlega dela dneva preteklih 10 avgustov (od avgusta 2003 do vključno avgusta 2012) na Zavetišču pod Špičkom...................................... 72 Preglednica 30: Dnevna in mesečna poraba varčnih in potencialno led svetil v Zavetišču pod Špičkom (2012). ....................................................................................................................... 73 Preglednica 31: Dnevna poraba električnih naprav Koče na planini Razor (2012). ................ 74 Preglednica 32: Izračun povprečne temperature svetlega dela dneva preteklih 10 avgustov (do avgusta 2003 do vključno avgusta 2012) na Koči na planini Razor. ....................................... 75 Preglednica 33: Dnevna poraba električnih naprav v Koči na Planini pri Jezeru (2012). ....... 77 Preglednica 34: Izmerjene in določene lastnosti sončnih celic Koče na Planini pri Jezeru (2012). ...................................................................................................................................... 77 Preglednica 35: Razlika v električni porabi v primeru zamenjave hladilnih naprav in žarnic za energijsko varčnejše izvedbe istih dimenzij v Koči na Planini pri Jezeru (2012).................... 78 Preglednica 36: Dnevna poraba električnih naprav Koče na Doliču (2012). ........................... 80 Preglednica 37: Izračun povprečne temperature svetlega dela dneva preteklih 10 avgustov (od avgusta 2003 do vključno avgusta 2012) na Koči na Doliču. .................................................. 80 Preglednica 38: Triglavski narodni park ‒ (ne)samozadostnost oskrbe geografsko analiziranih planinskih postojank z elektriko zgolj z rabo obnovljivih virov energije (2012). ................... 84 Preglednica 39: Gostota moči sončnega obsevanja pri različnih vremenskih razmerah. ....... 125 SLIKE Slika 1: Metodološka shema diplomskega dela. ........................................................................ 6 Slika 2: Analizirane in iz geografske analize izvzete planinske postojanke Triglavskega narodnega parka (2012). ............................................................................................................. 9 Slika 3: Geografsko analizirane planinske postojanke po varstvenih območjih Triglavskega narodnega parka (2012). ........................................................................................................... 11 Slika 4: Vstavljeni parametri za izračun točkovnega sončnega obsevanja in trajanja sonca na geografsko analiziranih planinskih postojankah Triglavskega narodnega parka. .................... 13 Slika 5: Meteorološke postaje s heliografom v Triglavskem narodnem parku oz. bližnji okolici (2012). ...................................................................................................................................... 13 Slika 6: Globalno sevanje (v MJ/m2) na meteoroloških postajah Kredarica, Rateče in Lesce. .................................................................................................................................................. 15 Slika 7: Moč in dnevna proizvodnja električne energije različno usmerjenih sončnih celic. .. 19 Slika 8: Dnevna proizvodnja sončnih celic v odstotkih. .......................................................... 20 Slika 9: Varčevanje energije proti porabi energije pri žarnicah. .............................................. 24 Slika 10: Nova EU energijska nalepka za ................................................................................ 25 Slika 11: Zasavska koča na Prehodavcih. ................................................................................ 26 Slika 12: Kompleksen sistem pridobivanja električne in toplotne energije neke koče v Alpah. .................................................................................................................................................. 28 Slika 13: Direktna AC-vezava proizvajalca električnega toka s porabniki v monovalentnem sistemu z izmeničnim tokom (levo) in DC-vezava fotovoltaične naprave za oskrbo porabnikov istosmernega toka v monovalentnem sistemu z istosmernim tokom (desno). ......................... 31

II.

Slika 14: DC-vezava fotovoltaične naprave s kombiniranim usmernikom – razsmernikom v hibridnem sistemu – s prevlado istosmernega toka (zgoraj) in hibridni sistem s prevlado izmeničnega toka z AC-vezavo vseh komponent (spodaj). ..................................................... 32 Slika 15: Monte Rosa. .............................................................................................................. 35 Slika 16: Triglavski narodni park – število odprtih geografsko analiziranih planinskih postojank po posameznih mesecih (2012). .............................................................................. 42 Slika 17: Triglavski narodni park – odprtost geografsko analiziranih planinskih postojank (2012). ...................................................................................................................................... 43 Slika 18: Triglavski narodni park ‒ število ležišč v analiziranih planinskih postojankah (2012). ...................................................................................................................................... 44 Slika 19: Triglavski narodni park – geografsko analizirane planinske postojanke po velikostnih razredih glede na skupno število ležišč (2012). ..................................................... 44 Slika 20: Triglavski narodni park ‒ kategoriziran prikaz skupnega števila ležišč po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). .......................................................... 45 Slika 21: Triglavski narodni park – viri energije za proizvodnjo električne energije na geografsko analiziranih planinskih postojankah Triglavskega narodnega parka v letih 1992, 1999 in 2012. ............................................................................................................................ 48 Slika 22: Sončne celice z namenom maksimalnega sončnega izkoristka, nameščene pod kotom na Pogačnikovemu domu na Kriških podih (2012). ..................................................... 49 Slika 23: Sončne celice pokrivajo večinski delež strehe z naklonom 44°, obrnjene proti jugu (azimut 180°); nameščene so na objektu ob Koči na Planini pri Jezeru (2012)...................... 49 Slika 24: Prilagojen kot sončnih panelov za maksimalen izkoristek na južni strešini Triglavskega doma na Kredarici (2012). .................................................................................. 51 Slika 25: Sončne celice, obrnjene v različne smeri, pretvarjajo sončno energijo v različnih delih dneva; Dom Valentina Staniča (2012). ........................................................................... 51 Slika 26: Triglavski narodni park – umestitev sončnih celic v ravnine streh po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). ............................................................................ 52 Slika 27: Triglavski narodni park – maksimalne kapacitete skladiščenja električne energije (v Ah) v baterijah po posameznih geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). ....... 53 Slika 28: Povezane baterije na Domu Valentina Staniča (2012). ............................................ 53 Slika 29: Triglavski narodni park ‒ kategorizirane kapacitete baterij (v Ah) po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). ............................................................................ 54 Slika 30: Triglavski narodni park ‒ uporaba vetrnice v energetski oskrbi (z električno energijo) geografsko analiziranih planinskih postojank (2012). .............................................. 55 Slika 31: Vetrnici ob Triglavskem domu na Kredarici (2012). ................................................ 56 Slika 32: Vetrni generator in sončne celice ob Koči na Mangartskem sedlu (2012). .............. 56 Slika 33: Triglavski narodni park – dnevna uporaba električnih generatorjev (v urah) po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). .......................................................... 58 Slika 34: Triglavski narodni park ‒ poraba drv (v prostorninskih metrih) na geografsko analiziranih planinskih postojankah v letih 1999 in 2012. ....................................................... 62 Slika 35: Triglavski narodni park – sezonska poraba drv (v prostorninskih metrih) po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). .......................................................... 62 Slika 36: Triglavski narodni park – poraba plina (v kg) na geografsko analiziranih planinskih postojankah v letih 1999 in 2012. ............................................................................................ 63 Slika 37: Triglavski narodni park ‒ sezonska poraba plina (v kilogramih) po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). ............................................................................ 64 Slika 38: Triglavski narodni park – uporaba kurilnega olja po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). ................................................................................................ 65 Slika 39: Proti jugu obrnjeni sprejemniki sončne energije na Koči na Doliču (2012). ............ 66 Slika 40: Proti jugu obrnjeni sončni kolektorji na Koči pri Triglavskih jezerih (2012). ......... 66 III.

Slika 41: Triglavski narodni park – nameščenost sprejemnikov sončne energije po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). ............................................................................ 67 Slika 42: Triglavski narodni park – geografsko analizirane planinske postojanke kot majhni, povprečni, veliki ali največji energetski porabniki (2012). ...................................................... 69 Slika 43: Zavetišče pod Špičkom (2012). ...................................................................... 71 Slika 44: Zavetišče pod Špičkom ima 1,65 m2......................................................................... 71 Slika 45: Koča na planini Razor (2012). .................................................................................. 74 Slika 46: Koča na planini pri Jezeru (2012). ............................................................................ 76 Slika 47: Koča na Doliču (2012). ............................................................................................. 79 Slika 48: Usmerjenost sončnih celic na Koči na Doliču (2012). ............................................. 81 Slika 49: Triglavski dom na Kredarici (2012). ........................................................................ 82 Slika 50: Električna poraba in prispevki posameznih energetskih virov Triglavskega doma na Kredarici v avgustu 2012 – izraženo v kWh. ........................................................................... 83 Slika 51: Prispevek posameznih virov energije za potrebe električne oskrbe Triglavskega doma na Kredarici (avgust 2012). ............................................................................................ 83 Slika 52: Triglavski narodni park - geografska ocena samozadostnosti glede oskrbe analiziranih planinskih postojank z električno energijo ob uporabi zgolj obnovljivih virov energije (2012). ........................................................................................................................ 85 Slika 53: Hlajenje pijače v Göppinger Hütte. ............................................................. 86 Slika 54: Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti (1835 m). ........................................................... 87 Slika 55: Vodnikov dom na Velem polju (1817 m). ................................................................ 88 Slika 56: Koča na Triglavskih jezerih (1685 m). ..................................................................... 93 Slika 57: Kosijev dom na Vogarju (1054 m). .......................................................................... 95 Slika 58: Primer razglednosti iz geografsko določene točke. ................................................ 112 Slika 59: Karti direktnega sončnega obsevanja – desna je dodatno prekrita s karto razglednosti. ........................................................................................................................... 113 Slika 60: Karti difuznega sončnega obsevanja – desna je dodatno prekrita s karto razglednosti. ................................................................................................................................................ 113 Slika 61: Prostorski naboj v diodi. ......................................................................................... 115 Slika 62: Shema delovanja silicijeve sončne celice. .............................................................. 116 Slika 63: Monokristalne silicijeve sončne celice. .................................................................. 117 Slika 64: Polikristalne silicijeve sončne celice....................................................................... 118 Slika 65: Prerez zgradbe modula. ........................................................................................... 118 Slika 66: Shematski prikaz osnovnega fotovoltaičnega sistema za napajanje enosmernih porabnikov. ............................................................................................................................. 119 Slika 67: Primer ploščatega sprejemnika sončne energije (levo) in vakuumskega sprejemnika sončne energije (desno). ......................................................................................................... 122 Slika 68: Poenostavljena shema solarnega sistema za ogrevanje sanitarne vode. ................. 124 Slika 69: Poenostavljena shema in kombiniranega sistema »ogrevanje sanitarne vode in centralno dogrevanje«. ........................................................................................................... 124 Slika 70: Prehod sončnega sevanja skozi ozračje; dolgodobno povprečje prek vseh krajev na Zemlji (po Kiehlu in Trenberthu, 1997). ................................................................................ 126 Slika 71: Med pobočji je difuzna osončenost z neba zmanjšana zaradi manjšega deleža vidnega neba. .......................................................................................................................... 127 Slika 72: Učinkovitost izrabe sončnega potenciala glede na naklonski kot in orientacijo modulov. ................................................................................................................................. 128 Slika 73: Različni načini vgradnje sončnih modulov v stavbe............................................... 128 Slika 74: Temperatura modula (v K) nad temperaturo okolice (vijoličen stolpec) in relativne energetske izgube PV-generatorjev (v %; zeleni stolpec). ..................................................... 129 Slika 75: Sistem oskrbe z električno energijo Triglavskega doma na Kredarici.................... 130 IV.

Slika 76: Tokovi posameznih virov energije in napetost Triglavskega doma na Kredarici 11. 2. 2013. ................................................................................................................................... 131 Slika 77: Tokovi posameznih virov energije in napetost Triglavskega doma na Kredarici med 17. 4. in 24. 4. 2011. ............................................................................................................... 131

II. OKRAJŠAVE AC-vezava – vezava z izmeničnim tokom Ah – amper ura (oznaka za kapaciteto baterij) ARSO – Agencija Republike Slovenije za okolje DC-vezava – vezava z istosmernim tokom JZ TNP – Javni zavod Triglavski narodni park EG – električni generator (dizelski ali na plinsko olje) mHE – mala hidroelektrarna MPVE – mesečna proizvodnja električne energije iz vetrne energije MSED – mesečni sončni energijski doprinos OVE – obnovljivi viri energije PD – planinsko društvo PET – naprava za sočasno pridobivanje toplotne in električne energije PK – planinska koča PP – planinska postojanka PRM – prostorninski meter FV – fotovoltaika PZS – Planinska zveza Slovenije SSE – sprejemniki sončne energije kWh – kilovatna ure (enota za delo in energijo, enaka 3.600.000 J) Wp – Watt peak (enota za vršno moč sončne celice)

V.

1. UVOD Pohodništvo in planinstvo sodita med najbolj priljubljene oblike rekreacije v Sloveniji. Pod okriljem krovne organizacije, Planinske zveze Slovenije (v nadaljevanju PZS), ki je v letu 2012 združevala skoraj 270 planinskih društev (v nadaljevanju PD) iz cele države, je bilo pohodnikom na voljo več kot 1.660 planinskih poti s skupno dolžino preko 9.000 km in 176 planinskih postojank (v nadaljevanju PP), ki obiskovalcu nudijo zavetje, prenočišče, hrano in pijačo (PZS. Predstavitev, 2013). Pohodnikom so še posebej v interesu urejene in dobro označene planinske in pohodniške poti v sredogorju in predvsem visokogorju. V našem visokogorju, še posebej v Triglavskem narodnem parku (v nadaljevanju TNP), je največja zgostitev tako planinskih poti kot tudi PP. Triglavski narodni park je edini narodni park v Sloveniji. Osrednje poslanstvo Javnega zavoda Triglavski narodni park (v nadaljevanju JZ TNP) je ohranjanje narave (TNP, 2013). JZ TNP tako med drugim bdi tudi nad PD, ki pod okriljem PZS izvajajo ukrepe na planinskih poteh in postojankah. PZS ima od leta 2007 status društva, ki deluje na področju ohranjanja narave v javnem interesu. Komisija za varstvo gorske narave poleg skrbi za varovanje okolja in narave usposablja tudi varuhe gorske narave (PZS. Predstavitev, 2013). Organizaciji si aktivno prizadevata, da bi bili učinki pohodništva na okolje v TNP čim manjši. PD morajo tako v sodelovanju s PZS najti učinkovit koncept delovanja vsake posamezne PP, predvsem glede oskrbe z energijo in vodo, ravnanja z odpadnimi vodami ter odstranjevanja odpadkov. Na koncu mora svoje dovoljenje izdati še JZ TNP. PZS si od leta 2010 še posebej aktivno prizadeva, da bi PP imele čim manjši učinek na okolje. V letu 2011 so izdali delo Smernice za okolju primerno tehniko na planinskih kočah: Načrtovanje, izgradnja, obratovanje, vzdrževanje (Hubert in sod., 2011), v letu 2012 pa začeli s projektom Okolju prijazna koča (Dretnik, 2012). V diplomskem delu smo se osredotočili na energetsko oskrbo sredogorskih in visokogorskih planinskih postojank Triglavskega narodnega parka, ki niso bile priključene na javno električno omrežje. Delo je sestavljeno iz več delov: I. analiza stanja energetske (električne in toplotne) oskrbe PP v poletju 2012; II. izračun proizvodnje električne energije posamezne PP iz obnovljivih virov energije; III. prikaz proizvodnje in porabe električne energije analiziranih PP po posameznih razredih tipologije energetskih porabnikov in pregled samozadostnosti PP z električno energijo, in sicer zgolj z rabo obnovljivih virov energije; pretežno sončno, deloma tudi vetrno energijo; IV. konkretne smernice za PP, ki ne dosegajo samozadostnosti z vidika oskrbe z električno energijo zgolj z rabo obnovljivih virov energije.

1

1.1. NAMEN IN CILJI DIPLOMSKEGA DELA Namen diplomskega dela je bil v luči geografije analizirati energetsko oskrbo izbranih PP v TNP, s poudarkom na preučitvi zmožnosti oskrbe z električno energijo zgolj z rabo obnovljivih virov energije, pretežno sončno energijo. V delu smo si zastavili več ciljev, in sicer: • analizirati stanje energetske (električne in toplotne) oskrbe na geografsko analiziranih planinskih postojankah Triglavskega narodnega parka; • z uporabo geografsko informacijskih sistemov izračunati sončno obsevanje in trajanje sonca na vseh geografsko analiziranih planinskih postojankah; • ovrednotiti zmožnost oskrbe posameznih planinskih postojank z električno energijo zgolj z rabo obnovljivih virov energije in predlagati rešitve za večjo učinkovitost oskrbe z električno energijo.

1.2. DELOVNI HIPOTEZI V diplomskem delu smo postavili dve delovni hipotezi: • sredogorske in visokogorske planinske postojanke, ki niso priključene na javno električno omrežje, večinoma že izkoriščajo sončno energijo, a v precej manjši meri, kot je to mogoče; • potencial obnovljivih virov energije omogoča energetsko samooskrbo.

1.3. PREGLED OBSTOJEČIH RAZISKAV Najbolj aktivno se v slovenskem prostoru z vplivom PP na okolje ukvarja Gospodarska komisija PZS. Že od leta 1991 uspešno uresničujejo usmeritev Naredimo naše gore okolju prijazne, v sklopu katere med drugim spodbujajo tudi prehajanje na čiste vire energije (Naprudnik, 2009). Sklepi posveta iz leta 2000 pod naslovom Planinske koče in varstvo okolja so zbrani v zborniku posveta (Lazar, 2000; Turk, 2000). Poseben posvet o varstvu okolja v TNP sta februarja 1996 organizirala PZS in JZ TNP. Zbornik referatov s posveta Planinstvo in Triglavski narodni park je izšel leto kasneje, in sicer pod naslovom Varstvo okolja pri planinskih postojankah v Triglavskem narodnem parku (Varstvo okolja …, 1997). Nekoliko manj iz raziskovalnega, vendar toliko bolj iz usmeritvenega vidika pa je pomembno s strani PZS leta 2011 izdano delo Smernice za okolju primerno tehniko na planinskih kočah: Načrtovanje, izgradnja, obratovanje, vzdrževanje (Hubert in sod., 2011). Ravno tako v okolju prijazno razvojno smer usmerjajo PP s projektom 2

Okolju prijazna koča (Dretnik, 2012). JZ TNP pa se z Analizo stanja energetske infrastrukturo ukvarja tudi v Izhodiščih na Načrt upravljanja Triglavskega narodnega parka 2012‒2022 (Zakotnik, 2012a). Najpogosteje tematiko energetske oskrbe planinskih postojank pokrivajo članki revije PZS, Planinski vestnik. Julijska številka leta 2011, s temo meseca Vpliv visokogorskih koč na okolje, je en bolj kakovostnih prispevkov tematiki zadnjega obdobja (Dretnik, 2011; Zakotnik, 2011; Komac, Leskovšek, 2011). Diplomskih del, ki se ukvarjajo z energetsko oskrbo planinskih postojank v TNP, ni veliko. Izpostaviti pa velja delo J. Pojeta (2000), diplomanta strojništva, z naslovom Stanje okolja v Triglavskem narodnem parku z vidika rabe energije.

1.4. KAJ JE PLANINSKA POSTOJANKA PZS med planinske objekte uvršča planinske koče (v nadaljevanju PK), planinske poti ter objekte, ki služijo planinski dejavnosti. Osnovna funkcije PK je to, da nudi obiskovalcem zlasti zavetje, prenočišče, hrano in pijačo ter služi kot obveščevalna točka Gorske reševalne službe Slovenije (GRSS) (PZS. Kaj je …, 2012). Zakon o gostinstvu (2007) med vrstami gostinskih obratov navaja tudi planinske in druge domove. Podrobne pogoje za delo PK določa Pravilnik o minimalnih tehničnih pogojih, ki se nanašajo na poslovne prostore, opremo in naprave ter o pogojih glede minimalnih storitev v posameznih vrstah gospodinjskih obratov, pri sobodajalcih in na kmetijah. »Planinski dom je gostinski obrat, če je dostopen z osebnimi avtomobili ali z žičnico za prevoz oseb preko celega leta in je vpisan v evidenco pri Planinski zvezi Slovenije« (PZS. Kaj je …, 2012). Delovanje vseh ostalih PK (ki niso dostopne po cesti z osebnimi avtomobili ali z žičnico za prevoz ljudi preko celega leta) ureja Pravilnik o upravljanju in poslovanju planinskih koč, ki ga je sprejel UO PZS leta 1997 (PZS. Kaj je …, 2012). V Zakonu o društvih (2006) je navedeno, da društvo za doseganje namena in ciljev lahko ustanovi gospodarsko družbo oz. na temelju zakupne ali druge pogodbe poveri opravljanje pridobitne dejavnosti drugim osebam. PD tako lahko upravljajo PK, ki so vezane na njihovo dejavnost in jih tudi financirajo. Določbe statuta PZS in obeh zakonov so upoštevane v Pravilniku o upravljanju in poslovanju planinskih koč, ki ima osnovo za objavo v Zakonu o gostinstvu ter Pravilniku o minimalnih tehničnih pogojih, ki se nanašajo na poslovne prostore, opremo in naprave ter o pogojih glede minimalnih storitev v posameznih vrstah gospodinjskih obratov, pri sobodajalcih in na kmetijah. Namen Pravilnika o upravljanju in poslovanju planinskih koč je zagotoviti (PZS. Kaj je …, 2012): • vsaj približno enak standard uslug v PK; • osnovne higienske pogoje; • minimalne naravovarstvene ukrepe; 3

•

investicijsko disciplino pri novogradnjah in večjih adaptacijah zaradi varnosti in ekonomičnosti vlaganja skromnih sredstev, razpoložljivih v ta namen.

Pojem planinska postojanka vključuje tako PK in zavetišča kot bivake. V analizo nismo vključili bivakov, smo pa nekaj zavetišč. V diplomskem delu se v navzkrižju z akti PZS, ki večinoma apelirajo na planinske koče, uporablja širše pojmovanje – planinske postojanke.

1.4.1. UPRAVLJANJE IN OBRATOVANJE PLANINSKIH POSTOJANK PK praviloma upravljajo PD, lahko pa tudi druge pravne ali fizične osebe. Ti morajo za pridobitev naziva planinska koča s PZS skleniti pogodbo, v kateri se zavezujejo, da se bodo ravnali po odločbah pravilnika. Določbe tega pravilnika veljajo za vse koče ne glede na to, kdo je njihov lastnik ali upravljalec, torej tudi za koče, ki jih društva oddajo v najem. Ob oddaji se sklene posebna pogodba, ki jo pregleda tudi Gospodarska komisija PZS. V smislu obratovanja PK jih delimo na oskrbovane ter neoskrbovane. Pod neoskrbovane štejemo predvsem zavetišča ter bivake. Oskrbovane koče obratujejo (PZS. Kaj je …, 2012): • vse leto (odprte vsak dan – oznaka OS); • v sezoni (takrat so lahko OS ali odprte ob sobotah, nedelja in praznikih ‒ oznaka SNP); • občasno; • v določenih dnevih. PK I. in II. kategorije, ki so oskrbovane sezonsko, morajo imeti v času, ko ne poslujejo, zagotovljeno zavetišče, t. i. zimsko sobo, če ni v bližini (najmanj 2 uri hoje) nobene druge možnosti prenočevanja (PZS. Kaj je …, 2012).

1.4.2. KATEGORIJE PLANINSKIH POSTOJANK PP delimo v tri kategorije po številih, ki so nadomestile nekdanje pojme, navedene v oklepajih (PZS. Kaj je …, 2012; PZS. Kategorije …, 2012): I. (visokogorje); II. (sredogorje); III. (nižinske koče). Odločilna kriterija za razvrstitev v kategorije sta lokacija in dostopnost (PZS. Kategorije …, 2012). Lokacija: slovensko visokogorje obsegajo Julijske Alpe, Karavanke ter Kamniške in Savinjske Alpe. Ta gorstva so pomembna za vse člane PZS in obstoj PK je zanimiv za vse.

4

Glede na lokacijo so koče I. kategorije tiste, ki so v visokogorju, koče II. kategorije pa tiste, ki so izhodiščne za visokogorje. Dostopnost: dostopnost PP je razvidna iz planinskih kart. Šteje se, da traja dostop do PP več kot eno uro, če je višinska razlika med izhodiščem in kočo več kot 300 m oz. je vodoravna razdalja več kot 4 km. Podatke o dostopnosti pozimi posreduje PD, ki kočo upravlja. Pomembna kriterija za kategorizacijo sta tudi oskrbovanost in odprtost (PZS. Kategorije …, 2012): Oskrbovanost: za člane PZS je pomembno, da so koče odprte čim dlje. Ker podaljševanje oskrbovanja v času manjšega obiska z vidika upravljanja ni smotrno, se priporoča, da je v PK možen dostop tudi takrat, ko ta ni oskrbovana. Tak način oskrbovanja pa zahteva določene preureditve obstoječih koč. Odprtost: za obisk gora preko celega leta je pomembno, da so koče odprte stalno, pozimi pa najmanj ob sobotah, nedeljah in praznikih ali vsaj v času letne in zimske sezone stalno. Ta kriterij spodbuja urejanje zimskih sob pri vseh PP.

5

2. METODOLOGIJA Na podlagi štirih korakov1 smo izbrali PP za analizo. Na vseh 18 smo v poletju 2012 od oskrbnikov z metodo intervjuja pridobivali podatke o energetski oskrbi, številne dodatne podatke pa smo v jeseni 2012 pridobili od gospodarjev PD. Podrobno analizo energetske oskrbe PP smo izdelali s kabinetnimi metodami. Pomembno vlogo je nosila tudi kartografska metoda. Na podlagi več kazalcev smo izdelali tipologijo analiziranih PP glede na energetske značilnosti2. Slika 1: Metodološka shema diplomskega dela.

* Gen = generatorja

Ocena samozadostnosti z električno energijo zgolj z rabo obnovljivih virov energije (v nadaljevanju OVE) je bila sestavljena na podlagi izračunov o porabi in proizvodnji električne energije zgolj iz OVE. Porabo električne energije smo izračunali na podlagi podatkov o električnih napravah, pridobljenih v intervjujih z oskrbniki PP in gospodarji PD. Izračun proizvodnje električne energije zgolj iz OVE je bil v štirih primerih sestavljen iz dveh delov, v preostalih pa iz enega. Štiri PP so imele vetrni generator3, ki je dodal k oskrbi z električno 1

Štirje koraki izločitev PP iz nadaljnje analize so razloženi v poglavju 2.1 Izbor planinskih postojank za analizo. Metodologija in rezultati tipologije se nahajajo v poglavju 4.4 Geografsko analizirane planinske postojanke Triglavskega narodnega parka kot majhni, povprečni, veliki ali največji energetski porabniki. 3 Značilnosti PP z vetrnim generatorjem so bile analizirane v poglavju 4.2.2 Vetrnice na geografsko analiziranih planinskih postojankah Triglavskega narodnega parka. 2

6

energijo pomemben delež, medtem ko je predstavljala ostalim PP edini OVE sončna energija. Izračun proizvodnje električne energije iz vetrne je temeljil na moči vetrnega generatorja4. Proizvodnja električne energije iz sončne pa je bila lahko izračunana na dva načina. Priporočala se je uporaba izračuna, ki je temeljil na vršni moči sončnih celic5. V obeh izračunih pa se je upoštevalo rezultate izračunov sončnega obsevanja in trajanja sonca vsake posamezne PP, ki smo jih dobili z uporabo orodij geografskih informacijskih sistemov6. Seštevek proizvodnje električne energije iz sončne in vetrne energije smo označili kot proizvedeno električno energijo iz OVE, saj analizirane PP niso imele pogojev za izkoriščanje drugih OVE kot je npr. vodna energija. V zaključni fazi smo za PP, ki se zgolj z rabo OVE niso bile sposobne preskrbeti z električno energijo, predlagali specifične rešitve. Pri predlogih smo si pomagali z različnimi viri. Rešitve smo iskali v knjižni izdaji PZS Smernice za okolju primerno tehniko na planinskih kočah, v primerih ureditve PP iz tujine7, izvedli pa smo tudi preračune, ali bi PP postale samozadostne zgolj z uporabo OVE s zamenjavo električnih naprav za energetsko najvarčnejše izvedbe.

2.1. IZBOR PLANINSKIH POSTOJANK ZA GEOGRAFSKO ANALIZO Glede na regionalizacijo PZS je bilo aprila 2012 na območju Julijskih Alp 58 PK, zavetišč in bivakov. Po kategorizaciji PZS jih je 25 sodilo v I. kategorijo, 24. v II. in 9 v III.8 (PZS. Planinske …, 2012). V prvem koraku smo iz nadaljnje analize izločili PP, ki ležijo izven območja TNP. Območje raziskave smo omejili z mejami našega edinega narodnega parka. Takih PP je 15. V drugem koraku smo izključili PP, ki sodijo v III. kategorijo (in še niso bile izločene v prvem koraku). PP III. kategorije so nižinske in so večinoma priključene na javno električno omrežje. V diplomskem delu smo se osredotočili na sredogorske in visokogorske PP oz. PP II. in I. kategorije. V drugem koraku smo izključili 4 PP. V tretjem koraku smo iz analize izločili PP I. in II. kategorije, ki so priključene na javno električno omrežje. V diplomskem delu smo se osredotočili na energetsko samozadostnost (oz. samozadostnost glede električne energije) z rabo zgolj OVE. Iz nadaljnje analize je bilo izvzetih 13 PP. V četrtem koraku smo izločili bivake. Bivaki so neoskrbovane planinske koče (PZS. Kaj je …, 2012). Namen bivakov je, da omogočajo zasilno prenočišče. Investicije v energetsko oskrbo niso prioriteta.

4

Primer izračuna proizvodnje električne energije na podlagi moči vetrnega generatorja je naveden v poglavju 2.4 Vetrni generator in proizvodnja elektrike. 5 Prednosti in slabosti posameznega načina izračuna so obrazložene v poglavju 2.3 Fotonapetostni sistemi in proizvodnja elektrike. 6 Postopki izračunov so navedeni v poglavju 2.2 Izračun sončnega obsevanja in trajanja sonca na geografsko analiziranih planinskih postojankah Triglavskega narodnega parka. 7 Povzeto iz dela Umwelt für alpine Berg- und Schutzhütten: Hintergrundwissen, Tipps und Beispiele aus der Praxis (Menz, 2008). Več v poglavju 6.5 Vzori iz tujine. 8 Kategorije in kriteriji za določitev kategorije so navedene v poglavju 1.4.2. Kategorije planinskih postojank.

7

Preglednica 1: Koraki izločitve posameznih planinskih postojank Triglavskega narodnega parka iz nadaljnje geografske analize. PLANINSKA POSTOJANKA

Nadmorska višina (m)

Kategorija (I., II. ali III.)

Korak izločitve

1225 1346 1025 1585 2260 1391 991 1050 1642 1185 1245 904 727 964 396 886 653 1535 690 1520 1513 1385 870 1154 1015 1015 1085 1226 1525 1688 1620 1108 700 2180 2118 1340 1980 1216 1424 1430

I. I. II. II. II. II. II. II. II. II. III. III. III. III. III. III. III. III. III. I. I. I. II. II. II. II. II. II. II. II. II. II. II. I. I. I. I I. I. I.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4

Bivak Hlek na Starijskem vrhu Orožnova koča na Planini za Liscem Dom na Lubniku Dom na Poreznu Dom Petra Skalarja na Kaninu Koča na Blegošu Koča na planini Kuhinja Koča na planini Stador Krekova koča na Ratitovcu Zavetišče GS na Zelencih Koča na Črnem vrhu nad Novaki Koča na Petrovem brdu Mihelčičev dom na Govejku Planinska koča na Ermanovcu Slavkov dom na Golem brdu Koča pri izviru Soče Koča pri Savici Planinska koča Merjasec na Voglu Planinska koča na Vojah Dom na Komni Koča pod Bogatinom Planinski dom pri Krnskih jezerih Kovinarska koča v Krmi Planinska koča na Uskovnici Šlajmerjev dom v Vratih Aljažev dom v Vratih Mihov dom na Vršiču Koča na Gozdu Erjavčeva koča na Vršiču Poštarski dom na Vršiču Tičarjev dom na Vršiču Dom v Tamarju Dom dr. Klementa Juga v Lepeni Bivak I. v Veliki Dnini Bivak II. Pod Rokavi Bivak III. Za Akom Bivak IV. Na Rušju Bivak na Črniku nad Drežnico Bivak pod Špikom Bivak pod Luknjo

Vir podatkov: PZS. Planinske koče …, 2012

8

Slika 2: Analizirane in iz geografske analize izvzete planinske postojanke Triglavskega narodnega parka (2012).

9

Slika 2 prikazuje zgolj PP znotraj TNP9 z izjemo bivakov10. Oranžni krogi prikazujejo PP III. kategorije, ki so bile v drugem koraku iz nadaljnje analize izključene. Ravno tako so bile izključene rdeče PP, in sicer zaradi pridobivanja elektrike iz javnega električnega omrežja. Zeleni krogi predstavljajo lokacijo 18 geografsko analiziranih PP. Uradna imena teh z nadmorskimi višinami ter kategorijami, v katero spadajo glede na kriterije PZS, so navedena v preglednici 2. Glavna kriterija za razvrstitev sta lokacija in dostopnosti (PZS. Kaj je …, 2012; PZS. Kategorije …, 2012). Lego geografsko analiziranih PP glede na delitev TNP v tri varstvena območja prikazuje slika 3. V prvem varstvenem območju leži 11 PP, v drugem 7, v tretjem pa nobena. Preglednica 2: Imena ter kategorije geografsko analiziranih planinskih postojank (2012). PLANINSKA POSTOJANKA Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti Vodnikov dom na Velem polju Dom Valentina Staniča Triglavski dom na Kredarici Dom Planika pod Triglavom Koča na Planini pri Jezeru Koča na Doliču Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik Pogačnikov dom na Kriških podih Zasavska koča na Prehodavcih Koča pri Triglavskih jezerih Zavetišče pod Špičkom Gomiščkovo zavetišče na Krnu Blejska koča na Lipanci Kosijev dom na Vogarju Koča na planini Razor Koča v Krnici Koča na Mangartskem sedlu

Nadmorska višina (m) 1835 1817 2332 2515 2401 1453 2151 1620 2050 2071 1685 2064 2182 1630 1054 1315 1113 1906

Kategorija (I., II. ali III.) I. I. I. I. I. I. I. I. I. I. I. I. I. II. II. II. II. II.

Vir podatkov: PZS. Planinske koče …, 2012

9

Že upoštevan korak 1, v katerem smo iz analize izključili zunaj TNP ležeče PP. Že upoštevan korak 4, kjer bivaki v TNP niso prikazani, saj podatkovni sloj posredovan s strani JZ TNP teh ni vseboval.

10

10

Slika 3: Geografsko analizirane planinske postojanke po varstvenih območjih Triglavskega narodnega parka (2012).

11

2.2. IZRAČUN SONČNEGA OBSEVANJA IN TRAJANJA SONCA NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA V orodju Točkovno sončno obsevanje (orig. Point Solar Radiation)11 smo za rastrsko podlago izračuna uporabili Digitalni model višin z ločljivostjo 12,5 m x 12,5 m (DMV 12,5) in ne najnovejšega DMV 5. Podobnikar (2008, str. 40) ocenjuje, da je uporaba DMV 5 zaradi nehomogenosti in zgolj prevzorčenosti iz DMV 12,5 ter brez uporabe metapodatkov, ki za vsako točko opredeljujejo potencialno natančnost, neprimerna. Podobnikar (2012) meni, da so podatki sloja DMV 12,5 v gorskem svetu, torej na našem preučevanem območju, bolj pravilni. Izračun je bil izveden za vse geografsko analizirane PP (vstavljene parametre prikazuje slika 4). Za vse lokacije smo izračunali sončno obsevanje in trajanje sonca na višini 5 m – vrednost predstavlja višino nad tlemi, in sicer na strehi, kjer morajo biti sončne celice nameščene po določilih JZ TNP (Zakotnik, 2012b). Vnesli smo geografsko širino (46° s. g. š.) ter vrednost 512 za razločnost razglednosti (orig. Sky size/Resolution) po priporočilu Pomoči programske opreme ESRI (Solar Radiation …, 2012). Zanimal nas je izračun sončnega obsevanja za celo leto, v mesečnih intervalih. Ostalih nastavitev v večji meri nismo spreminjali, nastavili pa smo ločen izračun direktne in difuzne svetlobe ter trajanja sončnega obsevanja (krajše trajanje sonca). Za kontrolo smo izračun z identičnimi nastavitvami ponovili še za edino meteorološko postajo s heliografom12 v TNP – Kredarico (2514 m) – in za tri merilna mesta v neposredni bližini parka, in sicer za meteorološke postaje s heliografom – Rateče (864 m), Bohinjsko Češnjico (620 m) in Lesce (515 m). Sledečim smo izračunali sončno obsevanje in trajanje sonca na višini 2 m nad tlemi. Prostorsko razporeditev upoštevanih meteoroloških postaj prikazuje slika 5. V naslednjem koraku smo primerjali vrednosti, ki jih je programsko orodje na podlagi vnesenih parametrov izračunalo za meteorološke postaje s heliografom, ter dejanske vrednosti, izmerjene vrednosti istih merilnih postaj. Tako smo dobili deleže, ki jih prikazuje preglednica 3. Ugotovili smo, da se med njimi pojavljajo sprejemljivi odkloni ter nato izračunali skupen povprečni delež, ki znaša 46,44 %. Na podlagi deleža smo lahko izračunali število ur sončnega obsevanja za geografsko analizirane PP. Razpon v trajanju sonca prikazuje preglednica 4. Koča v Krnici je zaradi svoje lege v najslabšem položaju – južno polovico razglednosti zastirajo visoke gore, zaradi česar pozimi tri mesece sonce koče ne obsije in ta prejme na letni ravni le 653 ur sonca. Na drugi strani je Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti zaradi ugodne lege v najugodnejšem položaju – leži na južni strani Bohinjskega grebena in posledično na južni polovici razglednosti ni ovir, ki bi na PP metale senco, tako da prejme na letni ravni kar 2019 ur sonca.

11

Kaj izračun orodja upošteva in kateri koraki ga sestavljajo, je navedeno v poglavju 10.1. Teoretično ozadje izračuna orodja Solar radiation programske opreme ESRI ArcMap 9.3. 12 »Heliograf je instrument za merjenje, oz. nepretrgano registriranje trajanja sončnega obsevanja. Iz njegovega zapisa določamo trajanje sončnega obsevanja v urah« (ARSO. Heliograf, 2013).

12

Slika 4: Vstavljeni parametri za izračun točkovnega sončnega obsevanja in trajanja sonca na geografsko analiziranih planinskih postojankah Triglavskega narodnega parka.

Slika 5: Meteorološke postaje s heliografom v Triglavskem narodnem parku oz. bližnji okolici (2012).

13

Preglednica 3: Dejanske (povprečje izmerjenih v obdobju od januarja 1991 do decembra 2011) in potenciale (v primeru celoletnega jasnega vremena) ure trajanja sonca za štiri meteorološke postaje s heliografom.

* V izračunu povprečnega trajanja sonca za posamezne mesece so vključeni podatki za obdobje januar 1991 – december 2011; izjema je meteorološka postaja Bohinjska Češnjica, pri kateri so v izračun vključeni podatki od maja 1992 – december 2011

Vir podatkov o izmerjenih urah sončnega obsevanja: Vertačnik, 2012 Preglednica 4: Ure trajanja sončnega obsevanja (mesečne in letna vrednost) po geografsko analiziranih planinskih postojankah na podlagi preračuna iz rezultatov GIS orodja Solar Radiation.

14

Slika 6: Globalno sevanje (v MJ/m2) na meteoroloških postajah Kredarica, Rateče in Lesce.

Opomba 1: za določene mesece ARSO nima popolnih podatkov, temveč zgolj za določeno (znano) število dni. Te vrednosti smo na podlagi logike premosorazmerja interpolirali na število dni v mesecu. Praviloma so manjkali podatki zgolj za nekaj dni. Opomba 2: v izračun povprečij za Kredarico so upoštevani (deloma interpolirani) podatki za obdobje od oktobra 1994 do decembra 2011; za Rateče podatki od januarja 2001 do decembra 2011; za Lesce pa od aprila 2004 do decembra 2011.

Vir podatkov: Vertačnik, 2012

V naslednjem koraku smo izračunali sončno obsevanje13 meteoroloških postaj s heliografi. Podatki Agencije RS za okolje so bili v J/m2. Sončno obsevanje navajamo tudi z drugo fizikalno enoto – to je Wh/m2. Velja, da je 1Wh/m2 enak 3600 J/m2 (Arkar, Medved, 2009). Za primerjavo porabe električnih naprav posameznih geografsko analiziranih PP in njihove proizvodnje električne energije je bil potreben preračun na isto osnovo – na Wh/m2. Ponovno je sledila kontrola GIS orodij – razmerja med izračunanimi in izmerjenimi vrednostmi globalnega sevanja prikazuje preglednica 5. Večina geografsko analiziranih PP je bilo odprtih v poletnih mesecih, posplošeno rečeno od začetka junija do konca septembra. Vrednosti, ki smo jih izračunali s pomočjo orodja Točkovno sončno obsevanje za nižinski merilni postaji Lesce in Rateče, sovpadajo z vrednostmi, ki jih je izmerila ARSO. Manjše ujemanje je pri merilnem mestu Kredarica. Rezultate modela smo v primerjavi z izmerjenimi podatki ARSO ocenili kot primerljive. Na podlagi GIS modela ocenjujemo, da ima največje celoletno sončno obsevanje Triglavski dom na Kredarici (1474 kWh), najmanjše pa Koča v Krnici (888, kWh). Ostale mesečne in letne vrednosti so navedene v preglednici 6.

13

Energijo sevanja prek določene časovne periode imenujemo obsevanje (Sončno sevanje …, 2012). Več o sončnem sevanju in obsevanju v poglavju 10.4.1. Sončno sevanje in obsevanje.

15

Preglednica 5: Razmerje med GIS Solar Radiation in izmerjenimi (ARSO) vrednostmi globalnega obsevanja (v WH/m2).

Opomba 1: v izračun povprečij za Kredarico so upoštevani (deloma interpolirani) podatki za obdobje od oktobra 1994 do decembra 2011; za Rateče podatki od januarja 2001 do decembra 2011; za Lesce pa od aprila 2004 do decembra 2011.

Vir podatkov ARSO: Vertačnik, 2012

Preglednica 6: Sončno obsevanje (v kWh/m2) po posameznih analiziranih planinskih postojankah.

16

2.3. FOTONAPETOSTNI SISTEMI IN PROIZVODNJA ELEKTRIKE Poglavje sestavljata dva različna izračuna proizvodnje električne energije na geografsko analiziranih PP s pretvorbo iz sončne energije. Prvi način, ki temelji na vršni moči sončnih celic, je bolj zanesljiv in je priporočljivo, da ga v primeru, ko imamo podatke o skupni vršni moči celic PP, uporabimo. Drugi način, ki temelji na površini in izkoristku sončnih celic, ima nekaj pomanjkljivosti. Uporabimo ga zgolj, če nam pomanjkanje podatkov onemogoča, da bi računali po prvem načinu. Kljub temu pa daje manj natančen izračun, ki temelji na površini in izkoristku celic, okvirno pravilne rezultate.

2.3.1. VRŠNA MOČ SONČNIH CELIC Električna moč sončnih celic je zmnožek toka in napetosti. Največjo vrednost moči imenujemo vršna moč. Označimo jo z Wp (Watt peak). Ker je električna moč sončne celice odvisna od trenutne moči sončnega sevanja in temperature okolice, se navaja imensko moč sončne celice pri vnaprej dogovorjeni moči sončnega sevanja ali spektralni jakosti (G=1000 W/m2), temperaturi sončne celice (T = 25 °C) in spektralni porazdelitvi sončnega sevanja, ki je enaka AM14 1,5 (značilna za 35° s.g.š.) (Arkar, Medved, 2009, str. 63).

2.3.1.1. TEMPERATURA SONČNIH CELIC IN VRŠNA MOČ Navedena vršna moč velja pri 25 °C sončne celice (Arkar, Medved, 2009, str. 63). Učinkovitost sončne celice se z vsako povišano temperaturo celice zmanjša (Pmax v %/°C), kar znese nekje med ‒0,3 in ‒0,5%15 (Načrtovanje SE …, 2012; Čeh, 2013; Kontiki Solar …, 2013). Na geografsko analiziranih PP so bile v poletju 2012 večinoma nameščene monokristalne silicijeve sončne celice16 (Intervjuji, 2012)17, za katere velja zmanjšana učinkovitost v vrednosti Pmax = ‒0,4 % na zvišanje temperature celice za 1 °C (nad 25 °C). Pri 30 °C (temperaturi ozračja) se sončna celica segreje na okoli 60 °C. Tako znaša razlika med temperaturo v tehničnih podatkih pri 25 °C in delujoče celice pa na 35 °C. Na primer: pri 15 °C (temperaturi ozračja) se celice segrejejo na 50 °C. Razlika v temperaturi celic primera in temperaturi standardnih pogojev je torej 25 °C. Izračun zmanjšane učinkovitosti sončne celice zaradi višje temperature samih celic je sledeč: 25 (°C) x 0,4 % = 10 % (Čeh, 2013). Zgolj povišana temperatura celic v dotičnem primeru zmanjša učinkovitost sončnih celic za desetino. 14

AM je krajšava za air mass, po slovensko relativna debelina atmosfere. Relativna zato, ker je poleg dejanske dolžine poti sončnih žarkov upoštevana tudi onesnaženost ozračja (vir: Arkar, Medved, 2009). 15 Več informacij o vplivu temperatur na učinkovitost sončnih celic je v poglavju 10.4.5. Senčenje in vpliv temperature na učinkovitost sončnih celic. 16 Lastnosti različnih sončnih celic so opisane v poglavju 10.2.2. Materiali za sončne celice. 17 Kateri osebni viri so zajeti v Intervjuji, 2012 je navedeno v uvodu poglavja 4 Energetska analiza planinskih postojank Triglavskega narodnega parka v luči geografije.

17

Za izračun zmanjšane učinkovitosti sončnih celic posamezne PP smo zaradi povišanih temperatur samih sončnih celic potrebovali podatek o (povprečni) temperaturi svetlega dela dneva. Na podlagi dolžine dneva v mesecu avgustu (Vzhod in zahod …, 2013) smo v izračun upoštevali temperature vsake polne ure med 6. in 20. uro. Povprečne temperature so bile izračunane za tri meteorološke postaje na podlagi urnih podatkov preteklih desetih avgustov (torej od avgusta 2003 do vključno avgusta 2012) (Vertačnik, 2013). Preračuni rezultatov, prikazanih v preglednici 7, kažejo, da se temperatura zniža za 0,65 °C na 100 m višinske razlike. Na podlagi podatka o nadmorski višini PP smo interpolirali povprečno temperaturo svetlega dela dneva (med 6. in 20. uro) za mesec avgust. Temperatura svetlega dela dneva je osnova za izračun temperature sončnih celic – iz sledečega rezultata pa smo lahko izračunali, za koliko je zmanjšana učinkovitost sončnih celic zaradi povišanih temperatur samih celic. Preglednica 7: Meteorološke postaje v TNP oz. neposredni bližini z navedenimi nadmorskimi višinami in povprečnimi temperaturami preteklih deset avgustov med 6. in 20. uro v mesecu avgustu. Meteorološka postaja Kredarica Rateče Bohinjska Bistrica

Nadmorska višina (v m) 2514 864 599

Povprečna T med 6. in 20. uro (v °C)* 7,69 18,73 20,02

* Povprečje preteklih desetih avgustov (avgust 2003–avgust 2012).

Vir podatkov: Vertačnik, 2013 Primer: ZASAVSKA KOČA NA PREHODAVCIH (2071 m) Vršna moč sončnih celic: 1420 Wp Preglednica 8: Prikaz izračuna povprečne temperature svetlega dela dneva preteklih desetih avgustov (od avgusta 2003 do vključno avgusta 2012) na Zasavski koči na Prehodavcih. Nadmorska višina (v m) Meteorološka postaja Kredarica 2514 Zasavska koča na Prehodavcih 2071 Razlika v n. v. 443

Povp. T avgusta (med 6. in 20. uro) (v °C)* 7,69 7,69 + (4,43** x 0,65***) = 10,57

*Povprečna temperatura zraka preteklih deset avgustov (avgust 2003 do vključno avgust 2012) med 6. in 20. uro. **Razlika v nadmorski višini (preračunana v stotice). ***Temperatura se zniža za 0,65 °C na 100 m višinske razlike.

Vir podatkov: PZS. Planinske koče …, 2012; Vertačnik, 2013 Kot rečeno, razlika med temperaturo ozračja in sončnih celic znaša 35 °C (Čeh, 2013). Tce = Toz + K Tce = temperatura sončne celice; Toz = temperatura ozračja; K = konstanta (35 °C) 18

Tce = 10,57 °C + 35 °C = 45,57 °C Zasavska koča na Prehodavcih ima monokristalne sončne celice (Brečko, 2012), za katere velja, da se jim učinkovitost za vsako zvišanje temperature za 1 °C (nad 25 °C) zmanjša za 0,4 % (Čeh, 2013). Razlika med izračunano temperaturo celic (45,57 °C) in temperaturo v standardnih pogojih (25 °C), znaša 20,57 °C. Učinkovitost se je tako zmanjšala za 8,23% (20,57 °C x 0,4 %). Monokristalnim celicam Zasavske koče na Prehodavcih (skupno 1420 Wp) je učinkovitost zaradi povišane temperature sončnih celic padla za 8,23 %, in sicer na 1303,1 W.

2.3.1.2. USMERITEV SONČNIH CELIC IN VRŠNA MOČ Sončne celice, obrnjene proti jugu, proizvedejo več električne energije, kot sončne celice, obrnjene proti vzhodu ali zahodu, saj so večji del dneva neposredno izpostavljene sončnim žarkom (ob predpostavki, da sonce sije cel dan in da okoliški relief ne meče sence na sončne celice)18. Slika 8 prikazuje, da je učinkovitost proti zahodu ali vzhodu (15°) usmerjenih sončnih celic v primerjavi s tistimi, ki so proti jugu (30°), manjša za 20 % (Čeh, 2013). Slika 7: Moč in dnevna proizvodnja električne energije različno usmerjenih sončnih celic.

N1 = sončna celica z močjo 110 Wp, obrnjena proti vzhodu z naklonom 15° N2 = sončna celica z močjo 110 Wp, obrnjena proti zahodu z naklonom 15° N3 = sončna celica z močjo 140 Wp, obrnjena proti jugu z naklonom 30° Ps = moč sonca

Vir: Čeh, 2013

18

Graf učinkovitosti izrabe sončnega potenciala glede na kot nagiba sončnih celic je v poglavju 10.4.4. Orientacija, naklonski kot in postavitev sončnih modulov.

19

Slika 8: Dnevna proizvodnja sončnih celic v odstotkih.

N1 = sončna celica z močjo 110 Wp, obrnjena proti vzhodu z naklonom 15° N2 = sončna celica z močjo 110 Wp, obrnjena proti zahodu z naklonom 15° N3 = sončna celica z močjo 140 Wp, obrnjena proti jugu z naklonom 30° Ps = moč sonca

Vir: Čeh, 2013 Primer: ZASAVSKA KOČA NA PREHODAVCIH (2071 m) Sončne celice so usmerjene proti jugu-jugozahodu, zato ocenjujemo, da je izkoristek zmanjšan za 5 %. Monokristalnim celicam Zasavske koče na Prehodavcih (skupno 1420 Wp) je učinkovitost zaradi povišane temperature sončnih celic padla za 8,23 %, zaradi usmerjenosti proti J–JZ pa še za dodatnih 5 %, torej na 1238 W.

2.3.1.3. IZGUBE REGULATORJA POLNJENJA IN VRŠNA MOČ SONČNIH CELIC Regulator polnjenja se uporablja za zaščito baterij pred prenapolnitvijo ali preizpraznitvijo med FV-generatorjem, baterijo in uporabnikom električne energije (Brecl in sod., 2012)19. Po meritvah Čeha (2013) znašajo izgube na regulatorju polnjenja in vodnikih 4–6 %. V izračunih smo upoštevali 6% delež.

19

Za lažje razumevanje fotonapetostnih sistemov priporočamo ogled sheme v poglavju 10.2.4. Fotonapetostni sistemi ali še bolj podrobno razlago električnih sistemov PP v poglavju 3.3. Sistemi za oskrbo z električno energijo.

20

Primer: ZASAVSKA KOČA NA PREHODAVCIH (2071 m) Moči, ki smo jo dobili po upoštevanju zmanjšane učinkovitosti zaradi višjih temperatur sončnih celic in usmeritve sončnih celic proti J–JZ, moramo odšteti dodatnih 6 %. Po upoštevanju izgub na regulatorju polnjenja je moč 1163,7 W.

2.3.1.4. IZGUBE REGULATORJA NAPETOSTI IN VRŠNA MOČ SONČNIH CELIC Regulator napetost pretvarja in prilagaja spreminjajočo napetost FV-generatorja na napetost uporabnika (Brecl in sod., 2012). Po ocenah Čeha (2013) znašajo izgube dodatnih 6 %. Primer: ZASAVSKA KOČA NA PREHODAVCIH (2071 m) Moči, ki smo jo dobili po upoštevanju zmanjšane učinkovitosti zaradi višjih temperatur sončnih celic, usmerjenosti sončnih celic proti J–JZ in izgub na regulatorju polnjenja, moramo odšteti dodatnih 6 %. Po upoštevanju izgub na regulatorju napetosti je moč 1093,9 W. Končna, uporabna moč sončnih celic, ki polnijo baterije in napajajo potrošnika Zasavske koče na Prehodavcih, tako znaša 1093,7 W, vršna pa 1420 W.

2.3.1.5. IZRAČUN MESEČNE PROIZVODNJE ELEKTRIČNE ENERGIJE Za izračun proizvodnje električne energije iz sončne energije je potrebno moč, zmanjšano zaradi zgoraj razloženih dejavnikov, pomnožiti še s številom ur sončnega obsevanja v mesecu avgustu. Ta znaša 165,84 ur20. 1093,7 W x 165,84 h = 181,41 kWh Proizvodnja električne energije s sončnimi celicami (1420 Wp) na Zasavski koči na Prehodavcih je v avgustu 2012 znašala 181,41 kWh.

2.3.2. POVRŠINA IN IZKORISTEK SONČNIH CELIC Drugi, manj zanesljiv izračun električne proizvodnje sončnih celic posamezne PP, izhaja iz površine in izkoristka sončnih celic. Veliki pomanjkljivosti izračuna sta, da izračun smatra, da so vse celice enakih moči in da so vse ves čas sončnega obsevanja v idealnem položaju (najugodnejša usmeritev in naklonski kot), za kar pa vemo, da ne drži. Primerjava rezultatov z 20

Vrednost je rezultat programskega orodja Solar Radiation. Več o tem v poglavju 2.2 Izračun sončnega obsevanja in trajanja sonca geografsko analiziranih planinskih postojankah Triglavskega narodnega parka.

21

izračuni, ki imajo poudarek na vršni moči sončnih celic, kaže, da so tako pozitivna kot negativna odstopanja do 20 %. Izračun zadošča oceni, ali se je posamezna PP sposobna oskrbeti z električno energijo zgolj s pretvorbo iz sončne energije. Opisano metodologijo uporabimo samo takrat, ko podatek o vršni moči celic ni na voljo. Primer: ZASAVSKA KOČA NA PREHODAVCIH (2071 m) Sončno obsevanje v mesecu avgustu na lokaciji Zasavske koče na Prehodavcih na podlagi rezultatov uporabe GIS orodij21 znaša 170,8 kWh/m2. Na terenu smo izmerili površino sončnih celic. Določili smo, da rob in prehod med sklopi sončnih celic predstavljata 5 % površine in to označili kot nefunkcionalno površino. V nadaljnji izračun je tako vključenih 95 % izmerjene površine. Komercialne verzije monokristalnih silicijevih celic imajo izkoristek 15–18 %, komercialne verzije polikristalnih silicijevih celic pa 13–15 % (Fotovoltaika …, 2012; Sončna energija …, 2012; Tehnološka platforma …, 2012; Kako delimo …, 2012). PP imajo večinoma monokristalne silicijeve sončne celice (Intervjuji, 2012). Z uporabo se izkoristek nadaljnje zmanjšuje. V izračunih smo poenostavljeno uporabili izkoristek enak 15 %. Preglednica 9: Izmerjene in določene lastnosti sončnih celic Zasavske koče na Prehodavcih. Površina (m2) 9,4

Funkcionalna površina 95 %

Izkoristek fotocelice Izgube v sistemu 15 % 10 %

Vir: Čeh, 2013

MSED = SE x S x FS x IF x IS MSED = mesečni sončni energijski doprinos planinski postojanki; SE = sončna energija; S = površina sončne celice (v m2); FS = funkcionalna površina; IF = izkoristek fotocelice; IS = izgube v sistemu MSED = 170,8 kWh/m2 x 9,4 m2 x 0,95 x 0,15 x 0,9 = 205,91 kWh Po metodologiji, ki temelji na površini in izkoristku sončnih celic, smo dobili rezultat 205,91 kWh, po metodologiji, ki temelji na vršni moči celic, pa 181,41 kWh. Odstopanje med različnima izračunoma v omenjenem primeru je okoli 12 %.

21

Potek izračuna je podrobno predstavljen v poglavju 2.2 Izračun sončnega obsevanja in trajanja sonca geografsko analiziranih planinskih postojankah Triglavskega narodnega parka.

22

2.4. VETRNI GENERATOR IN PROIZVODNJA ELEKTRIKE Štiri v letu 2012 geografsko analizirane PP so imele nameščen vetrni generator, ki je pomembno pripomogel k oskrbi z električno energijo iz OVE. Na podlagi meritev podjetja, ki zadnje desetletje (od leta 2002) skrbi za oskrbo Triglavskega doma na Kredarici, smo ugotovili, da veter v mesecu avgustu piha približno desetino časa (Čeh, 2013). Delež je bil posplošeno uporabljen tudi v izračunih za druge PP. MPVE = VG x % h x dan x mesec MPVE = Mesečna proizvodnja električne energije iz vetrne energije; VG = Moč vetrnega generatorja (v kW); % h = delež ure, ko piha veter; dan = pomnoženo s številom ur v dnevu (x 24); mesec = pomnoženo s številom dni v mesecu (v avgustu 31). Primer: KOČA NA DOLIČU (2151 m) MPVE = VG x % h x dan x mesec MPVE = 1,2 kW x 0,1 x 24h x 31 = 89,28 kWh Vetrnici ob Koči na Doliču v mesecu avgustu k električni oskrbi koče prispevata 89,28 kWh.

2.5. ENERGETSKA UČINKOVITOST ELEKTRIČNIH NAPRAV Vse geografsko analizirane PP so poleti 2012 uporabljale vsaj nekaj žarnic. Razvoj svetil gre naglo naprej v smeri energetske varčnosti – led svetila porabijo kar petkrat manj kot navadne, klasične žarnice (prikaz porabe posameznih tipov žarnic na sliki 9). V diplomskemu delu smo predvidevali, da so luči prižgane 6 ur dnevno, in sicer zjutraj med 6. in 8. uro in zvečer med 18. in 22. uro. Obenem smo v izračun vključili še predpostavko, da nikoli vse luči ne svetijo hkrati (in posledično polnih 6 ur), zato smo rezultat na koncu pomnožili s ¾. V diplomskem delu uporabljene poenostavljene porabe (v W) posameznih tipov žarnic in posledično razliko v dnevni porabi ob upoštevanju prej omenjenih predpostavk, so prikazane v preglednici 10. Večina geografsko analiziranih PP ima hladilnik in/ali zamrzovalnik na električno energijo. Običajno imajo napravi energijskega razreda A (Intervjuji, 2012). Podatki o porabi hladilnikov in zamrzovalnikov na vseh PP niso bili na voljo. Na podlagi podatkov o prostornini naprave in energijskem razredu (učinkovitost energetskih razredih je navedena v preglednici 9) smo določili porabo naprave. V precejšni meri smo se oprli na podatke projekta kampanje Uresničujmo, z energijo varčujemo! (Uresničujmo …, 2012). Pogosto so imele geografsko analizirane PP še nekaj drugih, energetsko manj potrošnih elektronskih naprav, kot so palični mešalniki, mešalniki, multipraktiki, blagajne, salamoreznice, 23

mikrovalovke, radii, telefoni, likalniki in druge. Ti manjši porabniki zaradi manjše vloge v skupni električni bilanci praviloma niso bili upoštevani. Največje geografsko analizirane PP pa so imele poleg že vseh omenjenih električnih naprav še nekaj večjih, energetsko bolj potrošnih, električnih naprav. Sem sodijo črpalke za vodo, čistilne naprave, električne peči za kruh in druge. Porabe električne energije teh naprav so bile obravnavane za vsak primer posamezno in konkretno dodane v izračun energetske učinkovitosti (električna energija) z zgolj uporabo obnovljivih virov energije, s poudarkom na obnovljivih virih energije (v nadaljevanju OVE).

Slika 9: Varčevanje energije proti porabi energije pri žarnicah.

1 = navadne žarnice 2 = izboljšane žarnice (energijski razred C, halogenska žarnica, polnjena s ksenonom) 3= izboljšane žarnice (energijski razred B, halogenska žarnica z infrardečim premazom) 4 = fluorescenčne sijalke z vznožkom (CFL) 5 = svetleče diode (LED)

Vir: Energijsko … 2012

24

Preglednica 10: Moč žarnic (v W) in primeri dnevne porabe 20 žarnic (v kW) glede na različne moči žarnic ob definiranih predpostavkah diplomskega dela. Navadna žarnica Varčna žarnica Led svetila

Moč žarnice (W) 60 11 5

Dnevna poraba (v kW) 5,4 0,99 0,45

Opomba 1: v diplomskem delu smo upoštevali navedene moči žarnic, razen če so nam bili na voljo bolj podrobni podatki. Opomba 2: dnevna poraba primera je bila izračunana za 20 žarnic, za katere velja: • svetijo 6 ur (predpostavka diplomskega dela je, da žarnice svetijo 6 ur dnevno); • upoštevano je, da vse žarnice ne svetijo ves čas – v zadnjem koraku izračuna smo tako vrednost pomnožili z 0,75 (predpostavka diplomskega dela je, da istočasno sveti ¾ žarnic – v našem primeru tako sveti 15 žarnic polnih 6 ur namesto 20.

Vir podatkov za moč žarnic: Elektro Maribor …, 2012; Led svetloba …, 2012; Numik LED …, 2012 Slika 10: Nova EU energijska nalepka za hladilnike (10 razredov).

Preglednica 11: Energetska energetskih učinkovitost razredov za hladilnike. Razred energetske učinkovitosti A+++ A++ A+ A B C D

Indeks energetske učinkovitosti (IEU) IEU < 22 22 ≤ IEU > 33 33 ≤ IEU > 44 44 ≤ IEU > 55 55 ≤ IEU > 75 75 ≤ IEU > 95 96 ≤ IEU > 110

Opomba: indeks energetske učinkovitosti upošteva poraba energije, prostornino in najnižjo temperaturo v posameznih predelih naprave.

Vir: Nova EU …, 2012.

Vir: Nova EU …, 2012

25

2.6. PRIMER IZRAČUNA UČINKOVITOSTI ELEKTRIČNE OSKRBE PLANINSKE POSTOJANKE ZGOLJ Z RABO OBNOVLJIVIH VIROV ENERGIJE Poglavje prikazuje enostaven primer izračuna, ali se je PP sposobna oskrbet z električno energijo zgolj s pretvorbo sončne energije. V primeru, da bi imela v primeru navedena PP tudi vetrnico oz. vetrnice, bi to upoštevali v izračunu. Slika 11: Zasavska koča na Prehodavcih. ZASAVSKA KOČA NA PREHODAVCIH (1835 m)

Planinsko društvo Podbrdo Koča I. kategorije

Avtor: Urban Jensterle, 2012 Izračun velja za mesec avgust. PP ima sončne celice, nima pa vetrnega generatorja. • PORABA ELEKTRIČNI NAPRAV: Preglednica 12: Dnevna poraba električnih naprav Zasavske koče na Prehodavcih. NAPRAVA Kombinirani hladilnik Žarnice

/ (naprava na plin!) 20 x (varčne žarnice (11 W) x 6 ur x 0,75 (vse ne svetijo ves čas) dnevna poraba el. E:

kWh/dan / 0,99 0,99

*Predpostavka diplomskega dela je, da žarnice svetijo 6 ur dnevno, a ne vse ves čas – naenkrat jih sveti tri četrtine.

Vir podatkov za žarnice: Brečko, 2012 Mesečna poraba: dnevna poraba (0,99 kWh) x število dni (31) = 30,69 kWh

26

• SONČNA ENERGIJA Mesečna proizvodnja električne energije s sončnimi celicami (1420 Wp) znaša 181,41 kWh22. • RAZLIKA MED MESEČNO PROIZVEDENO ELEKTRIČNO ENERGIJO IN ELEKTRIČNO PORABO 181,41 kWh – 30,69 kWh = 150,72 kWh Poraba električnih naprav Zasavske koče na Prehodavcih je bila v mesecu avgustu leta 2012 znatno manjša, kot znaša proizvodnja električne energije iz sončne energije. Predlog prenove oskrbe z električno energijo tako ni potreben.

22

Natančen izračun z razlago dotičnega primera je opisan v poglavju 2.3.1. Vršna moč sončnih celic.

27

3. SMERNICE ZA VEČJO ENERGETSKO UČINKOVITOST PLANINSKIH POSTOJANK Naziv planinska koča posameznim kočam kandidatkam v slovenskem prostoru dodeljuje oz. odvzema PZS. Namen Pravilnika o upravljanju in poslovanju planinskih koč je zagotoviti vsaj približno enak standard uslug v PK, osnovne higienske pogoje, minimalne naravovarstvene ukrepe ter investicijsko disciplino pri novogradnjah in večjih adaptacijah zaradi varnosti in ekonomičnosti vlaganja skromnih sredstev, razpoložljivih v ta namen (PZS. Kaj je …, 2012). Za lažje doseganje zastavljenih ciljev je PZS leta 2011 z dovoljenjem Planinske zveze Nemčije in Planinske zveze Avstrije izdala knjigo z naslovom Smernice za okolju primerno tehniko na planinskih kočah: Načrtovanje, izgradnja, obratovanje, vzdrževanje (Hubert in sod., 2011) Vsebine omenjene publikacije se dotikajo tudi oskrbe z energijo. Pri načrtovanju energetskih sistemov mora biti cilj opremiti kočo z napravami, ki bodo sprejemljive za okolje, gospodarne, zadostne in zanesljive. Za vsako kočo posebej je glede na njene specifične pogoje potrebno izbrati individualni energetski koncept (Hubert in sod., 2011). Slika 12: Kompleksen sistem pridobivanja električne in toplotne energije neke koče v Alpah.

Vir: Hubert in sod., 2011, str. 35

28

Poglavje nam predstavi dejstva o proizvodnji in skladiščenju električne in toplotne energije na PP, v posebnem poglavju pa še bolj podrobno o sistemih za oskrbo z električno energijo. Ravno tako je navedenih nekaj ključnih priporočil za optimiranje energetske preskrbe naprav. Sledijo praktični primeri energetske oskrbe PP iz tujine, v večini primerov iz Avstrije in Nemčije. V zaključku pa je od leta 2012 aktualen projekt PZS Okolju prijazna koča, ki ravno tako posredno teži k rabi OVE.

3.1. PROIZVODNJA ELEKTRIČNE IN TOPLOTNE ENERGIJE Električno energijo se na PP, ki so brez priklopa na javno omrežje, običajno proizvede s pomočjo fotonapetostnega sistema (fotovoltaika), vetrne energije, malih hidroelektrarn (v nadaljevanju mHE) ter naprav za sočasno pridobivanje toplotne in električne energije (v nadaljevanju PET). Visok izkoristek PET je posledica uporabe odpadne toplote, ki nastaja pri pridobivanju električne energije, neposredno na mestu nastanka. Izkoristek pri pridobivanju električne energije je 25‒35 % (odvisno od velikosti naprave), če pa se izkoristi še odpadno toploto, naraste na 85‒92 %. Motor in generator sta opremljena s posodo za zbiranje olja in nameščena v zvočno izoliranem ohišju (namestitev blizu porabnikov ni problematična z vidika hrupa) (Hubert in sod., 2011, str. 35‒37). MHE in PET se v slovenskem visokogorskem prostoru za energetsko oskrbo ne uporabljata, medtem ko sta v avstrijskem in nemškem prostoru uveljavljena načina energetske oskrbe23. Proizvodnja toplote se večino izvaja v solarnih sistemih (prenosni medij voda ali zrak) ter z izkoriščanjem odpadne toplote. Cilj je zmanjšanje porabe toplotne energije, npr. za sušilnico, pri čemer sveži zrak v izmenjevalcu toplote ogrejemo s toploto odpadnega zraka in ga tako predgretega vpihavamo v prostor (Hubert in sod., 2011, str. 37‒38).

3.2. SKLADIŠČENJE ELEKTRIČNE IN TOPLOTNE ENERGIJE Na PP se za skladiščenje električne energije uporabljajo svinčeve baterije s tekočim elektrolitom ali elektrolitom v obliki gela (prednosti in slabosti omenjenih tipov baterij so prikazane v preglednici 13). Svinčeve baterije s kopreno za uporabo na PP niso primerne, medtem ko druge tehnologije, kot npr. litij ionske baterije, še niso gospodarna alternativa svinčevim baterijam (Hubert in sod., 2011, str. 38). Paziti je potrebno, da temperatura v prostoru, kjer so baterije, pozimi ne pade znatno pod 0 °C. Če tega ne moremo zagotoviti, moramo baterije neprekinjeno polniti tudi pozimi, saj prazna baterija zmrzne že malo pod 0 °C, medtem kot polna šele pri ‒35 °C (Hubert in sod., 2011, str. 38). Gospodar PD Radeče je za zimsko polnjenje baterij poskrbel tako, da sta dve zaporedno vezani celici (vsaka z močjo

23

Več o uporabi PET v tujini v poglavju 3.5 Vzori iz tujine.

29

50Wp) preko regulatorja polnjenja neprestano povezani na baterije, medtem ko preostale celice24 delujejo samo takrat, ko je koča odprta (Kampuš, 2013). Preglednica 13: Primerjava svinčevih baterij z gelom in s tekočim elektrolitom. Prednosti

Svinčeva gel baterija

Svinčeva baterija s tekočim elektrolitom

Slabosti

Življenjska doba

Stroški

- Ni razslojevanja; - brez vzdrževanja; - neobčutljiva na globoko praznjenje; - enostavna namestitev in transport.

- Občutljiva na previsoko napetost polnjenja.

- Do 10 let; - do 850 polnih ciklov.

200–250 €/kWh.

- Standardna baterija na planinskih kočah; - možnost prozornega ohišja.

- Občutljiva na globoko praznjenje; - razslojevanje elektrolita; - kislin lahko izteče.

- Okoli 8 let; - do 850 polnih ciklov.

180–250 €/kWh vključno z rekombinatorji.

Vir podatkov: Hubert in sod., 2011, str. 37 Za skladiščenje toplote na PP uporabljajo skoraj izključno hranilniki, polnjeni s tekočino. Glede na namen rabe ločimo (Hubert in sod., 2011, str. 38): • bivalentne hranilnike – izključno za pripravo tople vode; • kombinirane hranilnike z notranjo in zunanjo postajo sveže vode – za pripravo tople vode in ogrevanje prostorov; • puferske hranilnike – izključno za ogrevanje prostorov. Hranilniki so polnjeni s pitno vodo (za neposredno uporabo), z ogrevalno vodo (za transport toplote do ogrevalnih teles) ali z okoli 40% propilenglikolom25. Tekočina za hranjenje in prenos toplote se lahko ogreva v SSE, PET, s pomočjo oljnih ali plinskih gorilnikov ali v kurišču na drva (Hubert in sod., 2011, str. 38).

24 25

Vršna moč preostalih sončnih celic na Zasavski koči na Prehodavcih je 1,32 Wp (Kampuš, 2013). Propilenglikol je proti zmrzovanju odporen medij za prenos toplote, npr. iz SSE (Hubert in sod, 2011, str. 38)

30

3.3. SISTEMI ZA OSKRBO Z ELEKTRIČNO ENERGIJO Poznamo dva sistema oskrbe z električno energijo, in sicer monovalentnega in hibridnega. Monovalentni sistem pokriva celotno potrebo po električni energiji z enim prenosnikom energije. Ločimo naprave z ali brez hranilnika energije in med AC-vezavo (izmenični tok) in DC-vezavo (istosmerni tok). Slika 13: Direktna AC-vezava proizvajalca električnega toka s porabniki v monovalentnem sistemu z izmeničnim tokom (levo) in DC-vezava fotovoltaične naprave za oskrbo porabnikov istosmernega toka v monovalentnem sistemu z istosmernim tokom (desno).

Vir obeh slik: Hubert in sod., 2011, str. 39 V hibridnih sistemih sodelujejo različni proizvajalci električne energije. Sistem je dopolnjen s hranilnikom energije (baterijami), ki pri presežku ponudbe shrani energijo in jo oddaja, ko je poraba večja od proizvodnje. V hibridnem sistemu s prevlado istosmernega toka polni FV naprava baterije preko regulatorja. Če dodatno proizvaja energijo še agregat, PET ali mHE, je ta preko kombiniranega usmernika kot izmenični tok na voljo uporabnikom. Največje slabosti sistema so velike sistemske izgube (20‒40 %), omejena možnost širjenja sistema ter zapleten in obsežen sistem vodnikov (prikazano na zgornji shemi slike 14). Pri novejših sistemih z ACvezavo pa so vsi proizvajalci in porabniki na isti strani sistema (prikazano na spodnji shemi slike 14). Načrtovanje takih sistemov je enostavno, možno je širjenje sistema z dodatnimi komponentami in s tem pokrivanje morebitnih naraščajočih potreb po električni energiji. Srce sistema AC-vezave je dvosmerni izmenični usmernik, ki skrbi za konstantno napetost in krmili delovanje celotne naprave ter regulira baterije. V primerjavi z DC-vezavo so izgube sistema nižje (15‒25 %) (Hubert in sod., 2011, str. 40).

31

Slika 14: DC-vezava fotovoltaične naprave s kombiniranim usmernikom – razsmernikom v hibridnem sistemu – s prevlado istosmernega toka (zgoraj) in hibridni sistem s prevlado izmeničnega toka z AC-vezavo vseh komponent (spodaj).

Vir obeh slik: Hubert in sod., 2011, str. 39 in 40

3.4. KLJUČNA PRIPOROČILA ZA OPTIMIRANJE NAPRAV ZA OSKRBO Z ENERGIJO Poglavje vključuje nekaj predlogov za uspešno varčevanje z energijo in praktične napotke o tem, kaj moramo zavestno razmisliti pri zasnovi naprav in izbiri energetskega sistema. Podpoglavje Smernice za fotovoltaiko in baterije nam razloži, na podlagi česa se lažje odločimo o velikosti PV sistema in zakaj so svinčene gel baterije za potrebe PP primernejše od svinčenih baterij s tekočim elektrolitom. Navedeni so tudi ukrepi glede tega, kako razpoložljivo toploto lahko praktično izkoristimo.

32

3.4.1. VARČEVANJE Z ENERGIJO Pred načrtovanjem energetske oskrbe koče je najprej vedno potrebno narediti temeljito analizo in predvideti ukrepe za varčevanje z energijo oz. povečanje njene učinkovitosti. Možnost za varčevanje z energijo je uporaba energetsko učinkovitih aparatov. V kočah, ki so odprte tudi v hladnem delu leta in je tako potreba po toploti velika, je smiselno uvesti ukrepe za toplotno sanacijo. Enostavni, a učinkoviti ukrepi za varčevanje z energijo v PP so (Hubert in sod., 2011, str. 41): • naprave povsem izklopimo (izogibamo se stanju pripravljenosti, t. i. standby); • izolacija vseh cevi s toplo vodo; • odpadno toploto, npr. od hladilnika mrzlih pijač, usmerimo v gostinsko sobo, kjer prispeva svoj delež k ogrevanju.

3.4.2. ZASNOVA NAPRAV Da lahko določimo optimalno usklajenost vseh sistemov PK, je potrebno izdelati celoten energetski koncept. Koncept mora ustrezati naslednjim kriterijem: gospodarnosti, ekologiji, zanesljivosti, kakovosti omrežja in enostavnem upravljanju. Ključne smernice glede zasnove naprav so (Hubert in sod., 2011, str. 42): • sistem oskrbe z energijo mora zadostovati za vse porabnike koče; • naprava mora biti zasnovana tako, da bo čim več energije dobila iz OVE; • čim več proizvedene energije naj se neposredno porabi, saj se s tem zmanjšajo tako stroški shranjevanja kot tudi same izgube energije v sistemu; • uvedba krmiljenja za uspešno optimiranje celotnega sistema; • nadzor in monitoring za hitrejšo in učinkovitejšo sanacijo sistemov; • predvidimo ukrepe za olajšanje dela pri morebitnih bodočih adaptacijah.

3.4.3. IZBIRA SISTEMA V analizi variant proučimo, ali je priključek PK na javno električno omrežje gospodarna alternativa. Smiselnost napeljave je odvisna predvsem od lokalnih razmer in s tem povezanimi stroški za napeljavo do koče. Posplošeno velja, da je investicija smiselna nekje do dolžine 2,5 km. V območju zmogljivosti od 2 kW pa do več 10 kW je najbolj priporočljiv sistem modularni hibridni sistem z AC-vezavo in dvosmernim izmeničnim usmernikom. Hibridni sistem z DCvezavo fotovoltaične naprave pri zmogljivosti usmernika do 2 kW pa je cenejša opcija od sistema z AC-vezavo vseh komponent (Hubert in sod., 2011, str. 42 in 43).

33

3.4.4. SMERNICE ZA FOTOVOLTAIKO IN BATERIJE Velike FV naprave so priporočene za koče z velikim dnevnim obiskom. Največja proizvodnja električne energije sovpade z največjo porabo energije v koči – največ obiskovalcev je opoldne v sončnih dneh. FV naprava mora biti najmanj tako velika, da lahko pokrije konice potreb po električni energiji v sončnih dneh opoldne, ki nastanejo zaradi povečanega obratovanja kuhinje. Pri nameščanju FV naprave je ravno tako potrebno upoštevati posebne obremenitve FV celic, ki se pojavljajo v gorah, in poskrbeti za najmanjše možno zasenčenje modulov (Hubert in sod., 2011, str. 43) Svinčeve gel baterije imajo v primerjavi s svinčevimi baterijami s tekočim elektrolitom pomembne prednosti, zato naj bi se uporaba teh povečala. Prve so neobčutljive na globoko praznjenje, transport je enostaven, namestitev v specialnih sobah z lovilno posodo za kislino ni potrebna (ker baterije ne vsebujejo tekočine). Za dolgo življenjsko dobo baterij jih moramo redno in zadostno polniti ter preprečevati premočno in predolgo praznjenje. Baterije morajo biti nameščene v hladnem prostoru, saj že porast temperature iz 20 °C na 30 °C skrajša življenjsko dobo za polovico (Hubert in sod., 2011, str. 45‒46).

3.4.5. IZKORIŠČANJE RAZPOLOŽLJIVE TOPLOTE Vgradnja SSE sonce-zrak je priporočena za koče, ki jih je potrebno stalno ogrevati (težave z vlago izven sezone). Presežno toploto, npr. iz štedilnika na trdo gorivo v kuhinji, je potrebno preko izmenjevalca toplote uporabiti kot dodaten vir toplote za ogrevanje hranilnika tople vode. Za sušenje obutve naj bi namestili sušilnike obutve (čevlji so obešeni na držala, v njih pa se vpihuje topel zrak) in ne ogrevali celotnega prostora. Za ogrevanje gostinske sobe bi bilo smiselno peč na drva obdržati – sevalna toplota peči daje občutek toplote.

34

3.5. VZORI IZ TUJINE Slika 15: Monte Rosa. Okolju prijazne energetske tehnike se v zadnjih desetletjih, predvsem pa zadnjih letih, vse intenzivneje razvijajo in uporabljajo. Kot doslej najbolj dovršen koncept gorske koče velja leta 2009 zgrajena švicarska koča Monte Rosa na 2883 m. Koča se omenja kot gradbeni projekt z odlično arhitekturo in kot vzornica med drugim tudi na področju energije. Visoko v Alpah je sposobna zagotoviti 90 % potrebne energije – zgolj 10 % celotne energije pripeljejo s helikopterjem (pretežno plin za kuho). Električno energijo dobijo s fotovoltaičnimi celicami, vgrajenimi v stene koče (Monte Rosa …, 2013; Neue Monte …, 2013). Koča v večini ozirov z našimi ni primerljiva. Vir: Monte Rosa …, 2013 Našim PP so primerljive predvsem koče v Avstriji in Nemčiji. Nekaj vzorno oblikovanih PP iz omenjenega prostora je opisanih v delu Smernice za okolju primerno tehniko na planinskih kočah z originalnim naslovom Umwelttechnik für alpine Berg- und Schutzhütten (Menz, 2008). Število ležišč in obiskovalcev nekaterih avstrijskih in nemških PP, navedenih v preglednici 14, je primerljivo z našimi. Vse imajo FV, z izjemo Weidener Hütte, ki ima mHE. Za razliko od naših PP še nekaj drugih koč izrablja vodno energijo – naravne razmere naših geografsko analiziranih PP TNP tega ne omogočajo. Proučujemo sredogorske in visokogorske PP, ob katerih zaradi prepustnih kamnin (gorski kras) ni površinskih vodnih tokov. V avstrijskem in nemškem prostoru se na večini koč pojavlja naprava za sočasno pridobivanje toplote in električne energije (PET). V našem visokogorju se kot ekvivalentni vir, pomožni vir ali pa rezerva uporabljajo električne generatorje (v nadaljevanju EG). Ti iz pogonskih goriv (npr. nafte, tekočega plina) proizvajajo elektriko, pri tem proizvedene toplote pa običajno ne izkoriščajo koristno.

35

Preglednica 14: Primeri ureditve energetske oskrbe planinskih postojank iz Avstrije in Nemčije. Sk.š.lež. *

Št. N; št. DG**

FV (v kW)

PET (v kW)

Friesenberghaus (2498 m)

32

3000 N; 2700 DG

4,4

Wimbachgrieshütte (1326 m)

78

4000 N; 18000 DG

3,84 8 (na plin)

Lenggrieser Hüte (1338 m)

57

2500 N; 10000 DG

Ingolstädter Haus (2119 m)

155

6000 N; 3000 DG

Rüsselsheimer Hütte (2323 m)

50

1000 N; 2000 DG

2,5

Straubinger Haus (1551 m)

91

1400 N; 8000 DG

6

Weidener Hütte (1801 m)

61

2600 N; 2800 DG

EG (v kW)

mHE Opombe ‒ (v kW) elektrika: 0,9

presežek E mHE plinski grelec; prostore grejeta peči - ena v za grelnik vode kuhinji, ena v skupni sobi splošno ogrevanje na drva; vodo in prostore s PET; dopolnilno gretje vode s plinom; kuhanje na plin

12 kWel + 45 40 kW 3,32 kWterm (na (dizelski; tekoči plin) za rezervo) 28 kWel + 48 1,98 kWterm (na oljno repico)

po potrebi plin za ogrevanje vode; po potrebi ogrevanje prostorov s štedilnikom za toplo vodo in ogrevanje več kot 2000 l zalogovnik 0,5

8 kWel + 18 kWterm (na oljno repico) 68

Neue Traunsteiner Hütte (1560 m)

140

2400 N; 5250 DG

4,4

Otto-Mayr-Hütte (1528 m)

80

3400 N; 3000 DG

4,3

Opombe ‒ toplota:

presežek el. E za grelnik vode

nadaljnje ogrevanje vode s kombiniranim štedilnikom 2x 1000 L zalogovnik; 300 hranilnik tople vode; v mrzlih dneh ogrevanje na lesne brikete; kuhanje s tekočim plinom dodatno ogrevanje na lesne brikete 29 m2 SSE - 2x 1000 l zalogovnik; ogrevanje prostorov s SSE (prenosna snov zrak) 2x 10 m2; dodatno ogrevanje vode s pečmi na drva; dodatno ogrevanje prostorov za goste s štedilniki

15 kWel (zamenjava za 2x dizelski agregat) 17 kWel + 35 kWterm (na tekoči plin)

10 m2 SSE - 2000 l zalogovnik;

36

Sk.š.lež. *

Št. N; št. DG**

FV (v kW)

Hochjochhospiz (2413 m)

102

4000 N; 2000 DG

3

Kärlinger Haus (1631 m)

233

10000 N; 2000 DG

4,4

165

8700 N; 19400 DG

Göppinger Hütte (2245 m)

73

2000 N; 3000 DG

8,5

Brunnenkopfhäuser (1602 m)

36

1400 N; 8600 DG

2,5

Watzmannhaus (1930 m)

190

6000 N; 12000 DG

4,98

Niedersachsenhaus (2471 m)

80

800 N; 2000 DG

0,55

Oberzalimhütte (1889 m)

43

1000N; 1500 DG

0,22

Mindelheimer Hütte (2013 m)

6

PET (v kW) 17 kWel + 18,5 kWterm (na oljno repico) 14 kWhel (na oljno repico)

EG (v kW)

mHE Opombe ‒ (v kW) elektrika:

16 m2 SSE ‒ 2x 1000 l zalogovnik; peč v skupni sobi za goste

6,5

28 kWel + 52 kWterm (na oljno repico) 25 kW (dizelski; za rezervo) 10 kWel (na oljno repico) 35 kWhel + 56 kWterm (na oljno repico) 22 kWel +34 kWterm (na oljno repico) 14 kWhel +27 kWterm (na rastlinsko olje)

Opombe ‒ toplota:

presežek el. E za ogrevanje kopalnic

10,5 m2 vakumskih SSE; ogrevanje skupne sobe za goste na peč 16 m2 SSE za toplo vodo in ogrevanje; PET ogreva 750 l zalogovnik; ogrevanje skupne sobe za goste na peč; zimsko sobo s štedilnikom na drva topla voda s plinskim grelnikom; ogrevanje skupne sobe za goste s kaminom; ogrevanje učilnice in prostorov osebja s štedilnikom na les ogrevanje na peč; za toplo vodo plinski grelec ogrevanje s PET in štedilnikom na les ‒ 1700 l zalogovnik; ogrevanje skupnega prostora za goste na kamin za ogrevanje in toplo vodo imajo 3x 800 l zalogovnike; sončni kolektorji; ogrevanje skupnih prostorov za goste na kamin

FV = fotovoltaika; PET = naprava za sočasno pridobivanje toplotne in električne energije; EG = električni generator; mHE = mala hidroelektrarna. *Sk.š.lež. = skupno število ležišč. **Št. N.; št. DG = skupno število nočitev; skupno število dnevnih gostov (oboje velja za obdobje ene sezone).

Vir: Menz, 2008

37

3.6. OKOLJU PRIJAZNA KOČA Gospodarska komisija PZS je v letu 2012 začela s projektom Okolju prijazna koča. Oznaka je bila/bo podeljena PP, ki s svojim celostnim delovanjem čim manj vplivajo na okolje (Mihelič, 2012). PZS apelira na PD, da pohodniki cenijo neokrnjenost gorskega okolja in da znak »Okolju prijazna koča« privablja obiskovalce. Znak, obešen na vidnem mestu v koči, je/bo jasno sporočilo obiskovalcem, da si PD posredno preko oskrbnika oz. upravljavca v največji možni meri in nenehno trudi, da bi bili vplivi PP na okolico čim manjši. Ključna dejavnika za dosega cilja sta opremljenost koče ter usposobljenost in motiviranost osebja. Priznanje je že pred nekaj leti vpeljala Nemška planinska zveza, v letu 2010 pa sta k akciji pristopili tudi Avstrijska planinska zveza in Planinska zveze Južne Tirolske. Osnovni kriteriji so isti kot v avstrijskem in nemškem okolju, nekateri pa so bili modificirani zaradi specifičnosti PP našega visokogorja (Dretnik, 2012, str. 1‒3) V nadaljevanju se dotikamo samo kriterijev iz področja Energije in zaščite okolja. PP mora nekaterim tem kriterijem ustrezati, za druge pa je priporočljivo. Kriteriji, ki jim PP za pridobitev naziva »okolju prijazna koča« mora ustrezati, so (Dretnik, 2012, str. 4): 1. Pridobivanje toplote: uporaba fosilnih goriv v znatni meri obremenjuje okolje. Zaradi tega mora koča uporabljati izključno regenerativne nosilce energije. Za kuhinjske potrebe je dovoljena uporaba plina in/ali drv. Za zaščito pred zmrzovanjem pozimi je dovoljena uporaba plina, olja ali električnih radiatorjev. 2. Električni tok iz obnovljivih virov energije: • najmanj 50 % električne energije mora izvirati iz obnovljivih virov energije (veter, sonce, zemeljska toplota, vodna energija, biomasa in bioplin) ali • če se koča oskrbuje izključno z električno energijo iz javnega omrežja26, mora kupovati »modro energijo«. Električna energija iz javnega omrežja se ne sme uporabljati za gretje. 3. Premog, težka olja, briketi premoga in direktno ogrevanje z elektriko se ne smejo uporabljati kot energenti. Neposredno ogrevanje z elektriko je dovoljeno le v primeru, da izvira el. tok iz lastne vodne ali vetrne elektrarne. 4. Osvetlitev, ki varčuje z energijo: v koči se mora za potrebe osvetlitve uporabljati pretežno oprema, ki varčuje z energijo, npr.: • varčne žarnice ali LED svetila; • senzorji gibanja in časovne stikalne ure. 5. Toplotna izolacija kotla za ogrevanje, akumulacijske posode, cevi za pitno in toplo vodo. 6. Skladiščenje tekočih goriv: če skladiščimo tekoča goriva, morajo biti nameščene lovilne posode, ki v slučaju iztoka goriva iz skladiščnih posod preprečijo onesnaženje tal. 26

V diplomskem delu nismo analizirali PP, ki so priključene na javno električno omrežje.

38

7. Vzdrževanje tehničnih naprav: enkrat letno se mora preveriti, če je učinkovitost naprav v skladu z navodili proizvajalcev in če emisije ne prekoračijo dovoljenih. Če se ugotovi odstopanje od zgoraj navedenega, je potrebno takoj izvesti sanacijske ukrepe. 8. Klimatske naprave: klimatske naprave (za polno ali delno klimatizacijo) v koči ne smejo biti nameščene. 9. Grelniki za zunanjost koč: grelniki, ki bi ogrevali področja izven koče, ne smejo biti nameščeni. Kriteriji, ki naj bi jim koča za pridobitev naziva »Okolju prijazna koča« ustrezala, so (Dretnik, 2012): 1. Proizvajanje električne energije iz obnovljivih virov energije: koča naj bi razpolagala s sistemom za proizvodnjo ali omrežjem električne energije, pridobljene iz sonca, vetra, vode, zemeljske toplote, biomase ali geotermične energije, ki pokriva ali bo pokrivala 100 % skupnih letnih potreb po električni energiji. 2. Energija iz obnovljivih virov energije: energija za ogrevanje prostorov in pripravo sanitarne vode naj bi se 100 % pokrivala iz obnovljivih virov energije. 3. Svetila: • najmanj 80 % svetil mora ustrezati energijski učinkovitosti energijskega razreda A. To ne velja za žarnico z žarilno nitko, ki jih zaradi njihovih lastnosti ne moremo zamenjati z varčnimi svetilkami; • svetila, ki so v uporabi več kot 5 ur dnevno, morajo ustrezati energijski učinkovitosti energijskega razreda A. To ne velja za žarnice z žarilno nitko, ki jih zaradi njihovih lastnosti ne moremo zamenjati z varčnimi svetilkami. 4. Aparati, ki varčujejo z energijo: • pisarniški aparati: najmanj 80 % mora ustrezati kriterijem za podelitev energijske zvezde (Energy Star); • hladilne naprave: vse hladilne naprave naj ustrezajo razredu A+ ali A++; • pralni stroj: vsi pralni in pomivalni stroji naj ustrezajo najmanj energijskemu razredu A. 5. Energijsko varčni kuhinjski aparati: ponudba jedi na koči mora taka, da ni treba uporabljati energetsko potratnih aparatov (npr. mikrovalovne pečice, friteze, naprave za ohranjanje toplote živil): • kuhalne naprave: najmanj 50 % kuhalnih naprav naj bodo plinski štedilniki, indukcijski grelniki ali pečice, ki zaznajo lonec; • hlajenje pijač: za hlajenje pijač ne smejo biti nameščene električne hladilne naprave. Hlajenje se lahko vrši le z vodo ali skladiščenjem v kleti. 6. Znižanje temperatur ogrevanja: ogrevanje je potrebno ponoči, po etažah ali pa v nezasedenih prostorih in spalnicah za goste znižati. 7. Sončni kolektorji na zrak: za zračenje in ogrevanje koče je nameščen sistem SSE na zrak. 39

4. ENERGETSKA ANALIZA PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA V LUČI GEOGRAFIJE Prvi del poglavja sestavlja geografska analiza desetih energetskih značilnosti analiziranih PP, razvrščenih v tri sklope. V prvem sklopu so zajete značilnosti, ki nakazujejo na potrebe po energiji, v drugem sklopu je geografsko analizirana oskrba PP z električno, v tretjem pa s toplotno energijo. V četrtem podpoglavju je na podlagi energetskih značilnosti izdelana tipologija. Osebne vire27, ki skrbijo za geografsko analizirane PP, smo združili v Intervjuji, 2012. Omenjeni združeni vir vključuje: • Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti: Matjaž Trojar (Trojar, 2013) in Tomaž Štenkler (Štenkler, 2012); • Vodnikov dom na Velem polju: Franc Erlah (Erlah, 2012); • Dom Valentina Staniča: Tilka Arh (Arh, 2012) in Zvone Tavčar (Tavčar, 2012); • Triglavski dom na Kredarici: Dušan Vidmar (Vidmar, 2012), Aleš Jenko (Jenko, 2013) in Janez Čeh (Čeh, 2013); • Dom Planika pod Triglavom: Irena Klinar (Klinar, 2012) in Manca Okrslar (2012); • Koča na Planini pri Jezeru: Ivo Voler (Voler, 2012) in Radislav Balažic (Balažic, 2013); • Koča na Doliču: Milena Potočnik (Potočnik, 2012) in Manca Okrslar (Okrslar, 2012); • Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik: Gabrijel Jelovšek (Jelovšek, 2012); • Pogačnikov dom na Kriških podih: Jerca Debeljak (Debeljak, 2012); • Zasavska koča na Prehodavcih: Jure Brečko (Brečko, 2012) in Beno Kampuš (Kampuš, 2013); • Koča pri Triglavskih jezerih: Herman Uranič (Uranič, 2012), Aleš Jenko (Jenko, 2013) in Janez Čeh (Čeh, 2013); • Zavetišče pod Špičkom: Marija Meglič (Meglič, 2012) in Breda Iskra (Iskra, 2013); • Gomiščkovo zavetišče na Krnu: Janez Pogačar (Pogačar, 2012) in Tina Vodopivec (Vodopivec, 2012); • Blejska koča na Lipanci: Jože Tomc (Tomc, 2012); • Kosijev dom na Vogarju: Srečko Elmazović (Elmazović, 2012); • Koča na planini Razor: Slavica Boljat (2012) in Jože Mežnar (Mežnar, 2013); • Koča v Krnici: Nac Zupan (Zupan, 2013); • Koča na Mangartskem sedlu: Erik Cunder (Cunder, 2013).

27

Osebne vire o energetskih značilnosti PP praviloma predstavljajo oskrbniki PP, gospodarji PD ali predstavniki PD.

40

4.1. POTREBE PO ENERGIJI NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA Poglavje obravnava tri kazalce potreb po energiji na PP. Kazalca odprtost PP in število ležišč PP posredno nakazujeta, kakšne so potrebe po energiji na PP. Medtem iz kazalca električne naprave lahko bolj konkretno razberemo, kakšne so dejanske porabe električne porabe posamezne PP. Odprtost PP v večji meri vpliva na ukrepe glede toplotne in manj glede električne oskrbe. Število ležišč posredno nakazuje na potrebne električne naprav za nemoteno obratovanje. Tretji del (električne naprave) informativno prikazuje zgolj nekaj električnih naprav, ki PP imajo – natančnejši podatki so vključeni v izračune porabe električne energije posamezne PP.

4.1.1. ODPRTOST GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA

PLANINSKIH

Pri načrtovanju energetskega koncepta koče ima dejavnik odprtost pomembno vlogo, predvsem za toplotno oskrbo. Električna oskrba mora zagotavljati nemoteno delovanje v času največjih potreb po elektriki, tj. opoldne v sončnih dneh. Takrat je zaradi povečanega obiska pohodnikov potreba po elektriki zaradi povečanega obratovanja kuhinje največja (Huber in sod., 2011, str. 43). Ali je PP odprta v poletni sezoni ali tekom celega leta, tako nima bistvene vloge – sistem mora biti prilagojen na viške potreb. Pri tem pa se je potrebno zavedati, da je proizvodnja električne energije v poletnih mesecih zaradi večje moči sonca večja, trajanje sonca pa daljše in obratno. Pri toplotni oskrbi pa je situacija drugačna – če je koča odprta zgolj nekaj poletnih mesecev, imata ogrevanje in izolacija precej manjšo vlogo v oskrbi, kot če je ta odprta tekom celega leta. V drugem primeru je potrebno poskrbeti za učinkovito izolacijo in za zadostne količine energentov za ogrevanje. Vse geografsko analizirane PP so odprte v juliju in avgustu, ravno tako pa vsaj občasno tudi v juniju in septembru (grafičen prikaz odprtosti analiziranih PP je v preglednici 15). Kosijev dom na Vogarju je občasno odprt tudi preostanek leta, medtem ko Koča na planini Razor začne z obratovanjem že maja in zaključi šele v oktobru, če vremenske razmere to omogočajo. Takrat je odprta za vikende in praznike. Triglavski dom na Kredarici, Blejska koča na Lipanci in Koča v Krnici so za obiskovalce odprte celo leto (Intervjuji, 2012). Odprtost PP v splošnem sovpada z obiskom gora planincev. Praktično so vse geografsko analizirane PP vsaj občasno odprte v poletnih mesecih, ko je pohodniški turizem na višku. Pohodnike prepriča jasno in sončno vreme (število odprtih geografsko analiziranih PP po posameznih mesecih prikazuje slika 16). Ravno takrat pa je tudi globalno sevanje sonca največje. Tako se v električno energijo preko FV ali v toploto preko SSE pretvori znatno več energije kot v mesecih, ko je sonce nižje na nebu. V hladnejših, predvsem zimskih mesecih je zaradi manjšega obiska in težje oskrbe z energijo (izvorno iz sončne energije) odprtih zgolj 41

nekaj PP. PP, ki so odprte večino ali celo leto, imajo med seboj določeno prostorsko vrzel, kar dokazuje slika 17. Preglednica 15: Triglavski narodni park – odprtost geografsko analiziranih planinskih postojank po mesecih (2012).

Vir podatkov: Intervjuji, 2012; PZS. Planinske koče …, 2012

Slika 16: Triglavski narodni park – število odprtih geografsko analiziranih planinskih postojank po posameznih mesecih (2012).

Opomba: stalna odprtost PP ima vrednost 1 PP, občasna pa 0,5 PP.

Vir podatkov: Intervjuji, 2012

42

Slika 17: Triglavski narodni park – odprtost geografsko analiziranih planinskih postojank (2012).

4.1.2. ŠTEVILO LEŽIŠČ V GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINISKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA Skupno število ležišč posamezne geografsko analizirane PP posredno prikazuje, koliko električnih naprav koča potrebuje. Praviloma veliko število ležišč zahteva tudi večje število električnih naprav, predvsem energijsko bolj potrošnih. Velja pa tudi obratno, koče z večjim številom naprav imajo večje število ležišč. Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik si s skupno zgolj 12 ležišči lahko privošči delovanje brez hladilnika, zamrzovalnika ter zgolj osmimi žarnicami, česar si na drugi strani Triglavski dom na Kredarici s skupno 380 ležišči ne more (Intervjuji, 2012). Kazalec je dodan tudi za lažjo primerjavo geografsko analiziranih PP z vzori iz tujine28.

28

Energetska oskrba PP iz tujine je opisana v poglavju 6.5 Vzori iz tujine.

43

Slika 18: Triglavski narodni park (2012).

število ležišč v analiziranih planinskih postojankah

Vir podatkov: Intervjuji, 2012 Slika 19: Triglavski narodni park – geografsko analizirane planinske postojanke po velikostnih razredih glede na skupno število ležišč (2012).

Vir podatkov: Intervjuji, 2012 Skupno število ležišč je sestavljeno iz števila skupnih ležišč, števila ležišč po sobah in ležišč v zimski sobi. V kolikor v bližini (najmanj 2 uri hoje) PP I. in II. kategorije ni nobene možnosti prenočevanja in koča posluje sezonsko, mora biti na voljo zavetišče, t. i. zimska soba (PZS – Kaj je …, 2012). Zimska soba je izven sezone na voljo v polovici geografsko analiziranih planinskih postojank (Intervjuji, 2012). V katerih je moč razbrati iz slike 18. Razporeditev geografsko analiziranih PP po posameznih velikostnih razredov glede na skupno število ležišč je prikazano na sliki 19, prostorska porazdelitev posameznih velikostnih razredov pa je jasno razvidna iz slike 20. 44

Število ležišč je praviloma odraz lokacije – lega ob priljubljenih pohodniških poteh poveča povpraševanje po nastanitvenih zmogljivostih in gostinski ponudbi. Kar tri od štirih PP iz kategorije več kot 100 ležišč ležijo v neposredni bližini pohodnikom ljubega vrha, Triglava. Pohod po Dolini Triglavskih jezer velja za nezahtevnega in doživljajsko pestrega. Četrta PP iz kategorije več kot 100 ležišč je torej Koča pri Triglavskih jezerih. Koče srednje kategorije, od 50 do 100 ležišč, so večinoma prisotne kot obroč okoli osrednje soseščine Triglava in Doline Triglavskih jezer. Vse bolj je koča locirana na obrobju TNP, manjši je obisk in posledično manjše namestitvene zmogljivosti. Slika 20: Triglavski narodni park kategoriziran prikaz skupnega števila ležišč po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012).

4.1.3. ELEKTRIČNE NAPRAVE GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA Vse geografsko analizirane PP imajo električne naprave. Najmanjše (večinoma zavetišča) med porabnike električne energije štejejo vsaj razsvetljavo. Večje PP imajo za potrebe gostinske ponudbe tudi hladilne naprave. Največje koče imajo še nekaj večjih in bolj energetsko potrošnih električnih naprav. Preglednica 16 prikazuje število žarnic (delež varčnih) ter število hladilnikov in zamrzovalnikov na posamezni geografsko analizirani PP (z barvo tudi ali so naprave A ali višjega energijskega razreda). 45

Preglednica 16: Triglavski narodni park – hladilniki, zamrzovalniki in žarnice na geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). PLANINSKA POSTOJANKA Hladilniki Zamrzovalniki Žarnice Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti Vodnikov dom na Velem polju Dom Valentina Staniča Triglavski dom na Kredarici Dom Planika pod Triglavom Koča na Doliču Koča na Planini pri Jezeru Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik Pogačnikov dom na Kriških podih Zasavska koča na Prehodavcih Koča pri Triglavskih jezerih Zavetišče pod Špičkom Gomiščkovo zavetišče na Krnu Blejska koča na Lipanci Kosijev dom na Vogarju Koča na planini Razor Koča v Krnici Koča na Mangartskem sedlu A razred/varčne žarnice

1X* 1X 1X 2X 1X 1X 3X

1X 3X 1X

2x 1X 1X

1X* 1X 2X 3X 1X 3X 1X 1X 1X 1X

2x 1X 1X

20 24 30 300 39 35 40 8 24 20 70 8 14 18 50 50 18 15

Deloma A razred/varčne žarnice

* Hladilnik in zamrzovalna omara sta združena – poganja ju en kompresor (Trojar, 2013).

Vir podatkov: Intervjuji, 2012 Večina geografsko analiziranih PP ima tako hladilnik kot zamrzovalnik. Nekatere imajo celo več hladilnikov, npr. Koča pri Triglavskih jezerih in Koča na Planini pri Jezeru imata tri, ali več zamrzovalnikov, npr. Triglavski dom na Kredarici ima tri. Praviloma ima PP obe napravi, z izjemo Pogačnikovega doma na Kriških podih, ki ima zgolj zamrzovalnik. Štiri PP nimajo niti hladilnika niti zamrzovalnika. To so Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik, Gomiščkovo zavetišče na Krnu, Blejska koča na Lipanci in Koča na Mangartskem sedlu. Število žarnic po kočah variira, praviloma pa se kaže povezava med številom žarnic in številom ležišč. Absolutno najmanj jih ima Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik, in sicer 8 ob skupno 12 ležišč, absolutno največ pa jih ima Triglavski dom na Kredarici, in sicer 300 ob skupno 380 ležiščih (Intervjuji, 2012). Bolj podrobni podatki o električnih napravah so uporabljeni v izračunih o učinkovitosti oskrbe z električno energijo zgolj z rabo OVE.29

29

Primeri izračuna za posamezne razrede tipologije PP na podlagi več energetskih značilnosti so navedeni v poglavju 5 Geografska ocena samozadostnosti planinskih postojank Triglavskega narodnega parka z električno energijo zgolj z rabo obnovljivih virov energije.

46

4.2. ELEKTRIČNA OSKRBA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA Primerjava energetske oskrbe (električne energije) izbranih PP TNP leta 1992, 1999 in 2012 potrjuje vse pomembnejšo vlogo OVE. Spremembe med leti so vidne iz preglednice 17, grafično pa iz slike 21. Preglednica 17: Triglavski narodni park – energetska oskrba (električna energija) geografsko analiziranih planinskih postojank v letih 1992, 1999 in 2012. PLANINSKA POSTOJANKA Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti Vodnikov dom na Velem polju Dom Valentina Staniča Triglavski dom na Kredarici Dom Planika pod Triglavom Koča na Doliču Koča pri Planini pri Jezeru Bregarjevo zavetišče na pl. Viševnik Pogačnikov dom na Kriških podih Zasavska koča na Prehodavcih Koča pri Triglavskih jezerih Zavetišče pod Špičkom Gomiščkovo zavetišče na Krnu Blejska koča na Lipanci Kosijev dom na Vogarju Koča na planini Razor Koča v Krnici Koča na Mangartskem sedlu

FV X X X X

X

X X

Leto 1992 Leto 1999 Leto 2012 VG EG PL FV VG EG PL FV VG EG PL X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

X X X X X X X X X X

X X X X X X X X X

X X X X X

X X

X X X X X

X

X

X X X X X X X X X X

X X X X X X X X X X

FV = fotovoltaika, VG = vetrni generator, EG = električni generator, PL = plin

Vir podatkov za leti 1992 in 1999: Poje, 2000; vir podatkov za leto 2012: Intervjuji, 2012. Fotovoltaične celice so bile leta 1992 nameščene na manj kot polovici geografsko analiziranih PP, zgolj na sedmih. V letu 1999 so bile že skoraj na vseh, v poletju 2012 pa praktično na vseh 18. Prvi vetrni generator je bil postavljen na Kredarici leta 1993, drugi 1995. Poleti 2012 so imeli vetrne generatorje še pri Domu Valentina Staniča, Koči na Doliču ter Koči na Mangartskem sedlu. V vseh preučevanih letih so na kočah imeli bodisi kot ekvivalentni vir, pomožni vir ali rezervo tudi električne generatorje. Te so imeli v poletju 2012 na vseh geografsko analiziranih PP z izjemo Koče na Mangartskem sedlu, kamor ga pripeljejo iz doline v primeru večjih gradbenih del (Cunder, 2013). Leta 1992 in 1999 so na

47

nekaj PP kot enega izmed energentov uporabljali tudi plin. V poletju 2012 se ta ni uporabljal na nobeni (Intervjuji, 2012). Za leto 2012 z vidika energetske oskrbe (električna energija) geografsko analiziranih PP velja sledeče (Intervjuji, 2012): • vse PP proizvajajo električno energijo iz sončne energije (fotovoltaika); • na štirih PP (Triglavskem domu na Kredarici, Domu Valentina Staniča, Koči na Doliču in Koči na Mangartskem sedlu) imajo dodatno tudi vetrne generatorje; • na vseh PP, z izjemno Koče na Mangartskem sedlu, imajo tudi EG, ki služi kot ekvivalentni vir, pomožni vir ali rezerva; • plin se kot energetsko sredstvo za pridobivanje električne energije ne uporablja več. Slika 21: Triglavski narodni park – viri energije za proizvodnjo električne energije na geografsko analiziranih planinskih postojankah Triglavskega narodnega parka v letih 1992, 1999 in 2012.

48

4.2.1. FOTOVOLTAIKA NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA Sončne celice, na katerih se vrši pretvorba iz sončne v električno energijo, so nameščene na vseh geografsko analiziranih PP. Sončna energija kot OVE tako nosi v energetski oskrbi PP pomembno vlogo. Poleti 2012 so imeli praviloma nameščene monokristalne silicijeve sončne celice (Intervjuji, 2012). Kakšna je bila skupna vršna moč (v kWp) in površina sončnih celic posameznih PP prikazuje preglednica 18. Slika 22: Sončne celice z namenom maksimalnega sončnega izkoristka, nameščene pod kotom na Pogačnikovemu domu na Kriških podih (2012).

Slika 23: Sončne celice pokrivajo večinski delež strehe z naklonom 44°, obrnjene proti jugu (azimut 180°); nameščene so na objektu ob Koči na Planini pri Jezeru (2012).

Avtor: Urban Jensterle, 2012

Avtor: Urban Jensterle, 2012

PP imajo sončne celice postavljene tako, da je izkoristek sončne energije maksimalen, tj. proti najbolj ugodni smeri neba in pod najbolj optimalnim naklonskim kotom. Večina v diplomskem delu analiziranih PP je odprtih zgolj v poletni sezoni in ima zato lego sončnih celic prilagojeno poletnim sončnim razmeram. Kot celic je nižji, saj je prilagojen hodu sonca, ki je poleti višje na nebu. Fotonapetostne module morajo biti ob upoštevanju krajevnih stavbarskih značilnosti umeščene v ravnino strešin (Zakotnik, 2012b). Preglednica 19 prikazuje, da ima prav vse panele ima v ravnini strehe sedem PP in deloma, kolikor je to mogoče, tri PP. Skoraj polovica (osem) PP nima sončnih celic v ravninah streh, ampak ima te s pomočjo nastavkov umeščene tako, da je izkoristek sončne energije maksimalen (Intervjuji, 2012). Zakotnik (2012b) omenja tudi, da prostostoječe sončne celice v TNP niso sprejemljive. Sledeče navodilo upoštevajo vse geografsko analizirane PP z izjemo Koče na Mangartskem sedlu. Dve sončni celici sta nameščeni na drog vetrnega generatorja ob koči30. Opazno je neupoštevanje priporočil v obrobnem območju TNP ter še na nekaterih PP v notranjosti parka (razvidno iz slike 24) . Ocenjujemo, da je samozadostnost z vidika električne 30

Nameščenost sončnih celic na drog vetrnice ob Koči na Mangartskem sedlu je vidna na sliki 33.

49

energije pomembnejša od umestitve sončnih celic v ravnino streh zaradi stavbarskih značilnosti, saj bi bil pri slednjem izkoristek sončnih celic manjši. Posledično bi bila poraba fosilnih goriv za pokritje primanjkljaja večja, kar bi negativno vplivalo na okolje.

Preglednica 18: Triglavski narodni park – vršna moč in skupna površina sončnih celic po posameznih geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). PLANINSKA POSTOJANKA Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti Vodnikov dom na Velem polju Dom Valentina Staniča Triglavski dom na Kredarici Dom Planika pod Triglavom Koča na Doliču Koča pri Planini pri Jezeru Bregarjevo zavetišče na pl. Viševnik Pogačnikov dom na Kriških podih Zasavska koča na Prehodavcih Koča pri Triglavskih jezerih Zavetišče pod Špičkom Gomiščkovo zavetišče na Krnu Blejska koča na Lipanci Kosijev dom na Vogarju Koča na planini Razor Koča v Krnici Koča na Mangartskem sedlu

Vršna moč PV (v kWp) 0,44 1,62 1,148 5 2,62 3,16 p.n. 0,2 p. n. 1,42 3 0,2 0,39 p. n. p. n. 1,56 0,19 0,2

Površina sončnih celic (v m2) 4,8 10,1 6 32 12,7 14,9 23,8 1 8,6 9,4 11,2 1,7 2,2 5,8 4,3 10,1 0,7 0,9

p. n. = podatek neznan (podatka oskrbnik in/ali gospodar PD ne vesta)

Vir podatkov: Intervjuji, 2012

50

Preglednica 19: Triglavski narodni park – lega sončnih celic v ravnini streh geografsko analiziranih planinskih postojank (2012). PLANINSKA POSTOJANKA PV v ravnini strehe? Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti Vodnikov dom na Velem polju Dom Valentina Staniča Triglavski dom na Kredarici Dom Planika pod Triglavom Koča na Doliču Koča pri Planini pri Jezeru Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik Pogačnikov dom na Kriških podih Zasavska koča na Prehodavcih Koča pri Triglavskih jezerih Zavetišče pod Špičkom Gomiščkovo zavetišče na Krnu Blejska koča na Lipanci Kosijev dom na Vogarju Koča na planini Razor Koča v Krnici Koča na Mangartskem sedlu

ne deloma ne deloma da da da da deloma ne da ne* ne ne ne* da da ne**

* Sončne celice na Zavetišču pod Špičkom in na Kosijevem domu na Vogarju imajo isti naklon kot streha, vendar so dvignjene nad ravnino strehe. ** Sončne celice Koče na Mangartskem sedlu so v navzkrižju s priporočili PZS nameščene na drog vetrnega generatorja.

Slika 24: Prilagojen kot sončnih panelov za maksimalen izkoristek na južni strešini Triglavskega doma na Kredarici (2012).

Slika 25: Sončne celice, obrnjene v različne smeri, pretvarjajo sončno energijo v različnih delih dneva; Dom Valentina Staniča (2012).

Avtor: Urban Jensterle, 2012

Avtor: Urban Jensterle, 2012 51

Slika 26: Triglavski narodni park – umestitev sončnih celic v ravnine streh po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012).

Presežek proizvedene energije na PP se skladišči v baterijah, tako da se lahko uporablja zjutraj ali zvečer (preden sonce pridobi na moči ali potem, ko je že zašlo) ter v dnevih brez sončevega obsevanja. Kot primer, za potrebe Zasavske koče na Prehodavcih so imeli poleti 2012 nameščenih 12 svinčenih baterij s tekočim elektrolitom s skupno zmogljivostjo 18 000 Ah, kar naj bi glede na povprečno porabo električne energije zadoščalo za teden oblačnega vremena (Brečko, 2012). Kljub priporočilu PZS o uporabi svinčenih gel baterij, ki so manj občutljive na globoko praznjenje in okolju prijaznejše, je imela večina PP še vedno svinčene baterije s tekočim elektrolitom. Svinčene gel baterije so imeli po pričanju oskrbnikov PP v Koči na Mangartskem sedlu, Koči v Krnici, Bregarjevem zavetišču na planini Viševnik ter deloma Domu Zorka Jelinčiča na Črni prsti (Intervjuji, 2012). Analizirane PP imajo zelo različne kapacitete baterij (vrednosti so prikazane v sliki 27). Pričakovano ima največje Triglavski dom na Kredarici, ki ima kar 68 akumulatorjev po 1.500 Ah, kar skupno znese 102.000 Ah. Zmogljivost več kot 15.000 Ah imajo še Koča pri Triglavskih jezerih (36.000 Ah), Koča na planini Razor (24.000 Ah) in Zasavska koča na Prehodavcih (18.000 Ah). Na drugi strani imamo pet PP, ki imajo kapacitete manjše od 1.000 Ah. To so Zavetišče pod Špičkom (920 Ah), Koča na Mangartskem sedlu (400 Ah), Gomiščkovo zavetišče na Krnu (300 Ah), Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik (230 Ah), in Koča v Krnici (220 Ah). Največje kapacitete baterij so imele PP okoli Triglava in po Dolini Triglavskih jezer, z izjemo velikih kapacitet Koče na planini Razor. Srednja kategorija je bila 52

prisotna kot obroč okoli triglavske skupine, PP z najmanjšimi kapacitetami baterij pa so izven prvega varstvenega režima, bolj na obrobju narodnega parka (prostorska razporeditev prikazuje slika 29. Slika 27: Triglavski narodni park – maksimalne kapacitete skladiščenja električne energije (v Ah) v baterijah po posameznih geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012).

Vir podatkov: Intervjuji, 2012 Slika 28: Povezane baterije na Domu Valentina Staniča (2012).

Avtor: Urban Jensterle, 2012

53

Slika 29: Triglavski narodni park kategorizirane kapacitete baterij (v Ah) po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012).

4.2.2. VETRNICE NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA Vetrne elektrarne izkoriščajo za proizvodnjo električne energije kinetično energijo gibajočih se zračnih mas. Vetrnice vetru odvzamejo energijo in jo na gredi rotorja spremenijo v mehansko energijo, priključen generator pa proizvaja električno energijo (Hubert in sod., 2011). Poleti 2012 so bile vetrnice nameščene na štirih geografsko analiziranih PP TNP (Intervjuji, 2012). Preglednica 20: Triglavski narodni park vsaj en vetrnico (2012). PLANINSKA POSTOJANKA Dom Valentina Staniča Triglavski dom na Kredarici Koča na Doliču Koča na Mangartskem sedlu

planinske postojanke, ki imajo nameščeno

Skupna moč

Leto izgradnje

Leto zadnje posodobitve

0,6 kW 13 kW 1,2 kW 0,3 kW

2002 1993 2007 2004

2003 2008

Vir podatkov: Intervjuji, 2012

54

Prva vetrnica za energetsko oskrbo (z električno energijo) PP v TNP je bila nameščena leta 1993 ob Triglavskem domu na Kredarici, druga pa leta 1995, in sicer poleg prve. Prvo so namestili z novo in zmogljivejšo leta 2001, drugo leta 2003. Trenutno imata skupaj maksimalno moč 6,5 kW pri 80 km/h konstantnega vetra (Vidmar, 2012; Čeh, 2013). Ostale PP imajo vetrnice manjših moči. Zadnji sta bili vgrajeni v energetski koncept Koče na Doliču v letih 2007 in 2008. Planinsko društvo Gorje kot razlog namestitve slednjih navaja pomanjkanje sončne energije zaradi zaprtosti terena na jugu (Okrslar, 2012). V raziskavi leta 1999 so imeli vetrnico nameščeno tudi za potrebe Gomiščkovega zavetišča na Krnu (Poje, 2000). Po navedbah PD Nova Gorica se je manjša vetrnica zaradi močnega vetra tekom let uničila. Namestitev nove bi bila potrebna na bolj zavetrni legi precej stran od zavetišča, kar pa bi povečalo stroške inštalacije. Namesto vetrnice so se odločili za nove sončne celice (Vodopivec, 2012). Tri PP, ki imajo vetrni generator, locirane v triglavski skupini. Četrta PP pa je na samem robu TNP, ob Koči na Mangartskem sedlu (prostorsko razporeditev prikazuje slika 31). Tudi danes ne več obstoječa vetrnica ob Gomiščkovem zavetišču na Krnu bi v primeru, da jo ne bi dotrajale vremenske razmere, bila locirana na robu našega edinega narodnega parka. Slika 30: Triglavski narodni park uporaba vetrnice v energetski oskrbi (z električno energijo) geografsko analiziranih planinskih postojank (2012).

55

Slika 31: Vetrnici ob Triglavskem domu na Kredarici (2012).

Slika 32: Vetrni generator in sončne celice ob Koči na Mangartskem sedlu (2012).

Avtor: Urban Jensterle, 2012

Avtor: Urban Jensterle, 2012

4.2.3. ELEKTRIČNI GENERATORJI NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA Električni generatorji so v poletju 2012 bili z izjemo Koče na Mangartskem sedlu prisotni na vseh geografsko analiziranih PP. Zaradi energetskih potreb Triglavskega doma na Kredarici so imeli tam na voljo dva (Intervjuji, 2012). EG je bil kot ekvivalentni vir naveden na štirih geografsko analiziranih PP, kjer je dajal k energetski (električni) oskrbi večurni dnevni doprinos. Na Vodnikovem domu na Velem polju so ga uporabljali 6 ur dnevno, in sicer 3 ure zjutraj oz. zgodaj dopoldne (predvidoma med 7. in 10. uro) in 3 ure zvečer (predvidoma med 19. in 22. uro) (Erlah, 2012). Na Koči pri Planini pri Jezeru so ga uporabljali približno 3 ure dnevno. Največji delež je odpadel na jutranje in večerno črpanje vode iz jezera Jezero ter za pogon čistilne naprave (Balažic, 2012). Več kot 1000 l nafte so v letu 2012 porabili še za potrebe Kosijevega doma na Vogarju. Razlog je bil v delni odprtosti preko celega leta (Elmazović, 2012). Absolutno največ goriva se je porabilo v Triglavskem domu na Kredarici, kjer so leta 2012 za potrebe planinstva porabili približno 3000 l, dodatnih 3000 l pa so porabili meteorologi – skupno se je na PP torej porabilo kar 6000 l nafte letno (Jenko, 2013). Na nekaterih PP so EG označili kot pomožni vir. Na Koči pri Triglavskih jezerih so ga v avgustu 2012 uporabljali uro do dve dnevno, in sicer za pogon pralnega stroja (A razred) in čistilne naprave. Do vključno sezone 2012 so kot pogonsko gorivo uporabljali dizelsko gorivo, s sezono 2013 pa prehajajo na zemeljski plin (Jenko, 2012; Uranič, 2012). Za potrebe Doma Zorka Jelinčiča na Črni prsti se je EG uporabljal 1‒2 uri 56

dnevno, v primeru nejasnega vremena pa več (Štenkler, 2012). Na več kot polovici PP pa so EG obravnavali kot rezervo v primeru dolgotrajnejšega oblačnega vremena v času sezone ali v primeru večjih gradbenih del. Na večini PP je bil ta stalno skladiščen v posebnem prostoru, v Kočo na Mangartskem sedlu pa so ga zaradi dobre cestne dostopnosti v primeru prej navedenih razlogov pripeljeli iz doline (Intervjuji, 2012). Preglednica 21: Uporaba električnih generatorjev na geografsko analiziranih planinskih postojankah Triglavskega narodnega parka. PLANINSKA POSTOJANKA Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti Vodnikov dom na Velem polju Dom Valentina Staniča Triglavski dom na Kredarici Dom Planika pod Triglavom Koča na Doliču Koča pri Planini pri Jezeru Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik Pogačnikov dom na Kriških podih Zasavska koča na Prehodavcih Koča pri Triglavskih jezerih Zavetišče pod Špičkom Gomiščkovo zavetišče na Krnu Blejska koča na Lipanci Kosijev dom na Vogarju Koča na planini Razor Koča v Krnici Koča na Mangartskem sedlu

EG da/ne

Način uporabe

Ur/dan

Litrov goriva/leto

Zvočna izolacija

Posoda za zbiranje olja

da

pomožni vir

1‒2

150

da

ne

da

ekvivalentni

6

600

da

da

da

rezerva

0

min

da

da

da (2)

pomožni vir

4

1500

da

da

da

rezerva

0

min

da

da

da

rezerva

0

20–25

da

da

da

ekvivalentni

3

300

da

da

da

rezerva

0

min

ne

ne

da

rezerva

0

20

da

ne

da

rezerva

0

min

da

da

da

pomožni vir

1

1000

da

da

da

rezerva

0

min

ne

ne

da

rezerva

0

40

da

da

da da da da ne

pomožni vir 0 500 ne ne ekvivalentni 2 do 3 1100 da da rezerva 0 min da da rezerva 0 150 da da Po potrebi ga pripeljejo iz doline ‒ minimalno, zgolj ob večjih gradbenih delih.

EG = električni generator min = uporaba največ nekajkrat na sezono ali pa sploh ne

Vir podatkov: Intervjuji, 2012 Na večini geografsko analiziranih PP je bil EG zvočno izoliran (praviloma postavljen v ločenem prostoru), izvedeni so tudi različni ukrepi, ki onemogočajo iztekanje olja v okolje (npr. tla v prostoru, v katerem imajo nameščen EG na Vodnikovem domu na Velem polju, so dodatno premazana proti prepuščanju) (Intervjuji, 2012). Iz slike 33 je razvidno, da večina PP EG ni uporabljala na dnevni ravni, ampak so ga imeli zgolj za rezervo ali kot pomožni vir v 57

času večjih gradbenih del. Več kot 4 ure dnevno je obratoval le na dveh PP, in sicer za potrebe Triglavskega doma na Kredarici in Vodnikovega doma na Velem polju. V kategorijo 1–3 ure dnevno so bile uvrščene Koča pri Triglavskih jezerih, Koča na Planini pri Jezeru, Kosijev dom na Vogarju in Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti (Intervjuji, 2012). Slika 33: Triglavski narodni park – dnevna uporaba električnih generatorjev (v urah) po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012).

4.3. TOPLOTNA OSKRBA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA Planinske postojanke potrebujejo energijo tako za pogon električnih naprav kot tudi za ogrevanje vode in prostorov. Ogrevanje (vode in prostorov) z elektriko zaradi omejenih količin elektrike ni mogoče, poleg tega pa je nesprejemljivo tudi za pridobitev naziva Okolju prijazna koča31 (Dretnik, 2012). Posledično imajo v toplotni oskrbi PP pomembno vlogo energenti, kot so drva, plin, deloma kurilno olje in nekdaj premog. Zadnji za zgoraj omenjeni naziv ni več sprejemljiv (Dretnik, 2012).

31

Za naziv Okolju prijazna koča je ogrevanje na elektriko dovoljeno zgolj, če električni tok izvira iz lastne vodne ali vetrne elektrarne. Več o pogojih za pridobitev naziva v poglavju 3.6 Okolju prijazna koča.

58

Preglednica 22: Triglavski narodni park planinskih postojank (2012).

toplotna oskrba geografsko analiziranih Ogrevanje

PLANINSKA POSTOJANKA Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti Vodnikov dom na Velem polju Dom Valentina Staniča Triglavski dom na Kredarici Dom Planika pod Triglavom Koča na Doliču Koča na Planini pri Jezeru Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik Pogačnikov dom na Kriških podih Zasavska koča na Prehodavcih Koča pri Triglavskih jezerih

Kuhinja

Topla voda

drva

plin

drva

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Plin

s. kol

Način ogrevanja c. ogr

peč

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Koča na planini Razor

X

X

X

X

Koča v Krnici

X

X

X

Op*

s. kol *

X X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X X

X

k. olje

X

X

X

X

plin

X

X

Gomiščkovo zavetišče na Krnu Blejska koča na Lipanci Kosijev dom na Vogarju

šted. drva

X

X

Zavetišče pod Špičkom

Energent ogrevanja

X

X

X

X X

**

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

*** ****

X

Koča na Mangartskem X X X X X X X sedlu Opomba: s.kol = sončni kolektorji; c.ogr = centralno ogrevanje; šted. = štedilnik; k.olje = kurilno olje. * štedilnik na drva, zvezan v centralno ogrevanje ** peč na drva, zvezana v centralno *** nafta za dogrevanje **** štedilnik na drva zvezan v centralno ogrevanje

Vir podatkov: Intervjuji, 2012 Za kuhanje se je v vseh geografsko analiziranih PP uporabljalo plin in drva, z izjemo Zasavske koče na Prehodavcih, kjer se je uporabljal zgolj plin. 59

Toplo vodo se je v večini primerov priskrbelo s pomočjo drv in v polovici primerov dodatno s plinom. Drv nista uporabljali zgolj Zasavska koča na Prehodavcih in Koča pri Triglavskih jezerih. SSE za oskrbo s toplo vodo so imeli nameščene zgolj na sedmih PP, in sicer za potrebe Doma Valentina Staniča, Triglavskega doma na Kredarici, Doma Planika pod Triglavom, Koče na Doliču, Koče pri Triglavskih jezerih, Blejske koče na Lipanci in Kosijevega doma na Vogarju. Ogrevana voda je večinoma služila za potrebe osebje. Za ogrevanje geografsko analiziranih PP je bilo poskrbljeno različno. Na več kot polovici je k ogrevanju pripomogel štedilnik. Topel zrak so bodisi puhali v skupen prostor ali pa je bil štedilnik zvezan v centralno ogrevanje. Slednji sistem si imeli na primer v Domu Zorka Jelinčiča na Črni prsti in v Koči na planini Razor. V več kot polovici PP so imeli za ogrevanje skupnega prostora nameščeno peč. V osmih primerih so imeli centralno ogrevanje. Omenjenemu sistemu je toploto lahko dovajala napeljava iz štedilnikov in/ali peči. V tem primeru sta bila energenta večinoma les in plin. V poletju 2012 se je kurilno olje uporabljalo na treh PP, in sicer v Koči na Doliču, Kosijevem domu na Vogarju in v Blejski koči na Lipanci. SSE za dogrevanje se je uporabljalo na petih PP, in sicer na Domu Planika pod Triglavom, v Koči na Doliču, Koči pri Triglavskih jezerih, Blejski koči na Lipanci in na Kosijevemu domu na Vogarju (Intervjuji, 2012). Preglednica 23: Triglavski narodni park poraba drv (v prm), plina (v kg) in kurilnega olja (v l) na geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012). Drva Plin Kurilno PLANINSKA POSTOJANKA (v prm) (v kg) olje (v l) Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti Vodnikov dom na Velem polju Dom Valentina Staniča Triglavski dom na Kredarici Dom Planika pod Triglavom Koča na Doliču Koča na Planini pri Jezeru Bregarjevo zavetišče na pl. Viševnik Pogačnikov dom na Kriških podih Zasavska koča na Prehodavcih Koča pri Triglavskih jezerih Zavetišče pod Špičkom Gomiščkovo zavetišče na Krnu Blejska koča na Lipanci Kosijev dom na Vogarju Koča na planini Razor Koča v Krnici Koča na Mangartskem sedlu

15 12 6 4 5 * 15 1 7 3 4 9 15 10 10 20 8

60 90 140 3000 270 210 140 40 120 250 1000 50 90 350 200 210 40 100

150

2000 1400

Opomba: prm = prostorninski meter. * PP zadnje 4 sezone za kurivo uporablja staro kočo, katero je pred leti podrl snežni plaz.

Vir podatkov: Intervjuji, 2012

60

Edina PP, kjer se v sezoni 2012 kot energent ni uporabljal les, je bila Zasavska koča na Prehodavcih. Na vseh kočah so vedeli, koliko drv se porabi v sezoni, z izjemo Koče na Doliču, kjer so v preteklih sezonah kurili staro kočo, ki jo je leta 2009 podrl snežni plaz. Dostava lesa v dotičnem primeru s helikopterjem tako ni bila potrebna. Sicer je poraba po PP nihala med 1 prm (Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik) – 20 prm (Koča v Krnici). Na vseh PP se je kot energent uporabljal plin – v nekaterih samo za kuhanje, v drugih tudi za dogrevanje. Poraba po kočah je zelo variirala. Zgolj 40 kg plina se je porabilo npr. v Koči v Krnici in Bregarjevem zavetišču na planini Viševnik, medtem ko Triglavski dom na Kredarici porabi vsako sezono (v štirih mesecih in pol) okoli 3600 kg plina. Največ kurilnega olja, okoli 2400 l, so v sezoni 2012 porabili na Kosijevem domu na Vogarju, nekoliko manj, okoli 2000, v Blejski koči na Lipanci, v Koči na Doliču pa ga sezonsko porabijo okoli 150 l (Intervjuji, 2012).

4.3.1. TRENDI PORABE LESA KOT ENERGENTA NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA Trendi porabe lesa na geografsko analiziranih PP so razvidni iz primerjave porab iz let 1999 in 2012 (oz. povprečja porab nekaj predhodnih sezon). Količina porabljenih drv se je v omenjenem obdobju na več kot polovici PP (10) zmanjšala, v dveh primerih (na Domu Planika pod Triglavom in v Koči v Krnici) je ostala nespremenjena, v štirih primerih (na Domu Zorka Jelinčiča na Črni prsti, v Zavetišču pod Špičkom, Blejski koči na Lipanci in Koči na Mangartskem sedlu) pa se je povečala. Za Kočo na Doliču je primerjava zaradi neznanega podatka za porabo v sezoni 2012 nemogoča, medtem ko Zasavska koča na Prehodavcih drv ni uporabljala niti leta 1999 niti 2012 (Intervjuji, 2012). Skupna poraba lesa (v prm) vseh geografsko analiziranih PP se je v obdobju 1999 – 2012 zmanjšala za slabo polovico. Iz slike 35 je jasno razvidno, da najbolj obiskane PP niso v kategoriji največje porabe. Toplotna oskrba z lesom kot energentom je imela večji pomen v obroču okoli PP v neposredni soseščini Triglava. Koče na obrobju so praviloma v srednji vrednostni kategoriji. Najmanjše porabe lesa so dosegale koče pod Triglavom, saj so imale poudarek na drugih energentih, in zavetišča, ki so imela absolutno manjšo porabo energentov.

61

Slika 34: Triglavski narodni park poraba drv (v prostorninskih metrih) na geografsko analiziranih planinskih postojankah v letih 1999 in 2012.

Opomba: prm = prostorninski meter.

Vir podatkov za leto 1999: Poje, 2000; vir podatkov za leto 2012: Intervjuji, 2012 Slika 35: Triglavski narodni park – sezonska poraba drv (v prostorninskih metrih) po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012).

62

4.3.2. TRENDI PORABE PLINA KOT ENERGENTA NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA Trendi porabe plina na geografsko analiziranih PP so razvidni iz primerjave porab iz let 1999 in 2012 (oz. povprečja porab nekaj predhodnih sezon). Količina sezonsko porabljenega plina se je v omenjenem obdobju v primeru 11 PP povečala, v primeru 6 pa zmanjšala, medtem ko je poraba Bregarjeva zavetišča na planini Viševnik ostala enaka (Intervjuji, 2012). Skupna poraba plina kot energenta (v kg) vseh geografsko analiziranih PP se je v obdobju 1999 – 2012 povečala za 2,5-krat. Plin se je v največji meri uporabljal v kuhinji, za potrebe gostinske ponudbe. Poraba je tako praviloma sovpadala s številom nočitev oz. dnevnim obiskom. Kategorija največje porabe plina je bila opazna v triglavski skupini in Dolini Triglavskih jezer (prostorska razporeditev porabe plina analiziranih PP razvidna je razvidna iz slike 37). Blejska koča je imela v primerjavi z drugimi PP večjo porabo plina, in sicer zaradi odprtosti tekom celega leta, ne zgolj v poletni sezoni. Nadpovprečno porabo je imela tudi Koča na planini Razor. Razlog je bil v nekoliko daljši sezoni. Najmanjšo porabo so praviloma imele najmanjše in bolj obrobne PP. Slika 36: Triglavski narodni park – poraba plina (v kg) na geografsko analiziranih planinskih postojankah v letih 1999 in 2012.

Opomba: podatki za Triglavski dom na Kredarici (4500 m3) in Kočo pri Triglavskih jezerih (3000 m3) so bili preračunani (tudi zaokroženi) na enotno mersko lestvico – v kilograme.

Vir podatkov za leto 1999: Poje, 2000; vir podatkov za leto 2012: Intervjuji, 2012

63

Slika 37: Triglavski narodni park sezonska poraba plina (v kilogramih) po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012).

4.3.3. TRENDI PORABE KURILNEGA OLJA KOT ENERGENTA NA GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA V letu 1999 se je na šestih geografsko analiziranih PP za ogrevanje uporabljajo kurilno olje, v sezoni 2012 se je ta uporabljal zgolj še na treh, in sicer v Koči na Doliču, Blejski koči na Lipanci in na Kosijevem domu na Vogarju (Poje, 2000; Intervjuji, 2012). Preglednica 24: Triglavski narodni park – poraba kurilnega olja (v l) na geografsko analiziranih planinskih postojankah v letih 1999 in 2012. PLANINSKA Kurilno olje (v l) ‒ 1999 Kurilno olje ( v l) ‒ 2012 POSTOJANKA Triglavski dom na Kredarici Dom Planika pod Triglavom Koča na Doliču Koča pri Triglavskih jezerih Blejska koča na Lipanci Kosijev dom na Vogarju

1000 300 500 1000 1500 800

X X 150 X 2000 1400

Vir podatkov za leto 1999: Poje, 2000; vir podatkov za leto 2012: Intervjuji, 2012 64

Kurilno olje se je v sezoni 2012 uporabljalo na dveh od treh PP, ki so vsaj občasno odprte tekom celega leta, in sicer na Kosijevem domu na Vogarju in v Blejski koči na Lipanci. Tretja PP, ki je tudi uporabljala kurilno olje, je bila Koča na Doliču (Intervjuji, 2012). Slika 38: Triglavski narodni park – uporaba kurilnega olja po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012).

4.3.4. NAMEŠČENOST IN NAMEMBNOSTI SPREJEMNIKOV SONČNE ENERGIJE ALI SONČNIH KOLEKTORJEV PO GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANKAH TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA Poznamo različne termosolarne sisteme. Najbolj znana sta (Termosolarni sistemi – Hidria, 2012; Solarni sistemi – Solarix, 2012): • solarni sistem za ogrevanje sanitarne vode; • kombiniran sistem, ki vključuje ogrevanje sanitarne vode in centralno dogrevanje. Zgolj 7 od 18 geografsko analiziranih PP je v energetski koncept v sezoni 2012 imelo vključene SSE. V vseh primerih je šlo za ploščate SSE (Intervjuji, 2012). Večina je od sonca ogreto vodo uporabljala tudi za ogrevanje prostorov, z izjemo Doma Valentina Staniča in

65

Triglavskega doma na Kredarici, ki sta jo uporabljala zgolj kot toplo vodo bodisi pri kuhi (varčevanje na energiji za ogrevanje vode) bodisi za potrebe kopalnice (predvsem za osebje). Hranilniki PP so imeli kapaciteto praviloma do 300 l (Intervjuji, 2012). Večina PP z nameščenimi SSE je bilo zgoščenih v okolici Triglava (prostorski prikaz je viden na sliki 41). Zaradi velikega števila pohodnikov je bila namestitev SSE v Dolini Triglavskih jezer kot pomoč pri dogrevanju in zagotavljanju tople vode smiselna tudi za potrebe Koče pri Triglavskih jezerih. Večje potrebe po energiji za ogrevanje sta imela tudi Kosijev dom na Vogarju in Blejska koča na Lipanci, saj je bil prvi preko celega leta odprt občasno, drugi pa stalno. Ostale PP se za tovrstno investicijo do sezone 2012 še niso odločile (Intervjuji, 2012). Preglednica 25: Triglavski narodni park – namembnost sprejemnikov sončne energije in velikost hranilnikov po geografsko analiziranih planinskih postojank (2012). PLANINSKA Hranilnik Topla voda Ogrevanje POSTOJANKA (v l) Dom Valentina Staniča Triglavski dom na Kredarici Dom Planika pod Triglavom Koča na Doliču Koča pri Triglavskih jezerih Blejska koča na Lipanci Kosijev dom na Vogarju

X X X X X X X

X X X X X

80 300 200 300 150 200 300

Vir podatkov: Intervjuji, 2012 Slika 39: Proti jugu obrnjeni sprejemniki sončne energije na Koči na Doliču (2012).

Slika 40: Proti jugu obrnjeni sončni kolektorji na Koči pri Triglavskih jezerih (2012).

Avtor: Urban Jensterle, 2012

Avtor: Urban Jensterle, 2012

66

Slika 41: Triglavski narodni park – nameščenost sprejemnikov sončne energije po geografsko analiziranih planinskih postojankah (2012).

4.4. GEOGRAFSKO ANALIZIRANE PLANINSKE POSTOJANKE TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA KOT MAJHNI, POVPREČNI, VELIKI ALI NAJVEČJI ENERGETSKI PORABNIK Na podlagi več energetskih lastnosti geografsko analiziranih PP smo te združili v štiri skupine. PP posamezne kategorije imajo podobne energetske potrebe in primerljivo energetsko proizvodnjo ter porabo. Tipizacija je bila narejena na podlagi devetih lastnosti. Vsaka ima enako težo, torej devetino skupne teže. Vrednost vsake lastnosti za posamezno PP je med 0 in 1. Kategorizirane vrednosti posameznih lastnosti so bile določene na podlagi podatkov iz terenskega popisa v poletju 2012 – kako so bile vrednosti določene, nam temeljito pojasnijo opombe preglednice 26. Seštevek vseh devetih vrednosti za vsako PP lahko razberemo iz polja Skupno iste preglednice. Te smo v zadnjem koraku razdelili v štiri skupine – kategorizacijo prikazuje preglednica 27. Med majhne energetske porabnike spada Koča Zorka Jelinčiča na Črni prsti in vsa tri analizirana zavetišča, in sicer Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik, Gomiščkovo zavetišče na Krnu in Zavetišče pod Špičkom. Slaba polovica (osem) geografsko analiziranih 67

PP spada v kategorijo povprečnih energetskih porabnikov. Veliki energetski porabniki so štirje – Dom Valentina Staniča, Koča na Doliču in Dom pri Triglavskih jezerih imajo večjo porabo energije zaradi velikega dnevnega obiska in nočitev, kar je posledica lege v neposredni soseščini Triglava in v Dolini triglavskih jezer, torej ob najbolj priljubljenih pohodniških poteh. Kosijev dom na Vogarju pa med večje energetske porabnike spada zaradi večje in bolj raznolike porabe energentov, saj je občasno odprt tekom celega leta. V kategorijo največjih energijskih porabnikov spadata množično obiskan Triglavski dom na Kredarici in celo leto odprta Blejska koča na Lipanci. Preglednica 26: Triglavski narodni park – tipizacija planinskih postojank na podlagi energetskih značilnosti (2012).

Odprtost: 0 = manj kot 6 mesecev; 1 = 6 mesecev ali več Število ležišč: 0,33 = manj kot 50 ležišč; 0,66 = 50 do vključno 100 ležišč; 1 = več kot 100 ležišč Foto celice (površina v m2): 0,33 = manj kot 5; 0,66 = 5 do vključno 10; 1 = več kot 10 Akumulatorji (v Ah): 0,33 = manj kot 5000; 0,66 = 5000 do vključno 15000; 1 = več kot 15000 VG = vetrni generator: 0 = PP nima VG; 1 = PP ima VG Drva =poraba drv/sezono (v prm): 0 = podatek ni znan/PP ne uporablja lesa; 0,33 = manj kot 5; 0,66 = 5 do vključno 10 prm; 1= več kot 10 prm Plin = poraba plina/sezono (v kg): 0,33 = manj kot 100; 0,66 = 100 do vključno 250; 1 = več kot 250 K. olje = poraba kurilnega olja/sezono (v litrih): 0 = PP ne uporablja kurilnega olja; 1 = PP uporablja kurilno olje SSE = sprejemniki sončne energije: 0 = PP nima SSE; 1 = PP ima SSE

Vir podatkov: Intervjuji, 2012 Preglednica 27: Triglavski narodni park podlagi energetskih značilnosti (2012). Razred 4 3 2 1

Od >= 2,5 >= 5 >= 6,5

Do < 2,5 92 l, energijski razred: A -> A++ 0,36 energijski razred: A -> A++ 0,35 opomba 1 0 energijski razred: A -> A+++; letna poraba: 130 0,36 kWh/leto opomba 2 4 3 opomba 3 3,7 7,5 varčne (11W/ž) -> led (5W/ž) žarnice 0,9 20,17

* Trenutna poraba električnih naprav. ** Poraba energijsko varčnejših električnih naprav podobnih dimenzij. Opomba 1: hladilniki za pijače so veliki porabniki električne energije. Smernice za ureditev PP v tujini predlagajo, da se pijače shranjujejo v hladnih prostorih in/ali hladijo z vodo. Predvideli smo odstranitev hladilne omare za pijačo. Opomba 2: sprememb v porabi grelnika vode (bojlerja) nismo predvideli, saj domnevamo, da osebje s toplo vodo deluje varčno. Opomba 3: zamenjave naprav, kot so vodne črpalke in čistilne naprave, v prenovi električne oskrbe PP nismo predvideli; poudarek je na zamenjavi predvsem hladilnih naprav za varčnejše izvedbe ter zamenjave klasičnih in varčnih žarnic v led svetila.

Vir podatkov za hladilnik: Ceneje …, 2013, Preise …, 2013; vir podatkov za hladilno omaro: Energija doma …, 2013; vir podatkov za zamrzovalno skrinjo: Uresničimo …, 2012 Mesečna poraba elektrike: dnevna poraba (20,17 kWh) x število dni (31) = 625,27 kWh. • SONČNA ENERGIJA Parametri pri izračunu mesečnega sončnega energijskega doprinosa so identični kot pri izračunu trenutnega stanja, torej ostaja vrednost 481,97 kWh. • RAZLIKA MED MESEČNO ELEKTRIČNE PORABE

SONČNO 78

ENERGIJO

IN

PREDLOGOM

481,97 kWh – 625,27 kWh = ‒143,3 kWh Koča na Planini pri Jezeru z zamenjavo hladilnih naprav za energetsko varčnejše in zamenjavo varčnih žarnic za še varčnejša led svetila mesečno lahko privarčuje dobrih 110 kWh, kar pa še vedno ne omogoča električne samozadostnosti zgolj z uporabo OVE oz. sončno energijo.

5.3. VELIKI ENERGETSKI PORABNIKI V razredu velikih energetskih porabnikov so štiri PP, in sicer Dom Valentina Staniča, Koča na Doliču, Koča pri Triglavskih jezerih in Kosijev dom na Vogarju. 5.3.1. KOČA NA DOLIČU (2151 m) Slika 47: Koča na Doliču (2012).

Koča I. kategorije PD Gorje

Avtor: Urban Jensterle, 2012

Izračun je bil narejen za mesec avgust. Koča je v sezoni 2012 imela sončne celice in vetrni generator.

79

1. TRENUTNO STANJE • PORABA ELEKTRIČNIH NAPRAV Preglednica 36: Dnevna poraba električnih naprav Koče na Doliču (2012). NAPRAVA Hladilnik 3x zamrzovalnik Žarnice

Razlike v lastnostih prostornina: 50 l; energijski razred: A; letna poraba: 146 kWh 3x (prostornina:150 l; energijski razred: A; letna poraba: 326 kWh) 35 x (varčne žarnice (11W) x 6 ur x 0,75 (vse ne svetijo ves čas))

kWh/dan 0,40 2,68 1,73 4,81

Opomba: PP je v sezoni 2012 imela še nekaj drugih manjših porabnikov električne energije, ki v analizo niso bili vključeni.

Vir podatkov: Potočnik, 2012 Mesečna poraba elektrike: dnevna poraba elektrike (4,81 kWh) x število dni (31) = 149,17 kWh. PROIZVODNJA ELEKTRIČNE ENERGIJE IZ OVE • VETRNA ENERGIJA MPVE = VG x % h x dan x mesec MPVE = 1,2 kWh x 0,1 x 24 h x 31 = 89,28 kWh • SONČNA ENERGIJA Vršna moč sončnih celic: 3160 Wp I.

Vpliv temperature sončnih celic: temperatura celic in posledično učinkovitost sončne celice sta odvisni od temperature ozračja.

Preglednica 37: Izračun povprečne temperature svetlega dela dneva preteklih 10 avgustov (od avgusta 2003 do vključno avgusta 2012) na Koči na Doliču. Nadmorska višina (v m) Meteorološka postaja Kredarica 2514 Koča na Doliču 2151 Razlika v n.v. 363

Povprečna T med 6. in 20. uro (v °C)* 7,69 7,69 + (3,63** x 0,65***) = 10,1

* Povprečna temperatura preteklih deset avgustov (od avgusta 2003 do vključno 2012) med 6. in 20. uro. ** Razlika v nadmorski višini (preračunana v stotice). *** Temperatura se zniža za 0,65 °C na 100 m višinske razlike.

Vir podatkov: PZS. Planinske …, 2012; Vertačnik, 2013 Izračun temperature celic iz temperature ozračja: Tce = Toz + K = 10,1 °C + 35 °C = 45,1 °C 80

Razlika med izračunano temperaturo celic in standardno temperaturo, pri kateri so izvedeni izračuni vršne moči sončnih celic: 45,1 °C – 25 °C = 20,1 °C Izračun zmanjšane učinkovitosti celice zaradi zvišane temperature sončne celice: 20,1 (°C) x ‒0,4 = 8,04 % Rezultat: 3160 W – 8,04 % = 2905,9 W Slika 48: Usmerjenost sončnih celic na Koči na Doliču (2012). II.

Vpliv usmeritve sončnih celic: učinkovitost proti vzhodu ali zahodu usmerjenih celic je v primerjavi s tistimi, ki so proti jugu, manjša za 20 % (Čeh, 2013). Koča na Doliču je imela sončne celice v smeri 70° (vzhod ima 90°) in 250° (zahod ima 270°). Predpostavljamo, da kolikor manj sončne energije prejme koča zaradi odklona od pravega vzhoda na vzhodni strani, toliko več jo dobi na zahodni strani. Za realnejši rezultat smo učinkovitosti odšteli dodatnih 20 %.

Rezultat: 2905,9 W – 20 % = 2324,7 W Avtor: Urban Jensterle, 2012

III.

Izgube na regulatorju polnjenja: učinkovitost sončnih celic se zmanjša za dodatnih 6 % (Čeh, 2013).

Rezultat: 2324,7 W – 6 % = 2185,3 W. IV.

Izgube na regulatorju napetosti: učinkovitost sončnih celic se zmanjša za dodatnih 6 % (Čeh, 2013).

Rezultat: 2185,3 W – 6 % = 2054,1 W. Dobljeni rezultat je dejanska moč sončnih celic na Koči na Doliču. Za mesečno proizvodnjo električne energije s sončnimi celicami je potrebno dobljeni rezultat še pomnožiti s številom ur sončnega obsevanja za avgust (134,75 h). 2054,1 x 134,75h = 276,8 kWh 81

Mesečna proizvodnja električne energije s sončnimi celicami (3160 Wp) Koče na Doliču je znašala 276,8 kWh. Proizvodnja električne energije iz OVE: 89,28 kWh (vetrna energija) + 276,8 kWh (sončna energija) = 366,1 kWh • RAZLIKA MED MESEČNO PROIZVEDENO ELEKTRIČNO ENERGIJO IN ELEKTRIČNO PORABO 366,1 kWh – 149,17 kWh = 216,91 kWh PP je imela v mesecu avgustu (2012) presežek električne energijo (216,91 kWh), zgolj s proizvodnjo električne energije iz OVE. Zaradi zadostnih zalog električne energije predlogi za večjo energetsko učinkovitost (električna energija) niso potrebni.

5.4. NAJVEČJI ENERGETSKI PORABNIKI V razred največjih energetskih porabnikov po tipizaciji geografsko analiziranih PP glede na energetske značilnosti sodita dve koči, in sicer Triglavski dom na Kredarici in Blejska koča na Lipanci. 5.4.1. TRIGLAVSKI DOM NA KREDARICI (2515 m) Slika 49: Triglavski dom na Kredarici (2012).

Koča I. kategorije PD Ljubljana – Matica

Avtor: Urban Jensterle, 2012 1. TRENUTNO STANJE • PORABA ELEKTRIČNIH NAPRAV Triglavski dom na Kredarici je bil v letu 2012 največji porabnik električne energije med vsemi geografsko analiziranimi PP v TNP. 82

Dom je imel dva velika hladilnika za pijačo, tri zamrzovalnike, pralni stroj, električno peč za kruh, električno napravo za mesit kruh, električno stiskalnico za smeti, grelnike vode, črpalko za vodo izpod Triglavskega ledenika, okoli 300 žarnic itd. Točen izračun porabe bi bil z utečeno metodologijo skoraj nemogoč. Oskrbovalec opreme (Čeh, 2013) nam je posredoval podatke o mesečni porabi električne energije in razmerjih med prispevki posameznih energetskih virov. Triglavski dom na Kredarici je bil v letu 2012 med vsemi meseci najbolj obiskan avgusta – tako z vidika števila nočitev kot tudi z dnevnim obiskom (Vidmar, 2012). V mesecu avgustu je EG k električni oskrbi dodal največji delež, skoraj dve tretjini (deleži doprinosov posameznih energetskih virov so razvidni iz slike 51, dejanske vrednosti pa iz slike 50). Električna energija, proizvedena iz sončne energije, je dosegla dobro petino, medtem ko je vetrni generator prispeval nekoliko manj (Čeh, 2013). Slika 50: Električna poraba in prispevki posameznih energetskih virov Triglavskega doma na Kredarici v avgustu 2012 – izraženo v kWh.

Slika 51: Prispevek posameznih virov energije za potrebe električne oskrbe Triglavskega doma na Kredarici (avgust 2012).

Vir podatkov: Čeh, 2013 Vir podatkov: Čeh, 2013

5.5. PREGLED SAMOZADOSTNOSTI GEOGRAFSKO ANALIZIRANIH PLANINSKIH POSTOJANK TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA Z ELEKTRIČNO ENERGIJO ZGOLJ Z RABO OBNOVLJIVIH VIROV ENERGIJE Samozadostnost oskrbe analiziranih PP z električno energijo zgolj z rabo OVE je bila izračunana za vseh 18 geografsko analiziranih PP. Metodološki pristop izračunov je bil za vse PP enak, zanesljivost rezultatov pa je odvisna predvsem od točnosti podatkov s strani oskrbnikov PP in gospodarjev PD, če zanemarimo vprašanja o metodološki sestavi izračuna. 83

Rezultati so pokazali, da je bila samozadostnost dosežena v dveh tretjinah primerov. Analiza je potrdila, da je samozadostnost praviloma problem večjih, bolj obiskanih, dalj časa odprtih PP. Manjše (ne nujno tudi veliko manj obiskane) PP se praviloma uspešno oskrbujejo z električno energijo zgolj s pretvorbo sončne energije. Razlog je bil predvsem v povsem drugačni strukturi električnih porabnikov v primerjavi z večjimi PP. Za zavetišča je veljalo, da elektrike za hladilne naprave ne uporabljajo – Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik v sezoni 2012 hladilnih naprav ni imelo, Gomiščkovo zavetišče na Krnu je kot naravno hladilnico uporabljalo kaverno, Zavetišče pod Špičkom pa je imelo manjši kombinirani hladilnik na plin. Drugih z električno energijo še bolj potrošnih naprav so imeli, tako da je bila osvetlitev največji ali celo edini električni porabnik. Za osvetlitev je praviloma nekaj m2 sončnic celic dovolj. Tudi večje PP, ki so imele praviloma vsaj hladilnik in zamrzovalnik, se v večji meri uspešno preskrbujejo z električno zgolj z rabo OVE. Preglednica 38: Triglavski narodni park (ne)samozadostnost oskrbe geografsko analiziranih planinskih postojank z elektriko zgolj z rabo obnovljivih virov energije (2012). PLANINSKA POSTOJANKA Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti Vodnikov dom na Velem polju Dom Valentina Staniča Triglavski dom na Kredarici Dom Planika pod Triglavom Koča na Doliču Koča na Planini pri Jezeru Bregarjevo zavetišče na planini Viševnik Pogačnikov dom na Kriških podih Zasavska koča na Prehodavcih Koča pri Triglavskih jezerih Zavetišče pod Špičkom Gomiščkovo zavetišče na Krnu Blejska koča na Lipanci Kosijev dom na Vogarju Koča na planini Razor Koča v Krnici Koča na Mangartskem sedlu PP JE el. samozadostna* PP NI el. samozadostna*

*zgolj z rabo sončne energije Med PP, katere se zgolj s pretvorbo sončne in vetrne energije v električno niso bile sposobne oskrbovat, so praviloma sodile največje in dalj časa odprte. Te so imele v sezoni 2012 poleg vseh hladilnih naprav in osvetlitve še številne druge porabnike električne energije – na primer 84

električne peči za kruh, čistilne naprave, vodne črpalke itd. Prostorska razporeditev PP, ki se v sezoni 2012 niso bile sposobne oskrbet z električno energijo zgolj z rabo OVE, je izražena na sliki 52. Med tiste, ki so zaradi nezmožnosti tega bile primorane vsakodnevno uporabljati EG, so sodile množično obiskane PP, kot so Triglavski dom na Kredarici, Koča pri Triglavskih jezerih, Vodnikov dom na Velem polju, Koča na Planini pri Jezeru in Kosijev dom na Vogarju. Učinkovito električno oskrbo Doma Zorka Jelinčiča na Črni prsti je ohromila strela. Slika 52: Triglavski narodni park - geografska ocena samozadostnosti glede oskrbe analiziranih planinskih postojank z električno energijo ob uporabi zgolj obnovljivih virov energije (2012).

85

6. PREDLOGI ZA GEOGRAFSKO ANALIZIRANE PLANINSKE POSTOJANKE TRIGLAVSKEGA NARODNEGA PARKA, KI ZGOLJ Z RABO OBNOVLJIVIH VIROV NE USPEJO PROIZVESTI DOVOLJ ELEKTRIČNE ENERGIJE V poglavju so predstavljene okoliščine električne oskrbe posameznih geografsko analiziranih PP, ki se zgolj s pretvorbo sončne in vetrne energije niso sposobne električno preskrbeti, in konkretni predlogi v sledečih korakih: 1. Ukrepi k varčnejši uporabi električnih naprav. Slika 53: Hlajenje pijače v Göppinger Hütte. 2. Zmanjšanje porabe električne energije z namestitvijo SSE: Namestitev SSE zmanjša porabo električne energije, saj se ta porablja zgolj za delovanje solarne postaje, ne pa za gretje vode v bojlerjih, kar zahteva veliko energije. 3. Zmanjšanje porabe električne energije z odstranitvijo potrošnih hladilnih omar za pijačo: Številne geografsko analizirane PP imajo nameščene velike hladilne omare za pijačo, ki so velik porabnik energije. Po zgledih iz tujine (Menz, 2008) priporočamo hlajenje pijač v mrzlih kleteh ali pa vpeljavo inovacije iz Göppinger Hütte (Eitle, 2009)

Vir: Eitle, 2009

4. Zmanjšanje porabe električne energije z zamenjavo naprav za energetsko varčnejše izvedbe. 5. Ukrepi glede FV sistema.

86

6.1. DOM ZORKA JELINČIČA NA ČRNI PRSTI Slika 54: Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti (1835 m).

Koča I. kategorije PD Podbrdo

Avtor: Urban Jensterle PP je bila do pred nekaj sezonami z vidika oskrbe z električno energijo samozadostna zgolj s pretvorbo sončne energije. Hladilnik je deloval na plin, EG se je uporabljal samo za ogrevanje vode za potrebe osebja. Zaradi povečanih potreb so namestili večji kombinirani hladilnik energijskega razreda A. Potrebe po električni energiji so se tako povečale. Oskrbo je osiromašila strela, ki je deloma uničila FV sistem. Hladilnik na plin je prenehal delovati pravilno. Zaradi pomanjkanja električne energije ga na električni sistem niso mogli priklopiti in so ga bili posledično primorani odstraniti. V poletju 2012 sta bila tako največja porabnika električne energije kombinirani hladilnik in osvetljava, delež je odpadel tudi na grelec vode. EG so v primeru sončnega vremena uporabljali 1–2 uri dnevno, drugače več. V sezoni so porabili 150 l goriva (Trojan, 2013; Štenkler, 2012). Predlogi za učinkovitost glede električne oskrbe: 1. korak – ukrepi k varčnejši uporabi električnih naprav: • varčnejša uporaba svetil (namestitev senzorjev gibanja in časovnih stikalnih ur); • varčnejša uporaba hladilne naprave (nastavitev na najvišjo sprejemljivo temperaturo hlajenja). 2. korak – zmanjšanje porabe električne energije z namestitvijo SSE: • namestitev 2 m2 SSE: omenjena površina SSE praviloma pokrije potrebe po topli vodi za osebno higieno nekaj članov osebja33. Tako privarčujemo elektriko za ogrevanje vode. 3. korak – zmanjšanje porabe električne energije z odstranitvijo potrošnih hladilnih omar za pijačo: PP v sezoni 2012 ni imela velikih hladilnih omar za pijače. 4. korak – zmanjšanje porabe električne energije z zamenjavo naprav za energetsko varčnejše izvedbe: 33

Geografsko analiziranim PP, ki imajo SSE, praviloma 2 m2 omogočata oskrbo osebja s toplo vodo (Intervjuji, 2012).

87

•

smiseln razmislek, ali bi bilo mogoče obratovanje s kombiniranim hladilnikom manjše prostornine (in posledično manjšo porabo energije); • zamenjava neonskih žarnic za varčnejša led svetila. 5. korak – ukrepi glede FV sistema: • sončne celice: sončne celice so bile v sezoni 2012 obrnjene proti JV. Večina je nameščena pod ugodnim kotom34. Na mestu je vprašanje o izkoristku sončnih celic in posledično, ali je že čas za zamenjavo starejših celic za novejše učinkovitejše. • baterije: Skupna zmogljivost baterij je znašala 1710 Ah35 (Trojar, 2013). Glede na rezultate GIS modela je PP z vidika trajanja sonca v enem izmed najbolj ugodnih položajev – smiseln je razmislek o nadgradnji kapacitet, ki bi pokril potrebe po električni energiji. Strnjeni nasveti za Dom Zorka Jelinčiča: varčnejša uporaba električnih naprav, zamenjava kombiniranega hladilnika za energetsko varčnejšo izvedbo, zamenjava neonskih žarnic za led svetila, smiselna pa bi bila tudi namestitev novih sončnih celic in dodatne kapacitete baterij, saj sončni potencial omogoča nadgradnjo FV sistema. PREDNOSTNA NALOGA: nadgradnja FV sistema.

6.2. VODNIKOV DOM NA VELEM POLJU Slika 55: Vodnikov dom na Velem polju (1817 m).

Koča 1. Kategorije PD Srednja vas v Bohinju

Avtor: Urban Jensterle, 2012.

34

Večina sončnih celic (3 m2) je pod kotom 44°, kar ustreza hodu sonca poleti. Deloma (0,8 m2) pa so nameščene pod kotom 80°, kar ustreza za pretvorbo sončne v električno energijo, ko je sonce nižje na nebu. Omenjene celice polnijo baterije v zimskem času. Napolnjene baterije zmrznejo kasneje kot prazne (Trojar, 2013). 35 Skupno kapaciteto sestavlja šest baterij po 225 Ah in od letos novih šest baterij po 60 Ah (Trojar, 2013).

88

Predlogi za večjo učinkovitost glede električne oskrbe: 1. korak – ukrepi k varčnejši uporabi električnih naprav: • varčnejša uporaba svetil (namestitev senzorjev gibanja in časovnih stikalnih ur); • varčnejša raba hladilnih naprav (nastavitev na najvišjo sprejemljivo temperaturo hlajenja). 2. korak ‒ zmanjšanje porabe električne energije z namestitvijo SSE: • PP priporočamo namestitev 2m2 SSE, kar praviloma zadošča za potrebe osebne higiene osebja koče. Ogrevanje vode s sončno energijo znatno zmanjša porabo elektrike. 3. zmanjšanje porabe električne energije z odstranitvijo potrošnih hladilnih omar za pijačo: • PP ima v neposredni bližini vodni izvir (Erlah, 2012). Vpeljava inovacije iz Göppinger Hütte bi bila izvedljiva. 4. korak – zmanjšanje porabe električne energije z zamenjavo naprav za energetsko varčnejše izvedbe: V sezoni 2012 so bile hladilne naprave PP energetskega razreda A, vse žarnice pa varčne. Pralni stroj (energijski razred B) se je uporabljal samo za potrebe osebja (Pirnat, 2012). • Hladilnik in zamrzovalnik bi lahko nadomestili s trenutno energetsko najbolj učinkovitim razredom A+++; • varčne žarnice porabijo petkrat manj energije kot klasične (Elektro Maribor…, 2012), medtem ko led svetila lahko porabijo še do trikrat manj kot varčne. Led žarnica za dom tako lahko porabi zgolj 3 W na uro (Led svetloba …, 2012); • zamenjava pralnega stroja za varčnejšo izvedbo zaradi redke uporabe ni prioriteta. 5. korak – ukrepi glede FV sistema: • sončne celice: PP je imela skupno 10 m2 sončnih celic, usmerjenih proti jugu in zahodu. Največji delež površine so zavzemale celice tik pod slemenom objekta ob koči. Te so imele ugoden naklon in so bile usmerjene proti jugu. Nekaj sončnih celic je bilo še na južni in zahodni strani koče. V obeh primerih so bile nameščene pod kotom.
Za nadgradnjo sistema imajo še veliko primernih površin. Najprimernejša je južna streha objekta ob koči; • baterije: Skupna zmogljivost baterij je leta 2012 znašala 14400 Ah36 (Erlah, 2013).
Predlagamo povečanje kapacitet shranjevanja električne energije. Nemotena električna oskrba koče v jutranjih urah zaradi senčne lege ni mogoča. Zaradi Tosca prvi sončni žarki kočo osvetlijo šele ob 10. uri. Povečane kapacitete shranjene energije bi lahko zadostovale za večerne in jutranje potrebe po elektriki.

36

Nameščenih imajo 12 svinčenih baterij s tekočim elektrolitom s kapaciteto 1200 Ah (Erlah, 2012).

89

Strnjeni nasveti za Vodnikov dom na Velem polju: varčnejša uporaba električnih naprav, namestitev SSE, hlajenje pijač z vodo namesto v hladilnikih, namestitev novih sončnih celic na južni strešini objekta ob domu (primerna usmeritev in naklonski kot), predvsem pa namestitev dodatnih baterij. PREDNOSTNA NALOGA: nadgradnja FV sistema (s poudarkom na kapaciteti baterij).

6.3. TRIGLAVSKI DOM NA KREDARICI Koča 1. kategorije; PD Ljubljana ‒ Matica Avgust je mesec v letu, v katerem Triglavski dom na Kredarici dosega najmanjši delež oskrbe z OVE. Skoraj dve tretjini električne energije je proizvedene z EG37 (Čeh, 2013). Predlogi za večjo učinkovitost glede električne oskrbe: 1. korak – ukrepi k varčnejši uporabi električnih naprav: • varčnejša uporaba svetil (namestitev senzorjev gibanja in časovnih stikalnih ur); • varčnejša raba hladilnih naprav (nastavitev na najvišjo sprejemljivo temperaturo hlajenja); • varčnejša raba vseh ostalih električnih naprav, kot so salamoreznica, multipraktik, električna stiskalnica za smeti, likalnik, pralni stroj. 2. korak – zmanjšanje porabe električne energije z namestitvijo SSE: PP že ima SSE. 3. korak – zmanjšanje porabe električne energije z odstranitvijo potrošnih hladilnih omar za pijačo: PP je imela dva hladilnika za pijačo38 (Vidmar, 2012). • Pijačo bi lahko na primerno temperaturo ohladili v kleti. Vpeljava inovacije iz Göppinger Hütte zaradi omejenih količin vode ni ustrezna39. 4. korak – zmanjšanje porabe električne energije z zamenjavo naprav za energetsko varčnejše izvedbe; Točnih podatkov o porabi posameznih električnih naprav Triglavskega doma na Kredarici nismo dobili. Konkretnih predlogov za zamenjavo električnih naprav tako ni mogoče narediti. 5. korak – ukrepi glede FV sistema: Celotni energetski koncept je kompleksen zaradi dvojne oskrbe. Delež sončnih celic je namenjen planinstvu, nemotenemu delovanju PP, drugi delež skrbi za nemoteno

37

Analiza Triglavskega doma na Kredarici je v poglavju 5.4. Največji energetski porabniki. Dva hladilnika za pijačo – vsak s prostornino 320 litrov in približno dnevno porabo 1,5 kWh. 39 Vodo črpajo izpod triglavskega ledenika – pojavlja se vprašanje, kako bo z oskrbo, če/ko ta izgine. Deloma je k vodni oskrbi pripomogla tudi zajeta kapnica (Vidmar, 2012). 38

90

delovanje meteorološke postaje. Vsa proizvedena električna energija pa se je shranjevala v skupnih baterijah (Čeh, 2013). Konkretnih smernic glede FV sistema ni mogoče podati. Strnjeni nasveti za Triglavski dom na Kredarici: varčnejša uporaba električnih naprav, odstranitev hladilnih omar za pijačo – hlajenje pijač v kleti, študija o smiselnosti postavitve dodatne vetrnice. PREDNOSTNA NALOGA: študija o smiselnosti postavitve dodatne vetrnice.

6.4. KOČA NA PLANINI PRI JEZERU Koča I. kategorije; PD Integral Predlogi za večjo učinkovitost glede električne oskrbe: 1. korak - ukrepi k varčnejši uporabi električnih naprav: • varčnejša uporaba svetil (namestitev senzorjev gibanja in časovnih stikalnih ur); • varčnejša raba hladilnih naprav (nastavitev na najvišjo sprejemljivo temperaturo hlajenja). 2. korak – zmanjšanje porabe električne energije z namestitvijo SSE: • PP priporočamo namestitev 2 m2 SSE, kar praviloma zadošča za potrebe osebne higiene osebja koče. Ogrevanje vode s sončno energijo znatno zmanjša porabo elektrike. 3. zmanjšanje porabe električne energije z odstranitvijo potrošnih hladilnih omar za pijačo: PP je v sezoni 2012 uporabljala hladilno omaro za pijačo40 (Balažic, 2013). • Vode, s katero bi lahko hladili pijače, jim ne primanjkuje41. Mogoča bi bila tudi inovacije iz Göppinger Hütte (Eitle, 2009). Na račun odstranitve hladilne omare bi PP v mesecu avgustu privarčevala 52 kWh. 4. korak – zmanjšanje porabe električne energije z zamenjavo naprav za energetsko varčnejše42: PP je v sezoni 2012 uporabljala hladilnik, hladilno omaro, hladilno omaro za pijačo in zamrzovalno skrinjo energijskega razreda A. Ravno tako so imali grelnik vode (bojler), dve veliki in dve manjši vodni črpalki43, čistilno napravo44 in žarnice (Balažic, 2013). 40

Balažic (2013) pravi, da je gostinska hladilna omara največji porabnik energije na koči. Vklapljajo jo samo občasno in dela največ 10 ur dnevno. 41 Vodo so črpali iz jezera Jezero. Deloma je k vodni oskrbi pripomogla tudi zajeta kapnica (Voler, 2012). 42 Porabe električnih naprav in predvidene porabe v primeru ukrepov za večjo energetsko učinkovitost so prikazane v poglavju 5.2 Povprečni energetski porabniki  Koča na Planini pri Jezeru  Predlog prenove električne oskrbe. 43 Večji črpalki za vodo, vsaka z močjo 3 kW, sta v sezoni 2012 črpali vodo iz jezera pol ure dnevno, v primeru večjega obiska pa do 1 uro. Manjši črpalki, vsaka z močjo 0,37 kW in s po eno ekspanzijsko posodo za vzdrževanja tlaka, sta delali 5 ur dnevno (Balažič, 2013).

91

•

v prejšnjem koraku smo že predvideli odstranitev gostinske hladilne omare za pijačo; • za hladilnik, hladilno omaro in zamrzovalno skrinjo predlagamo zamenjavo z energetsko varčnejšimi izvedbami. Ukrep privarčuje v mesecu avgustu dobrih 25 kWh; • zamenjava varčnih žarnic za led svetila bi mesečno privarčevala dodatnih 28 kWh; • posodobitev glede črpalnih naprav nismo predvideli. Predlagamo namestitev energetsko najvarčnejših vodnih črpalk ob posodobitvi sistemov; • posodobitev glede elektromotorja v izračun nismo vključili. Predlagamo namestitev energetsko varčnejšega elektromotorja ob posodobitvi sistema. 5. korak – ukrepi glede FV sistema: Sistem je bil nazadnje posodobljen leta 2007 (Voler, 2012). • sončne celice: celice s skupno površino 24 m2 so bile nameščene na južno usmerjeni strešini objekta ob koči45. Usmeritev in naklonski kot strešine sta bila primerna za maksimalen poletni izkoristek. Prostora na strehi objekta za dodatne sončne celice ni, medtem ko streha koče ni primerna zaradi poteka slemena sever‒jug.
Mogoča bi bila namestitev sončnih celic pod kotom (po vzoru Blejske koče na Lipanci), kar je sicer v navzkrižju z usmeritvami JZ TNP. FV moduli morajo biti ob upoštevanju krajevnih stavbarskih značilnosti umeščeni v ravnino strešin (Zakotnik, 2012a); • baterije: Zmogljivost baterij (14400 Ah) v sezoni 2012 ni omogočala nemotene električne oskrbe PP. EG kot pomožni vir energije se je uporabljal 3‒4 ure dnevno (Voler, 2012).
Povečane kapacitete bi lahko pomembno prispevale k energetski samooskrbi z električno energijo zgolj z rabo sončne energije; • Priporočamo namestitev dodatnih sončnih celic pod kotom, navkljub drugačnim priporočilom JZ TNP, saj menimo, da ima energetska samooskrbnost večji pomen kot estetski izgled sončnih celic na strešinah. Strnjeni nasveti za Kočo na Planini pri Jezeru: varčnejša uporaba električnih naprav, namestitev SSE, odstranitev hladilne naprave za pijače, zamenjava hladilnih naprav in žarnic za varčnejše izvedbe bi privarčevalo 105 kWh, dodatne kapacitete baterij, tudi nove sončne celice. PREDNOSTNA NALOGA: zamenjava električnih naprav za varčnejše izvedbe.

44

PP ima rastlinsko čistilno napravo. Moč elektromotorja, ki poganja pihalnik za zrak, je 1,5 kW. Obratuje približno 4‒5 ur dnevno (Balažič, 2013). 45 Sončne celice na strehi objekta ob Koči na Planini pri Jezeru so vidne na sliki 23.

92

6.5. KOČA PRI TRIGLAVSKIH JEZERIH Slika 56: Koča na Triglavskih jezerih (1685 m).

Koče I. kategorije PD Ljubljana – Matica

Avtor: Urban Jensterle, 2012 Predlogi za večjo učinkovitost glede električne oskrbe: 1. korak – ukrepi k varčnejši uporabi električnih naprav: • varčnejša uporaba svetil (namestitev senzorjev gibanja in časovnih stikalnih ur); • varčnejša raba hladilnih naprav (nastavitev na najvišjo sprejemljivo temperaturo hlajenja); • varčnejša raba pralnega stroja (izključno za potrebe osebja). 2. korak – zmanjšanje porabe električne energije z namestitvijo SSE: PP ima SSE. 3. korak – zmanjšanje porabe električne energije z odstranitvijo potrošnih hladilnih omar za pijačo: PP je v sezoni 2012 uporabljala tri hladilne omaro za pijačo (Uranič, 2012). • Vode, s katero bi lahko hladili pijače, jim ne primanjkuje46. Vpeljava inovacije iz Göppinger Hütte bi bila ravno tako mogoča (Eitle, 2009). Ukrep bi zmanjšal mesečno porabo za slabih 44 kWh. 4. korak – zmanjšanje porabe električne energije z zamenjavo naprav za energetsko varčnejše: PP je v sezoni 2012 imelaa tri hladilne omare za pijačo, zamrzovalnik, nekaj manjših električnih naprav (salamoreznico, mešalnik), pralni stroj in čistilno napravo (Uranič, 2012). • v prejšnjem koraku smo že predvideli odstranitev treh gostinskih hladilnih omar za pijačo; • predlagamo zamenjavo starejšega zamrzovalnika47 z novejšo in energetsko varčnejšo izvedbo. Ukrep bi privarčeval slabih 20 kWh mesečno;

46 47

Potok iz Močivca v Dvojno jezero teče mimo PP. Zamrzovalnik energijskega razreda A s prostornino 200 litrov (Uranič, 2012).

93

•

zamenjava trenutnih žarnic48 za led svetila bi v mesecu avgustu privarčevala 161 kWh; • posodobitev glede elektromotorja čistilne naprave v izračun nismo vključili. Predlagamo namestitev energetsko varčnejšega elektromotorja ob posodobitvi sistema. 5. korak – ukrepi glede FV sistema: Sistem je bil nazadnje posodobljen leta 2009 (Uranič, 2012). • sončne celice: celice s skupno vršno močjo 3 kW so bile nameščene na vzhodni in zahodni strešini, nekaj pa tudi pod kotom v smeri proti jugu.
Sončne celice, usmerjene proti vzhodu ali zahodu, imajo za 20 % manjši izkoristek kot tiste, ki so obrnjene proti jugu (Čeh, 2013). Prostora na strehi je na tej strani še dovolj, medtem ko strešine, obrnjene proti jugu, ni veliko. Pod SSE bi lahko namestili maksimalno eno vrsto sončnih celic (cca 1,5 m2); • baterije: Skupna zmogljivosti baterij v sezoni 2012 je znašala 36.000 Ah (Uranič, 2012).
Povečane kapacitete bi lahko pomembno prispevale k energetski samooskrbi z električno energijo zgolj z rabo sončne energije. Strnjeni nasveti za Kočo pri Triglavskih jezerih: varčnejša uporaba električnih naprav, odstranitev hladilnih naprav za pijače, zamenjava hladilnih naprav in žarnic za varčnejše izvedbe bi privarčevala 225 kWh. PREDNOSTNA NALOGA: zamenjava električnih naprav za varčnejše izvedbe in odstranitev hladilnih naprav za pijače.

6.6. KOSIJEV DOM NA VOGARJU Koča II. kategorije; PD Železničar ‒ Ljubljana PP je stalno odprta v poletni sezoni (1. 6 –1. 10), tekom leta pa občasno – predvsem v času praznikov in obiska večjih skupin. PD se je zavedala, da Kosijev dom potrebuje več elektrike in v ravno v letu 2012 tehtala med dvema povsem različnima pristopoma glede električne oskrbe v prihodnje (Elmazović, 2012): 1. priklop PP na javno električno omrežje; 2. namestitev sončnih celic in SSE po celotni južni strešini; usmeritev in naklonski kot južne strešine sta ugodna. Elmazović (2012) ocenjuje, da ima lokacija 250 sončnih dni letno. Kosijev dom je imel v letu 2012 pet sob s kopalnicami (ogrevanje vode s SSE). V primeru investicije v priklop na javno električno omrežje predvidevamo, da bi PP krenila stran od 48

PP je v sezoni 2012 imela 50 varčnih (poraba 11W/žarnico) in 20 klasičnih žarnic (poraba 60W/žarnico).

94

primarnih funkcij PK in se iz pohodniškega turizma usmerila v klasični turizem. PK naj bi obiskovalcem nudila predvsem zavetje, prenočišče, hrano in pijačo ter služila kot obveščevalna služba GRSS (PZS. Kaj je …, 2012). Slika 57: Kosijev dom na Vogarju (1054 m). Predlogi za večjo električno učinkovitost: 1. korak – ukrepi k varčnejši uporabi električnih naprav: • varčnejša uporaba svetil (namestitev senzorjev gibanja in časovnih stikalnih ur); • varčnejša raba hladilnih naprav (nastavitev na najvišjo sprejemljivo temperaturo hlajenja). 2. korak – zmanjšanje porabe električne energije z namestitvijo SSE; PP je v letu 2012 imela SSE. 3. korak – zmanjšanje porabe električne energije z odstranitvijo potrošnih hladilnih omar za pijačo: PP je v sezoni 2012 imela 2 hladilni omari za pijačo (Elmazović, 2012). • Vode za hlajenje pijače jim ni primanjkovalo49. Vpeljava inovacije iz Göppinger Hütte je izvedljiva (Eitle, 2009). Avtor: Urban Jensterle, 2012 Ukrep bi zmanjšal mesečno porabo za dobrih 100 kWh. 4. korak – zmanjšanje porabe električne energije z zamenjavo naprav za energetsko varčnejše: • v prejšnjem koraku smo že predvideli odstranitev dveh hladilnih naprav za pijačo; • v primeru zmanjšanih potreb po zamrzovalniku priporočamo prednostno shranjevanje živil v energijsko bolj varčnem zamrzovalniku in občasen izklop zamrzovalnika energijskega razreda B, če razmere to omogočajo50. 5. korak – ukrepi glede FV sistema: • sončne celice: površina sončnih celic je v letu 2012 znašala 4,3 m2;
primernih strešnih površin ima PP še veliko. Ugodne vremenske razmere51 omogočajo velike nadgradnje sistema; • baterije: skupne kapacitete baterij so v letu 2012 znašale 14400 Ah (Elmazović, 2012); 49

Vodo dobivajo iz vodovodne skupnosti, ki je uredila zajetje pod Pršivcem (Elmazović, 2012). PP ima dva zamrzovalnika. Starejši je energijskega razreda B, novejši pa A+++ (Elmazović, 2012). 51 PP ima okoli 250 sončnih dni letno (Elmazović, 2012). Koča leži na južnem pobočju, nad inverzijsko plastjo. 50

95

•


v primeru nadgradnje FV je potrebno priskrbeti tudi dodatne kapacitete baterij; predlagamo namestitev sončnih celic na južno strešino. Namestitev dodatnih SSE naj ne bo prioriteta – trenutne zmogljivosti zadoščajo za potrebe osebne higiene osebja, topla voda za obiskovalce pa naj ne bi bila prioriteta PP.

Strnjeni nasveti za Kosijev dom na Vogarju: varčnejša uporaba električnih naprav, odstranitev hladilne naprave za pijače, zamenjava hladilnih naprav in žarnic za varčnejše izvedbe bi privarčevala 225 kWh. PREDNOSTNA NALOGA: nadgradnja FV sistema.

96

7. SKLEP Julijske Alpe že stoletja privabljajo raziskovalce, pohodnike in gornike. Štirje srčni možje se leta 1778 na poti iz Bohinja na Triglav niso ustavljali v planinskih kočah – ker jih ni bilo. V 50 letih 20. stoletja pa je število teh raslo iz leta v leto. PP so z nudenjem zavetja, prenočišča, hrane in pijače postale nepogrešljiv del pohodništva in gorništva. Ravno gorniki pa so bili prvi, ki so se začeli zavedati negativnih vplivov človeka na okolje in dali prve pobude za ustanovitev danes edinega parka v Sloveniji – Triglavskega narodnega parka. V zadnjih letih PZS in JZ TNP vse bolj odločno omejujeta vplive človeka na okolje in naravo. Posebej glede okolju prijaznega delovanja in upravljanja PP je v zadnjih letih vse več izobraževanj in raznovrstnih spodbud. Med drugim PZS in posledično PD k bolj okolje- in naravovarstvenemu delovanju spodbujajo tudi raziskovalna dela, ki ponujajo možnosti in izhode. Mednje spada tudi dotično diplomsko delo s temeljito in celovito geografsko analizo oskrbe PP z električno energijo in ovrednotenjem potenciala za energetsko oskrbo z OVE. Izhodišče za podrobno analizo in iskanje potencialov oskrbe zgolj z OVE je bilo v terenskem obisku prav vseh analiziranih PP v poletju 2012. V intervjujih z oskrbniki PP smo si poskušali ustvariti čim bolj zaokroženo sliko energetske oskrbe, vključno z razvojem v zadnjih desetletjih in načrti za prihodnost. Na mestu bi bilo izpostaviti tudi dejstvo, da smo številne podatke preverili pri gospodarjih PD, ki so zadolženi za nemoteno delovanje PP. Sledila je podrobna energetska analiza izbranih PP. Na podlagi več dejavnikov smo ugotavljali, kakšne so potrebe po energiji. Potrdili smo nekaj logičnih povezav, kot sta: večje število ležišč praviloma pomeni večje potrebe po (toplotni in električni) energiji in bolj kompleksnih električnih napravah, kot so črpalke za vodo, čistilne naprave, ter da odprtost tudi v hladni polovici leta znatno poveča potrebe po energentih za ogrevanje. Z vidika oskrbe z električno energijo se analizirane PP vse bolj oskrbujejo z OVE – v 20 letih je postala fotovoltaika klasika vseh, ravno tako pa predstavlja tudi vetrna energija vse pomembnejši doprinos. Ob popisu usmeritev ter vpadnih kotov sončnih celic posameznih PP smo ugotovili, da se v več kot polovici primerov (praviloma na manjših in obrobnih) PP ne držijo krajevnih stavbarskih značilnosti, kot to narekuje JZ TNP. Menimo, da sta večji izkoristek sončne energije z ustrezno usmeritvijo in kotom ter posledično večja proizvodnja električne energije iz sončne pomembnejša kot sam videz sončnih celic na strehi. Preverjali smo tudi oskrbo z električno energijo iz vetrne, ki je bila ugotovljena v štirih primerih. . Menimo, da bi vetrne razmere nekaj preostalih geografsko analiziranih PP opravičile namestitev manjših vetrnih elektrarn (moči do 10 kW). Električni generator se dnevno uporablja v šestih PP, na ostalih pa minimalno (ne vsako leto). V kuhinji in pri oskrbi s toplo vodo uporabljajo drva in plin, na sedmih pa se vodo dodatno ogreva s SSE. Večina PP se ogreva s pečjo ali štedilnikom na drva. SSE k ogrevanju pripomorejo na petih PP, medtem ko se kurilno olje uporablja zgolj na treh. V zaključku analize smo na podlagi devetih energetskih značilnosti izdelali tipizacijo s štirimi razredi. Med majhne energetske porabnike so se uvrstila vsa tri analizirana zavetišča in Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti, med večje dobro obiskani Dom Valentina Staniča, Koča na 97

Doliču, Koča pri Triglavskih jezerih in Kosijev dom na Vogarju. Kot največja energetska potrošnika sta se izkazala Blejska koča na Lipanci in Triglavski dom na Kredarici. Preostale PP so v kategoriji povprečni energetski porabniki. S pomočjo geografskih informacijskih sistemov smo izračunali sončno obsevanje in trajanje sonca. Rezultate smo primerjali s podatki uradnih meritev Agencije RS za okolje. Pri trajanju sonca smo ugotovili veliko pomanjkljivost orodij GIS, saj v izračun ni upoštevana povprečna oblačnost. Rezultati bi torej veljali v primeru celoletnega jasnega vremena. Z GIS orodji izračunano trajanje sonca smo za vse PP popravili z vrednostjo, ki je povprečje deležev, ki smo jih dobili s primerjavo izmerjenih (ARSO) in izračunanih (GIS) vrednosti za štiri meteorološke postaje. Razmerja med izračunanimi (z GIS orodji) in izmerjenimi (podatki ARSO) vrednostmi sončnega obsevanja so bila sprejemljiva, zato smo v nadaljnjih izračunih uporabljali vrednosti, dobljene z GIS orodji. Izračun glede zmožnosti oskrbe z električno energijo zgolj z rabo OVE je bil za vsako PP sestavljen iz dveh delov – iz porabe električne energije in proizvodnje električne energije iz OVE. Porabo elektrike za mesec avgust smo izračunali iz podatkov porabe električnih naprav, ki smo jih deloma dobili pri oskrbnikih PP ali gospodarjih PD. Preostale potrebne podatke smo poiskali na medmrežju – najpogosteje smo iz podatkov o prostornini in energijskem razredu hladilne naprave iskali (dnevno ali letno) porabo energije (izraženo v kWh). V izračunih smo se za vse PP držali sledečih predpostavk. S pomočjo spleta smo določili porabe električne energije posameznih tipov žarnic, potem pa upoštevali, da svetijo 6 ur dnevno. Precej več težav smo imeli z določitvijo porab električne energije hladilnih naprav. Običajno smo imeli podatek o energijskem razredu in prostornini. Prostornina je bila kdaj zgolj ocena, saj hladilnik ni imel nalepke ali pa oskrbnik ni bil zainteresiran, da bi svojo domnevo o prostornini preveril. V primeru, da smo imeli podatek o urni porabi, smo v izračunu upoštevali, da hladilnik deluje 5 ur, zamrzovalnik pa 6 ur dnevno. Večina PP ima še nekaj manjših porabnikov električne energije, ki jih v izračun nismo vključili. Nekaj koč je imelo tudi bolj potrošne električne naprave. Podatke o električni porabi teh smo pridobili od gospodarjev PD. Kot izjemno energetsko potrošne so se izkazale rastlinske čistilne naprave. Urna poraba električnega motorja rastlinske čistilne naprave Koče na Planini pri Jezeru znaša kar 1,5 kW – dnevno pa obratuje približno pet ur. Izračun proizvodnje električne energije iz OVE je bil sestavljen iz dveh delov – proizvodnje iz sončne in proizvodnje iz vetrne energije. Iz podatka o moči vetrnega generatorja smo na podlagi meritev o časovnem trajanju ugodnega vetra (Čeh, 2013) lahko izračunali doprinos k električni oskrbi iz vetrne energije. Proizvodnja električne iz sončne energije je lahko izračunana na dva načina – kot bolj zanesljiv se je izkazal izračun, ki temelji na vršni moči celic. Vršna moč nam pove proizvodnjo sončnih celic, ki dosežejo v standardnih pogojih. Za dejansko proizvodnjo pa smo v izračunih upoštevali okoliščine, v katerih sončne celice pretvarjajo sončno energijo. V prvem koraku smo iz podatkov o povprečnih temperaturah svetlega dela dneva (med 6. in 20. uro) zadnjih 10 avgustov na treh merilnih postajah izračunali spreminjanje temperature z naraščajočo nadmorsko višino. Dobili smo s teorijo dobro ujemajoče vrednosti (padec temperature za 0,65 °C z dvigom za 100 m), ki smo jih upoštevali pri izračunavanju povprečnih temperatur svetlih delov dneva posameznih PP. Temperatura ozračja vpliva na 98

temperaturo celic, slednja pa na učinkovitost pretvorbe energije. V prvem koraku smo torej upoštevali vpliv temperature celic na izkoristek sončnih celic. V drugem smo upoštevali vpliv usmerjenosti in vpadnega kota sončnih celic. Po meritvah Čeha (2013) se izkoristek proti vzhodu in zahodu obrnjenih celic v primerjavi s tistimi, ki so obrnjene proti jugu, zmanjša za 20 %. Na podlagi terenskih izmer usmeritve in vpadnega kota smo z ekspertno oceno v drugem koraku zmanjšali učinkovitost sončnih celic, z vidika njihove lege na strehi. V tretjem in četrtem koraku smo zaradi izgub na regulatorju polnjenja in regulatorju napetosti vsakič za dodatnih 6 % zmanjšali izkoristek sončnih celic. Izračun, ki temelji na površini in izkoristku sončnih celic, smo uporabili izjemoma – zgolj, če podatki o vršni moči niso bili na voljo. Izračun je manj zanesljiv, saj je podatek o površini sončnih celic pogosteje terensko ocenjen kot izmerjen, izkoristek pa statično določen na 15 %. To je sicer spodnja meja izkoristka monokristalnih celic, ki so praviloma nameščene na PP, a z leti delovanja izkoristek pade tudi pod to vrednost. Pomanjkljivosti izračuna sta tudi, da model predvideva, da so vse sončne celice enakih moči in da so vse ves čas sončnega obsevanja v idealni legi (z vidika usmerjenosti in vpadnega kota). Kljub naštetim pomanjkljivostim pa izračun še vedno zadošča razmeroma zanesljivi oceni proizvodnje elektrike iz sončne energije. Dejanski izračuni zmožnosti oskrbe PP z električno energijo zgolj z OVE so prikazani po posameznih razredih tipizacije. Razumljivo so izračuni za večje PP veliko bolj kompleksni. Zanimivo je razmerje v mesečni energetski porabi (električne energije) najmanjšega in največjega porabnika med vsemi analiziranimi PP. Razmerje med Zavetiščem pod Špičkom (12 kWh) in Triglavskim domom na Kredarici (2469 kWh) je približno 1:200. Izračuni so pokazali, da tretjina analiziranih PP ne dosega zmožnosti oskrbe zgolj z OVE. Pričakovano se je pokazalo, da so to tiste PP, na katerih smo dobili podatek, da uporabljajo EG vsakodnevno. Za vsako posamezno PP smo v petih korakih predlagali rešitve in možnosti za opustitev vsakodnevne uporabe EG. Pri predlogih smo si pomagali z izdajo PZS Smernice za okolju primerno tehniko na planinskih kočah in vzori iz avstrijskega in nemškega prostora. Sledeči predlogi so: 1. Ukrepi k varčnejši uporabi električnih naprav: za svetila v večini prostorov (z izjemo jedilnice in kuhinje) priporočamo namestitev senzorjev gibanja in časovnih stikalnih ur, hladilnim napravam nastavimo najvišjo sprejemljivo temperaturo hlajenja, za televizorje in radie predlagamo v času neuporabe popolni izklop, saj stanje pripravljenosti (standby) ravno tako porablja električno energijo. 2. Zmanjšanje porabe električne energije z namestitvijo SSE: z namestitvijo SSE se zmanjša poraba električne energije, saj se porablja samo za delovanje solarne postaje (minimalna poraba) in ne več za potrošne grelnike vode. Iz pričanj oskrbnikov PP, ki SSE že imajo, praviloma že nekaj m2 zadošča potrebam po topli vodi za osebno higieno do nekaj članov osebja. Za PP, ki so odprte tekom celega leta, se priporoča namestitev vakuumskih SSE. 3. Zmanjšanje porabe električne energije z odstranitvijo potrošnih hladilnih omar za pijačo: hladilne omare za pijačo so eden največjih porabnikov energije. Naprave so praviloma stare že nekaj let in pričakovati bi bilo, da bodo današnje izvedbe energijsko varčnejše, a se je naše predvidevanje izkazalo kot napačno. Za PP 99

predlagamo zamenjavo velikih hladilnih omar za prostorninsko manjše in energijsko veliko bolj varčne hladilnike. Večina pijač naj bo shranjena v hladnih kletnih prostorih. V primerih, da ima PP na voljo dovolj vode, lahko pijačo hladijo v sodih z vodo. Inovacijo iz Göppinger Hütte ravno tako ocenjujemo kot izvrstno rešitev za pijače, ki so shranjene v tlačnih posodah (praviloma pivo). 4. Zmanjšanje porabe električne energije z zamenjavo naprav za energetsko varčnejše izvedbe: nekatere PP deloma uporabljajo klasične žarnice. Predlagamo zamenjavo tako klasičnih kot tudi varčnih žarnic z led svetili, saj slednje porabijo desetkrat manj kot klasične in dvakrat manj kot varčne žarnice. Ob menjavi hladilnih naprav je potrebno premisliti, ali bi bilo mogoče obratovanje z napravami manjših prostornin, ki so praviloma energetsko varčnejše. Del živil je mogoče shraniti tudi v hladnih kleteh. Nedvomno pa velja, da moramo ob menjavi kupiti energetsko najvarčnejše izvedbe. Enako velja tudi ob menjavi drugih električnih sistemov, kot so vodne črpalke, elektromotorji rastlinskih čistilnih naprav itd. 5. Ukrepi glede FV sistema: pred ukrepi glede sončnih celic in baterij je potrebno razmisliti, ali sam sistem še služi namenu. Priporoča se AC-vezava vseh komponent, posebna pozornost pa naj se namenja dvosmernemu izmeničnemu usmerniku, ki skrbi za konstantno napetost, krmili delovanje celotne naprave in regulira baterije.
Sončne celice: na PP so nameščene monokristalne silicijeve sončne celice. V stanju testiranja so še novejše tehnologije (Čeh, 2013). Veljalo bi spremljati tržišče in oceniti, ali so nove rešitve že gospodarne. K izkoristku pomembno vpliva usmeritev in vpadni kot sončnih celic. Ravno tako pa je potrebno poskrbeti za primerno hlajenje in preprečiti senčenje sončnih celic. Posebno pozornost je potrebno nameniti zaporedno vezanim sončnim celicam, saj celica z najmanjšim tokom določa, koliko elektrike lahko steče skozi niz celic.
Baterije: priporočamo hranjenje v hladnih prostorih, saj meritve kažejo, da se zmogljivost baterij pri 30 °C v primerjavi s stanjem pri 20 °C zmanjša za polovico. Pomembno je tudi polnjenje baterij v zimskem času kljub temu, da je PP zaprta. Prazna baterija zmrzne že ob ledišču, medtem ko polna pri ‒35°C. Predlagamo namestitev gel baterij, saj so se iz več vidikov izkazale kot primernejše. Rezultati tipizacije PP, ki je bila narejena na podlagi večjega števila energetskih značilnosti, povezujejo PP v posamezne razrede, ki so si z vidika proizvodnje in porabe energije podobne. Uporabljen metodološki pristop tipizacije ocenjujemo za uporabo v podobnih raziskavah kot primernega. Izračuni samozadostnosti PP z električno energijo so bili opravljeni na podlagi aktualnih in preverjenih podatkov. S posvetom z eksperti je metodologija izračunov proizvodnje električne energije iz vetrne in sončne pridobila na verodostojnosti. Rezultate lahko označimo kot zanesljive, predloge energetske sanacije pa, ozirajoč se tudi na tuje dobre primere praks, izvedljive. Za PP, ki niso dosegle zadostnosti z vidika električne energije zgolj z OVE, imamo realne in v nekaterih primerih lahko izvedljive rešitve. Dom Zorka Jelinčiča na Črni prsti se je bil do pred nekaj sezonami sposoben energetsko (z električno energijo) 100

preskrbet zgolj s pretvorbo sončne energije, čemu pa zaradi večjih potreb po električni energiji in udara strele, ki je ohromila FV sistem, ni več tako. Zamenjava kombiniranega hladilnika za varčnejšo izvedbo hladilne naprav in neonskih žarnic za varčnejša led svetila bi deloma privarčevala energijo – kot prednostno nalogo pa smo zaradi dotrajanosti baterij in sončnih celic izpostavili nadgradnjo FV sistema. Pokritje južne strešine objekta ob Vodnikovem domu na Velem polju s sončnimi celicami bi pomenilo energetsko samozadostnost zgolj s pretvorbo sončne energije. Strešina je z vidika usmeritve in naklonskega kota glede na poletni hod sonca primerna. Kot prednostno nalogo smo tako izpostavili nadgradnjo FV sistema s poudarkom na kapaciteti baterij. EG bi tako s trenutno sezonsko porabo 600 l postal zgolj rezervni vir energije. Triglavski dom na Kredarici je imel v letu 2012 poleg EG na fosilna goriva še dva OVE, in sicer sončno in vetrno energijo. Konkretnih napotkov glede možnosti varčevanja z vidika porab električnih naprav zaradi skopih podatkov ne moremo podati, predlagamo pa študijo o smiselnosti postavitve dodatne vetrnice, saj grafi oskrbovalca opreme kažejo, da je imel veter npr. v mesecu avgustu leta 2012 skoraj konkurenčen energetski doprinos kot FV sistem. Strešina objekta ob Koči na Planini pri Jezeru je bila v letu 2012 že popolnoma prekrita s sončnimi celicami. Predlagali bi namestitev dodatnih sončnih celic pod kotom, saj primernih strešin koča ni več imela. Kot prednostno nalogo za dosego energetske samozadostnosti navajamo zamenjavo električnih naprav za energetsko varčnejše izvedbe. Še posebej nas je presenetil velik delež porabe vodnih črpalk in elektromotorja čistilne naprave v skupni električni porabi. Zamenjava hladilnih naprav in žarnic za varčnejše izvedbe ter odstranitev hladilnik naprav za pijače (hlajenje v hladnih kletnih prostorih ali z vodo, ki je ne primanjkuje) bi Koči pri Triglavskih jezerih mesečno privarčevala 225 kWh. Izračun moči sončnega obsevanja in trajanja sonca na južni strešini Kosijevega doma na Vogarju podkrepi predlog investicije v nadgraditev FV sistema. Veliko pozornost velja nameniti največjim energetskim porabnikom med geografsko analiziranimi PP, kot sta npr. Triglavski dom na Kredarici in Koča ob Triglavskih jezerih. Prav največji energetski porabniki, ki niso samozadostni z vidika električne energije, so zgled manjšim PP. S premišljeno metodologijo dela smo v diplomskem delu dosegli namen in cilje, ravno tako pa kritično potrdili postavljeni hipotezi:
Sredogorske in visokogorske planinske postojanke, ki niso priključene na javno električno omrežje, večinoma že izkoriščajo sončno energijo, a v precej manjši meri, kot je to mogoče. Prav vse geografsko analizirane PP so imele v letu 2012 nameščen FV sistem. Večji izkoristek sončne energije bi dosegli s spremembo usmerjenosti in vpadnega kota sončnih celic ali pa z namestitvijo dodatnih sončnih celic na PP, ki imajo primerne strešne površine.
Naravni potencial omogoča energetsko samooskrbo: z GIS orodji smo izračunali sončno obsevanje in trajanje sonca ter vrednosti implementirali v izračune. Rezultati kažejo, da bi se bile prav vse koče sposobne oskrbovati s sončno energijo. Pomemben doprinos predstavlja vetrna energija. 101

V diplomskem delu smo dokazali, da naravni potencial omogoča energetsko oskrbo PP zgolj z rabo OVE. Prehod PP iz fosilnih na OVE naj poleg naravnega potenciala spodbudi še skrb za ranljivo kraško visokogorje. Uporaba fosilnih goriv poleg onesnaževanja z izgorevanjem predstavlja v primeru razlitja tudi nevarnost onesnaženja vodnih virov. Liter razlite nafte lahko onesnaži milijon litrov vode. Onesnažena voda (pa čeprav je bila onesnažena daleč stran v visokogorju) pa nam sledi kot slaba vest – prej ali slej bo pritekla skozi naše vodne pipe.

102

8. SUMMARY The geographical analysis of the energetic supply of the subalpine and alpine mountain outpost (MO) in the Triglav national park was based on data obtained in the field in summer of 2012. Interviewing administrators of MO, we tried to build the whole picture of the energetic supply of MOs through time – how it used to be in the previous years, what it is like in the present and we also took into account future plans. We obtained many additional data from alpine clubs as well. In the detailed geographical analysis we paid most attention to electrical and heating supply. Photovoltaic has become a classic energy source in the last 20 years. Wind energy as another renewable energy source (RES) can also contribute an important part in electricity supply – four MOs were using wind-generated electricity in 2012. Due to wind conditions we suppose that a few others MOs would also gain a lot by installing wind generators (peak power up to 10 kW). An electric generator was used on a daily basis on six MOs. Some MOs hadn’t used it in years. Most MOs use wood and gas for heating water, in seven cases solar panels are used for additional water heating (in five cases solar panels are also used for heating rooms). Based on nine features, a typology was designed in which we combined four categories of comparable MOs in terms of energy, production and consumption. The calculation of solar radiation and sunshine duration in the geographical locations of MOs was computed using the geographic information systems (GIS). We compared results with the officially measured ones (measurements taken by Slovenian Environment Agency – SEA). We found a weakness in the sunshine durations results calculated with GIS – the tools did not take into account average cloudiness. Results would be correct in case of fulltime sunshine during the whole year. Comparing calculated values (with GIS) to measured values (data of SEA) for four meteorological stations we got an average share which we used to correct GIS values for specific locations of MOs. There were no deviations in comparing calculated values (with GIS) of solar radiation to measured values (data of SEA). The calculation of the electrical supply potential, including solely the RES, has been drawn from the calculation of monthly electricity consumption (i.e. consumption of electrical appliances) and monthly electrical production from RES. In the consumption of electrical appliances, the consumptions of lamps, refrigerators and freezers were included. In cases where there were others big consumers, they were included too – constructed wetland was found especially energy consuming. The calculation of electrical productions from RES consisted of two parts – the first was production of electricity from wind energy and the second one from solar energy. Wind-generated electrical energy was calculated based on data of peak power of wind generator and duration of useful wind. Solar-generated electrical energy was in most cases (if only possible) calculated based on data of peak power of solar cells. In our calculations we paid much attention to the reduction of produced electrical energy due to higher temperature of solar cells, actual positions of solar cells which might not be the best according to the sun route and losses on inverter. The backup calculation which 103

was based on surface and efficiency of solar cells was used just in case total peak power of a certain MO was not known. Results showed that one third of geographically analyzed MOs cannot function using solely the RES. As expected, those MOs used electric generator on daily basis in 2012. For those, we came up with (using different literature and examples from abroad) concrete proposals in five steps: 1. Guidelines for a more economic use of electrical devices: lamps in common rooms should have motion sensors and timers; cooling devices should be set on highest acceptable temperature; devices should be completely turned off (no standby). 2. Reduction of electricity consumption by installing solar panels: electricity is no longer used for heating water in boilers. According to MO which in 2012 already had solar panels, 2 m2 should meet all the staff's needs for hot water. 3. Reduce of electricity consumption by removing consumable cooling devices for drinks: Cooling devices for drinks are one of the biggest consumers of electricity in MOs. We recommend storing drinks in smaller and energy-efficient refrigerators or preferably in cool cellars. If MO has enough water, storing in cold water is also an option. We find the innovation from Göppinger Hütte as brilliant for drinks that are stored in pressure containers (usually beer). 4. Reduction of electricity consumption by replacing devices with more energyefficient implementations: MOs should use LED lightning as they consume half less than energy saving bulbs. When replacing cooling devices, MOs should take into consideration whether it is possible to operate with smaller devices (the most energy-efficient one). Some proposals for other devices like water pump, electro motors of constructed wetlands etc. 5.

Guidelines about photovoltaic: AC-binding of components is recommended. •

•

Solar cells: notice if the position (orientation and angle) of solar cells is suitable in the view of sun route. It is also necessary to provide a sufficient cooling system and prevent shading of solar cells. Batteries: storing in a cool place since measurement show that the capacity of the batteries at 30°C compared to 20°C is reduced by half; gel batteries are preferred as they are in many respects proven to be more suitable.

Methodology of designed typology in which we combined four categories of comparable MOs in terms of energy production and consumption is believed to be appropriate for use in similar studies. Calculations of sufficiency in electricity supply using solely RES were carried out on basis of current and verified data. Consultation with experts about the methodology of calculation of electricity production from wind and solar energy added credibility. The results

104

can be described as reliable and proposals of energy rehabilitation (in view of making MO energetically sustainable) feasible. The most attention should be paid to the largest energy users among all the analyzed MOs e.g. The Triglav Hut on Kredarica and The Mountain hut near Triglav lakes. The largest energy users, who are not self-sufficient in terms of electricity supply, are an example for smaller MOs. Fixing their energy supply should be a priority. By carefully worked out methodology in our thesis we achieved the purpose and objectives and also critically confirmed our hypothesis: • The subalpine and alpine mountain outpost, which are not connected to the public electricity network, mostly use solar energy but in a much lesser extend than possible: All geographically analyzed MOs had photovoltaic in summer of 2012. More solar energy could be transformed if MOs set solar cells in the most adequate orientation and angle or/and install extra solar cells. • Natural potential allows energy self-sufficiency: We calculated solar radiation and sunshine duration for geographical locations of MOs using GIS tools. The results show that all of the MOs are able to supply themselves with solar energy. Wind energy represents a significant contribution. In this thesis we confirmed that natural energy potential enables the supply of geographically analyzed MOs solely with RES. The transition from fossil fuel to RES should be accelerated also due to vulnerable karst mountain environment where MOs are located. The use of fossil fuels is, apart from the combustion pollution, also a threat in the event of a spill which can cause the contamination of water resources. One liter of spilled oil can contaminate one million liters of water. Polluted water (even if it was contaminated far away in mountains) follows us like a bad conscience – sooner or later it will flow through our water pipes.

105

9. VIRI IN LITERATURA 1. Arh, T., 2012. Energetska oskrba Doma Valentina Staniča (v imenu Planinskega društva Javornik – Koroška Bela) (osebni vir, 31. 7. 2012). 2. Arkar, C, Medved, S., 2009. Energija in okolje. Obnovljivi viri energije. Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Zdravstvena fakulteta in projekt CONCERTO/REMININGLOWEX, 177 str. 3. ARSO. Heliograf. URL: http://meteo.arso.gov.si/met/sl/climate/observationstations/description/ (Citirano 23. 1. 2013). 4. ARSO. Kredarica – referenčno obdobje 1961‒1990. URL: http://www.arso.gov.si/vreme/napovedi%20in%20podatki/kredarica.htm (Citirano 16. 11. 2012). 5. Balažic, R., 2013. Energetska oskrba Koče na Planini pri Jezeru (v imenu Planinskega društva Integral) (osebni vir, 10. 1. 2013). Ljubljana. 6. Boljat, S., 2012. Energetska oskrba Koče na planini Razor (v imenu Planinskega društva Tolmin) (osebni vir, 3. 8. 2012). Planina Razor. 7. Brecl, K., Krč, J., Opara Krašovec, U., Smole, F., Topič, M., Vukadinović, M., 2012. Elektrika iz Sonca. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko, Laboratorij za http://paris.fe.unifotovoltaiko in optoelektroniko. URL: lj.si:81/El_iz_sonca/el_iz_sonca.htm (Citirano 22. 4. 2012). 8. Brečko, J., 2012. Energetska oskrba Zasavske koče na Prehodavcih (osebni vir, 31. 7. 2012). 9. Ceneje.si – center spletnih nakupov. Hlajenje. URL: http://www.ceneje.si/dom-invrt/hlajenje (Citirano 10. 1. 2013). 10. Cunder, E., 2013. Energetska oskrba Koče na Mangartskem sedlu (osebni vir, 23. 1. 2013). 11. Čeh, J., 2013. Osnove fotovoltaičnih sistemov in električna oskrba Triglavskega doma na Kredarici (osebni vir, januar 2013); 12. Debeljak, J., 2013. Energetska oskrba Pogačnikovega doma na Kriških podih (v imenu Planinskega društva Radovljica) (osebni vir, 29. 7. 2012). 13. Dretnik, D., 2011. Kako planinske koče v visokogorju vplivajo na okolje? Planinski vestnik, 111, 7, str. 4‒5. 14. Dretnik, D., 2012. Dodelitev znaka »Okolju prijazna koča«. URL: http://www.pzs.si/javno/dokumenti/gk%20pzs/GK_PZS-Projekt-ZnakOPK_in_vprasalnik2012.pdf (Citirano 25. 1. 2013). 15. Eitel, R., 2009. Göppinger Hütte – Technische Details des Energiekonzeptes. Umweltgerechte Konzepte fü Berg- und Schutzhütten. 9. Internationale Fachseminar. Deutscher Alpenverein, 219 str. 16. Elektro Maribor – Zamenjajte navadno žarnico z varčno sijalko. URL: http://www.elektro-maribor.si/index.php/ucinkovita-raba/81-zamenjajte-navadno-

106

zarnico-z-varcno-zarnico/92-zamenjajte-navadno-zarnico-z-varcno-zarnico (Citirano 28. 12. 2013). 17. Elmazović, S., 2012. Energetska oskrba Kosijevega doma na Vogarju (osebni vir, 1. 8. 2012). Vogar. 18. Energija doma – Hladilniki - Kako zmanjšamo porabo električne energije in s tem izpuste CO2. URL: http://www.energijadoma.si/znanje/zanimivosti/hladilniki-kakozmanjsamo-porabo-elektricne-energije-in-s-te (Citirano: 12. 1. 2013). 19. Energijsko varčna svetila - Novi predpisi o svetilih in označevanju. URL: http://ec.europa.eu/energy/lumen/overview/whatchanges/index_sl.htm (Citirano 25. 12. 2012). 20. Erlah, F., 2012. Energetska oskrba Vodnikovega doma na Velem polju (v imenu Planinskega društva Srednja vas v Bohinju) (osebni vir, julij 2012). Velo polje. 21. Fotonapetnostni moduli. BISOL. URL: http://www.bisol.com/si/fotonapetostnimoduli.html (Citirano 22. 4. 2012). 22. Fotovoltaika. PV portal – slovenski portal za fotovoltaiko. URL: http://pv.fe.unilj.si/Uvod.aspx (Citirano 22. 4. 2012). 23. Hubert, D., Hubmann, J., Höfler, H., Niederberger, T., Steinbacher, G., 2011. Smernice za okolju primerno tehniko na planinskih kočah. Načrtovanje, izgradnja, obratovanje, vzdrževanje. Ljubljana, Planinska zveza Slovenije, 128 str. 24. Iskra, B., 2013. Energetska oskrba Zavetišča pod Špičkom (osebni vir, 9. 1. 2013). Ljubljana. 25. Jelovšek, G., 2012. Energetska oskrba Bregarjevega zavetišča na planini Viševnik (osebni vir, 14. 12. 2012). 26. Jenko, A., 2013. Energetska oskrba Triglavskega doma na Kredarici (osebni vir, december 2012 – januar 2013). 27. Kako delimo solarne celice. Fotovoltaika-on.net. URL: http://fotovoltaikaon.net/solarne-celice/kako-delimo-solarne-celice.html (Citirano 23. 4. 2012). 28. Kampuš, B., 2013. Energetska oskrba Zasavske koče na Prehodavcih (osebni vir, 24. 1. 2013). 29. Kastelec, D., Rakovec, J., Zakšek, K., 2007. Sončna energija v Sloveniji. Ljubljana, Založba ZRC, ZRC SAZU, 136 str. 30. Klinar, I., 2012. Energetska oskrba Doma Planika pod Triglavom (osebni vir, 31. 7. 2012). 31. Komac, M., Leskovšek, T., 2011. Kakšno je stanje v slovenskem visokogorju? Planinskih vestnik, 111, 7, str. 13‒15. 32. Kontiki Solar – Solarni moduli. URL: http://www.kontiki-solar.si/14-solarni-moduli (Citirano 27. 1. 2013). 33. Kriteriji za postavitev solarne – sončne elektrarne. URL: http://www.tiba.si/clanki/kriteriji-za-postavitev-solarne-soncne-elektrarne.html (Citirano 24. 4. 2012). URL: 34. Kumer – hladilna tehnika. Hladilniki za pijačo. http://www.kumer.si/index.php?stev=281&jez=1&sta=S&kat=1356&pg=p031&templ 107

ate=281&toggle=1&st_gumb=593&titl=hladilniki%20za%20pija%E8o (Citirano: 11. 1. 2013). 35. Lazar, T., 2000. Uporaba fotovoltaičnih sistemov za oskrbo planinskih koč z električno energijo. V: Duhovnik, J., Sbrizaj, D. (ur.). Planinske koče in varstvo okolja. Posvet. Ljubljana, Planinska zveza Slovenije, str. 46‒48. 36. Led svetloba – spletna trgovina. URL: http://www.ledsvetloba.si/ (Citirano: 28. 12. 2012) 37. Life's Good - First Total No Frost LG A+++. URL: http://www.lg.com/it/frigoriferi/lgGB7143A2SF-combinati (Citirano: 11. 1. 2013). 38. Meglič, M., 2012. Energetska oskrba Zavetišča pod Špičkom) (osebni vir, 5. 8. 2012). Pod Špičkom. 39. Menz, V., 2008. Umwelttechnik für alpine Berg- und Schutzhütten: Hintergrundwissen, Tipps und Beispiele aus der Praxis. 1. izdaja. Müchen, Bergverlag Rother GmbH, 294 str. 40. Mežnar, J., 2013. Energetska oskrba Koče na planini Razor (osebni vir, 22. 1. 2013). 41. Mihelič, Z., 2012. Podeljevanje znaka Okolju prijazna koča – poziv za oddajo vlog. URL: http://www.pzs.si/novice.php?pid=6916 (Citirano 25. 1. 2013). 42. Monte Rosa Hütte, 2883m. URL: http://www.section-monte-rosa.ch/cabanes_4.htm (Citirano 23. 1. 2012). 43. Načrtovanje SE. PV portal – slovenski portal za fotovoltaiko. URL: http://pv.fe.unilj.si/Lega.aspx (Citirano 24. 4. 2012). 44. Naprudnik, M., 2009. Dosedanji dosežki PZS na področju varstva okolja. URL: http://www.pzs.si/novice.php?pid=4774 (Citirano 5. 2. 2013). 45. Nara refrigeration – hladilniki pijač. URL: http://www.nara.si/produkti/hladilnikipijac/za-pijaco/ (Citirano 11. 1. 2013). 46. Neue Monte Rosa-Hütte SAC. URL: http://www.neuemonterosahuette.ch/index.php (Citirano 23. 1. 2013). 47. Nova EU energijska nalepka. Hladilniki – 10 razredov. URL: http://www.newenergylabel.com/si/labelcontent/refrigerators_10classes (Citirano 25. 12. 2012). 48. Okrslar, M., 2012. Energetska oskrba Doma Planika pod Triglavom in Koče na Doliču (osebni vir, 26. 11. 2012). 49. Pogačar, J., 2012. Energetska oskrba Gomiščkovega zavetišča na Krnu (osebni vir, 4. 8. 2012). 50. Podobnikar, T., 2008. Nadgradnja modela reliefa Slovenije z visokokakovostnimi podatki. Geodetski vestnik, 52, str. 34–53. URL: http://www.geodetskivestnik.com/52/4/gv52-4_834-853.pdf (Citirano 13. 12. 2012). 51. Podobnikar, T., 2012. Digitalni modeli višin v Sloveniji (osebni vir, 12. 4. 2012). Ljubljana. 52. Potočnik, M., 2012. Energetska oskrba Koče na (osebni vir, 31. 7. 2012). Koča na Doliču.

108

53. Preise.de – AEG Elektrolux. URL: http://www.preis.de/produkte/AEG-ElectroluxArctis-A-71100-TSWO/1505390.html#pdp_details (Citirano 12. 1. 2013). 54. Poje, J., 2000. Stanje okolja v Triglavskem narodnem parku z vidika rabe energije. Diplomska naloga. Ljubljana, Fakulteta za strojništvo, 107 str. 55. PZS. Kaj je planinska koča. URL: http://www.pzs.si/vsebina.php?pid=16 (Citirano 14. 3. 2012). 56. PZS. Kategorije planinskih postojank. URL: http://www.pzs.si/vsebina.php?pid=39 (Citirano 16. 3. 2012). 57. PZS. Planinske koče. URL: http://www.pzs.si/koce.php?reg=3 (Citirano 12. 4. 2012). 58. PZS. Predstavitev. URL: http://www.pzs.si/vsebina.php?pid=1 (Citirano 5. 2. 2013). 59. Solar Radiation (Spatial Analyst) ‒ ArcGIS Desktop 9.3 Help. URL: http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.3/index.cfm?TopicName=Understanding_sola r_radiation_analysis (Citirano 13. 12. 2012). 60. Solarni sistemi. Elektrarne.net. URL: http://www.elektrarne.net/solarni-sistemi/ (Citirano 1. 5. 2012). 61. Solarni sistemi – Solarix. URL: http://www.solarix.si/Solarni%20sistemi%20za%20ogrevanje%20vode%20s%20plosc atimi%20kolektorji (Citirano 1. 5. 2012). 62. Solarni sistemi – Solarko. URL: http://www.solarko.si/ (Citirano 1. 5. 2012). 63. Sončna energija – Obnovljivi viri energije – Prihodnost je obnovljiva. URL: http://www.focus.si/ove/index.php?l1=vrste&l2=soncna (Citirano 22. 4. 2012). 64. Sončne celice. E-bajt d.o.o. URL: http://www.e-bajt.si/soncne_celice.html (Citirano: 22. 4. 2012). 65. Sončne celice – fotovoltainčni sistemi. Tehnologije neodvisne proizvodnje električne energije malih moči z uporabo obnovljivih virov energije. URL: http://lab.fs.unilj.si/ee/diploma1/index2.htm (Citirano 22. 4. 2012). 66. Sončni kolektorji – Ekoenergija. URL: http://www.ekoenergija.eu/soncni_kolektorji.htm ( Citirano 1. 5. 2012). 67. Sončni kolektorji – Lontech. URL: http://www.lontech.si/soncni-kolektorji (Citirano 1. 5. 2012). 68. Sončno sevanje. PV portal ‒ slovenski portal za fotovoltaiko. URL: http://pv.fe.unilj.si/Obsevanje.aspx (Citirano 21. 4. 2012). 69. Štenkler, T., 2012. Energetska oskrba Doma Zorka Jelinčiča na Črni prsti) (osebni vir, 25. 9. 2012). Ljubljana. 70. Tavčar, Z., 2012. Energetska oskrba Doma Valentina Staniča (osebni vir, 29. 9. 2012). 71. Tehnološka platforma za fotovoltaiko. URL: http://www.pv-platforma.si/ (Citirano 22. 4. 2012). 72. Termosolarni sistemi – Hidria. URL: http://si.hidria.com/si/klima/programi/ss/ (Citirano 1. 5. 2012). 73. TNP. URL: http://www.tnp.si/ (Citirano 20. 1. 2013). 74. Tomc, J., 2012. Energetska oskrba Blejske koče na Lipanci (osebni vir, 5. 8. 2012).

109

75. Trojar, M., 2013. Energetska oskrba Doma Zorka Jelinčiča na Črni prsti (osebni vir, 10. 1. 2013). Ljubljana. 76. Turk, D., 2000. Preskrba planinskih koč z energijo. V: Duhovnik, J., Sbrizaj, D. (ur.). Planinske koče in varstvo okolja. Posvet. Ljubljana, Planinska zveza Slovenije, str. 42‒45. 77. Uranič, H., 2012. Energetska oskrba Koče pri Triglavskih jezerih (osebni vir, 31. 7. 2012). 78. Uresničujemo, z energijo varčujmo. URL: http://www.uresnicujmo.si/ (Citirano 25. 12. 2012). 79. Varstvo okolja pri planinskih postojankah v Triglavskem narodnem parku. 1997. Šolar, M. (ur.). Bled, Triglavski narodni park, 96 str. 80. Vidmar, D., 2012. Energetska oskrba Triglavskega doma na Kredarici (osebni vir, 31. 7. 2012). 81. Vodopivec, T., 2012. Vetrni generator za potrebe energetske oskrbe Gomiščkovega zavetišča na Krnu (osebni vir, 23. 11. 2012). Ljubljana. 82. Voler, I., 2012. Energetska oskrba Koče na Planini pri Jezeru (osebni vir, 1. 8. 2012). 83. Vertačnik, G., 2013. Sončno sevanje in obsevanje v TNP; urne temperature zadnjih 10 avgustov v TNP (od avgusta 2003 do vključno avgusta 2012) (osebni vir, 23. 1. 2013). Ljubljana. 84. Vzhod in zahod Sonca ter Lune, dolžina dneva, navtični mrak za leto 2012. URL: http://www.observatorij.org/Efemeride/sonce12.html (Citirano: 27. 1. 2013). 85. Zakotnik, I., 2011. Gorskemu okolju prednost pred gospodarskim dobičkom. Planinski vestnik, 111, 7, str. 6‒9. 86. Zakotnik, I., 2012a. Analiza stanja energetske infrastrukture. V: Izhodišča za Načrt upravljanja Triglavskega narodnega parka 2012-2022. Kus Veenvliet (ur.). Bled, Javni zavod Triglavski narodni park. URL: http://www.tnp.si/images/uploads/6_9_Analiza_energetska_infrastruktura_dopolnjeno .pdf (Citirano 24. 4. 2012). 87. Zakotnik, I., 2012b. Energetska oskrba planinskih postojank TNP (osebni vir, 11. 4. 2012). Bled. 88. Zupan, N., 2013. Energetska oskrba Koče v Krnici (osebni vir, 23. 1. 2013). 89. Zakon o gostinstvu, 2007. URL: http://zakonodaja.gov.si/rpsi/r08/predpis_ZAKO5238.html (Citirano 16. 3. 2012) 90. Zakon o društvih, 2006. URL: http://zakonodaja.gov.si/rpsi/r02/predpis_ZAKO4242.html (Citirano 16. 3. 2012).

110

10. PRILOGE Poglavje je sestavljeno iz petih delov. Prva štiri podpoglavja predstavljajo teoretično podporo diplomskemu delu, zadnje pa je aplikativni prikaz energetskega koncepta (z vidika električne energije) največje geografsko analizirane PP TNP, Triglavskega doma na Kredarici.

10.1. TEORETIČNO OZADJE IZRAČUNA ORODJA RADIATION PROGRAMSKE OPREME ESRI ARCMAP 9.3

SOLAR

Topografija52 je eden ključnih dejavnikov sončne obsevanosti določene lokacije. Na vrednost te odločilno vplivajo nadmorska višina, naklon in usmeritev pobočij ter sence (Solar Radiation …, 2012). Kvaliteta reliefnih podatkov je tako pomembna sestavina uspešne analize. Orodja za izračun sončnega obsevanja v programu ESRI© ArcMap™ 9.3 upoštevajo sledeče dejavnike (Solar Radiation …, 2012): • atmosferske učinke; • geografsko širino in nadmorsko višino; • naklon; • usmeritev pobočij; • spremembe vpadnega kota sonca tekom dneva in leta; • učinek senc okolice. Sončno obsevanje sestavljajo tri komponente53, in sicer: • direktno sončno obsevanje (obsevanje pride do točke na terenu neposredno) – predstavlja največji delež; • difuzno sončno obsevanje (od delcev v ozračju, npr. oblakov ali prahu, odbito obsevanje) – predstavlja drugi največji delež; • reflekcijsko sončno obsevanje (svetloba, odbita od tal) – tovrstno obsevanje ne nosi večje vloge v skupni obsevanosti, z izjemo lokacij, ki so obkrožene z močno reflekcijskimi površinami, recimo snežno odejo. Zaradi manjše pomembnosti reflekcijskega obsevanja v celotnem obsevanju orodja Solar Radiation upoštevajo zgolj direktno in difuzno obsevanje. Predvidevamo lahko, da rezultati modela za zimsko obdobje, ko okolico PP več mesecev obkroža snežna odeja, niso pravilni. Izračun bilance oskrbe z električno energijo posameznih PP pa je bil narejen za mesec avgust. Takrat v okolici PP praviloma ni snežne odeje (vsaj ne za daljši čas) in je tako vloga reflekcijske sestavine sončnega obsevanja zanemarljiva.

52 53

Fizičnogeografske značilnosti terena. Več o komponentah sončnega obsevanja v poglavju 5.1.1 Vpliv ozračja na oslabitev sončne energije.

111

Izračun je izveden v štirih korakih, in sicer (Solar Radiation …, 2012): 1. Izračun razglednosti na podlagi topografije V prvem koraku je izdelan raster celotnega neba z zgolj dvema vrednostma, in sicer ali je določen del neba iz definirane točke viden (npr. vrednost 1) ali ne (npr. vrednost 0). Z običajnimi nastavitvami tako horizont kot vpadni kot razdelimo na osem enakih delov in izračunamo razglednost, vmesne vrednosti pa interpoliramo. Slika 58: Primer razglednosti iz geografsko določene točke.

Vir: Solar Radiation …, 2012 Leva slika prikazuje reliefne značilnosti okolice geografsko določene točke. Na srednji je prikazan previšan horizont glede na razglednost iz iste točke kot pri levi sliki. Tretji prikaz je dejanska fotografija iz točke (zaobjame vse smeri neba). 2. Prekritje karte direktnega sončnega obsevanja s karto razglednosti V drugem koraku je izdelan raster, ki prikazuje spremembo pozicije sonca na nebu tekom dneva (po urah) in obenem tekom leta (v dnevih ali mesecih). Na izračun sektorjev lege sonca vplivata predvsem geografska širina in definicija časovnega intervala sektorjev. V zaključni fazi karto direktnega sončnega obsevanja zgolj še prekrijemo s karto razglednosti.

112

Slika 59: Karti direktnega sončnega obsevanja – desna je dodatno prekrita s karto razglednosti.

Vir: Solar Radiation …, 2012 Levi primer prikazuje karto direktnega sončnega obsevanja za 45° s.g.š., ki zajame čas od zimskega solsticija (21. 12) do poletnega solsticija (21. 6). Vsak sektor predstavlja lego sonca v polurnem intervalu tekom dneva in mesečnem intervalu tekom leta. Desni primer je dodatno prekrit s karto razglednosti. 3. Prekritje karte difuznega sončnega obsevanja s karto razglednosti Difuzna svetloba prihaja iz vseh smeri neba in je rezultat sipanja na atmosferskih sestavinah, kot so npr. oblaki, prah itd. Ovrednotimo jo za vsak sektor – tega omejimo z azimutom in vpadnim kotom. Slika 60: Karti difuznega sončnega obsevanja – desna je dodatno prekrita s karto razglednosti.

Vir: Solar Radiation …, 2012

113

Levi primer prikazuje karto difuznega obsevanja, razdeljeno v sektorje na podlagi 8 vpadnih kotov in 16 smeri neba. Desni primer je dodatno prekriti s karto razglednosti. 4. Ponovitev procesa za vsako interesno točko za izdelavo karte osončenosti Za izračun osončenosti in trajanja sonca na analiziranih PP smo uporabili orodje Točkovno sončno obsevanje (orig. Point Solar Radiation).

114

10.2. FOTOVOLTAIKA Fotovoltaika (v nadaljevanju FV) je »mlada znanstvena veda in še mlajša gospodarska panoga, ki že dokazuje, še bolj pa obeta, da bo pomembno pripomogla k trajnostni oskrbi z električno energijo in pri tem ne bo obremenjevala okolja« (Fotovoltaika …, 2012). Fotonapetostni sistemi pretvarjajo s pomočjo fotoelektričnega efekta energijo sončnega obsevanja neposredno v električno energijo (Fotovoltaika …, 2012; Hubert in sod., 2011, str. 35). Pri tem ni nastanka emisij, kot so plini, hrup ali odpadne vode (Hubert in sod., 2011, str. 35). Proces neposredne pretvorbe se vrši v raznovrstnih sončnih celicah, ki so povezane v fotonapetostni modul. Učinkovitost pretvorbe je odvisna od tipa sončnih celic in pogojev delovanja. Najbolj izpopolnjeni sistemi uspejo pretvoriti že preko 40 % prejete sončne energije54. Modularna zasnova fotonapetostnih generatorjev omogoča izdelovanje sistemov za oskrbo z električno energijo zelo različnih moči – od samo nekaj tisočink vata za zapestne ure do sistemov z nazivno močjo nekaj kW za samostojne porabnike, kot so na primer planinske postojanke, in celo do omrežnih fotonapetnostnih sistemov, t. i. sončnih elektrarn, z nazivno močjo nekaj deset MW (Fotovoltaika …, 2012; Brecl in sod., 2012)55.

10.2.1. FOTONAPETOSTNI POJAV V SONČNIH CELICAH Fotonapetostna pretvorba energije je direktna pretvorba sončne energije v električno. Pretvorba se dogaja v t. i. sončnih celicah, ki so polprevodniške diode, zgrajene iz dveh različnih tipov polprevodniških plasti. Ena plast, polprevodnik tipa n, ima presežek elektronov, druga plast, polprevodnik tipa p, pa primanjkljaj elektronov (presežek vrzeli) (Fotovoltaika …, 2012). Slika 61: Prostorski naboj v diodi.

Vir: Fotovoltaika …, 2012

54

Materiali in izkoristki sončnih celic so predstavljeni v poglavju 9.2.2. Materiali za sončne celice. Sestavni deli fotonapetostnega sistema in delitev teh glede na namembnost so navedeni v poglavju 9.2.3. Fotonapetostni sistemi. 55

115

Sestavo sončne celice lahko najbolj razumljivo razložimo na primeru silicija. Silicij je štirivalenten kemijski element, v katerem se atomi medsebojno vežejo v kristal (kot npr. pri diamantu). Če v strukturo vnesemo primesi fosforja, ki je petvalenten, ostane ena vez prosta in s tem en slabše vezani elektron. Če v strukturo vnesemo primesi bora, ki je trivalenten, pa en elektron primanjkuje. Tako dobimo plasti tipa n in p, ki imata presežek oz. primanjkljaj elektronov. Če bi ta dva tipa polprevodnika združili56, bi prišlo preko stične površine do difuzije nabojev. Elektroni iz polprevodnika n pričnejo prodirati v polprevodnik tipa p, medtem ko vrzeli prodirajo iz polprevodnika tipa p v tip n. Tako ob robu spoja v polprevodniku tipa p nastane negativni prostorski naboj, v tipu n pa pozitiven. Ustvarjeni naboj povzroči električno polje, ki zavira nadaljnjo difuzijo delcev. V kolikor električno polje ne bi nastalo, bi delci prodirali tako dolgo, dokler ne bi bili po celotnem polprevodniku porazdeljeni enakomerno. Območje, kjer se poruši električna nevtralnost, imenujemo prehodno (osiromašeno) področje (znano tudi kot področje prostorskega naboja). S priključitvijo zunanje napetosti na zgradbo s pn spojem se zaviralno električno polje v prehodnem področju spreminja in skozi diodo lahko steče električni naboj samo v eni smeri. V osvetljeni sončni celici se formirajo pari elektron-vrzel. Električno polje loči in povleče elektrone iz prehodnega področja v polprevodnik tipa n, vrzeli pa v polprevodnik tipa p. Elektroni in vrzeli se v nevtralnem delu premikajo proti kontaktoma s pomočjo difuzije. Ločitev elektronov in vrzeli povzroči napetostno razliko na kontaktih, ki ob priključitvi porabnika požene električni tok (Fotovoltaika …, 2012). Slika 62: Shema delovanja silicijeve sončne celice.

Vir: Sončne celice …, 2012

56

Združitev v praksi sicer ni mogoče izvesti – primer nam pomaga zgolj pri razumevanju.

116

10.2.2. MATERIALI ZA SONČNE CELICE Trenutno je najbolj pogost material za sončeve celice silicij. Kristalni silicij je lahko v dveh oblikah – monokristalni ali polikristalni. Razlika med njima je zgolj v kristalni mreži. Poznamo tudi celice iz amorfnega silicija, katere pa PP zaradi majhnih izkoristkov praviloma ne uporabljajo. Monokristal je urejena kristalna mreža silicijevih atomov. Vsak silicijev atom je vezan s štirimi sosednjimi silicijevimi atomi, zaradi česar je struktura kristala zelo podobna diamantni strukturi (Fotovoltaika …, 2012). Monokristalne sončne celice ne morejo pretvoriti več kot 25 % sončne energije v električno, zato ker sevanje infrardečega področja v elektromagnetnem spektru nima dovolj energije, da bi ločil pozitivne in negativne naboje v materialu (Sončne celice …, 2012). Komercialne celice imajo izkoristke okoli 15–18 % (Fotovoltaika …, 2012; Sončna energija …, 2012; Tehnološka platforma …, 2012; Kako delimo …, 2012). Slika 63: Monokristalne silicijeve sončne celice.

Vir: Fotonapetnosti moduli …, 2012 Polikristalni silicij je za razliko od monokristala sestavljen iz več posameznih kristalov. Ti kristali oz. zrna imajo svoje mreže orientirane povsem naključno. Območja med zrni imajo strukturne in površinske napake, zaradi česar nastaja električno polje, ki zavira transporte med zrni (Fotovoltaika …, 2012). Polikristalne sončeve celice imajo izkoristek manjši od 20 % (Sončne celice …, 2012). Komercialne celice imajo izkoristek ocenjen na 12‒14 % (Fotovoltaika …, 2012) oz. 13–15 % (Tehnološka platforma …, 2012; Sončne celice – fotovoltaični …, 2012). Ker se polikristalne sončne celice dobro obnašajo tudi v območju difuzne svetlobe, so za naše podnebje primerne. S tem tipom modulov na celoletnem nivoju dosežemo tudi do 4 % višje letne donose kot z monokristalnimi (Kako delimo …, 2012).

117

Slika 64: Polikristalne silicijeve sončne celice.

Vir leve slike: Fotonapetnosti moduli…, 2012; vir desne slike: Sončne celice – fotovoltaični …, 2012

10.2.3. SONČNI MODUL Posamezne sončne celice v večini primerov ne ustvarjajo dovolj velike napetosti, zato jih povezujemo v večje enote, module. Včasih so bile celice namenjene predvsem za polnjenje 12V baterij, kar je pomenilo 36 v serijo vezanih celic. Danes imajo moduli, ki so namenjeni predvsem sončnim elektrarnam, poleg standardnih vrednosti (12V, 24V, 48V) različne nominalne vrednosti. Celice v modul lahko vežemo zaporedno, s čimer povečujemo napetost, oz. vzporedno, s čimer povečujemo tok modula. Med seboj povezane celice nato vstavimo med vrhnje steklo in steklo ali plastiko na zadnji strani. Takšen laminat je običajno uokvirjen z aluminijem (Fotovoltaika …, 2012). Slika 65: Prerez zgradbe modula.

Vir: Fotovoltaika …, 2012

118

10.2.4. FOTONAPETOSTI SISTEMI Fotonapetostni sistemi so sestavljeni iz večjega števila sončnih modulov. Sisteme delimo na samostojne in omrežne. Samostojni sistemi so običajno namenjeni proizvajanju električne energije na predelih, kjer ni električnega omrežja (npr. gorske koče), medtem ko so omrežni sistemi namenjeni proizvodnji električne energije, ki se direktno oddaja v električno omrežje (Fotovoltaika …, 2012). V diplomskem delu se ukvarjamo z energetsko oskrbo PP, na katerih so vzpostavljeni samostojni sistemi. SAMOSTOJNI FOTONAPETOSTNI SISTEMI za napajanje naprav ali majhnih porabnikov so praviloma sestavljeni iz fotonapetostnega generatorja, polnilnega regulatorja, akumulatorja in regulatorja napetosti. Slika 66: Shematski prikaz osnovnega fotovoltaičnega sistema za napajanje enosmernih porabnikov.

Vir: Fotovoltaika …, 2012; Brecl in sod., 2012 Fotonapetostni generator je sestavljen iz medsebojno povezanih PV modulov. Standardni moduli so dimenzionirani za nominalne napetosti okrog 15 do 17 voltov in so primerni za polnjenje 12 voltnih akumulatorjev. Mehanska konstrukcija modulov mora biti zasnovana tako, da bo dolgoročno odporna proti vplivom okolja (tudi ekstremnim vremenskih razmeram, kot so npr. ekstremne temperature, nevihte in toča). Življenjska doba PV modulov običajno presega garancijsko, ki je trenutno 20 ali celo 25 let. Vso življenjsko dobo mora biti zagotovljena popolna električna varnost, ravno tako pa mora sončni generator do konca nominalne življenjske dobe obdržati 80 % nominalne moči. Za zaščito baterij pred prenapolnitvijo ali preizpraznitvijo uporabljamo med fotonapetostnim generatorjem, baterijo in uporabnikom električne energije regulator polnjenja. Polnilni regulator prilagaja vhodno maksimalno moč PV-generatorja in regulira polnjenje ter vsebuje tudi zaščitno diodo, ki ščiti baterije pred izpraznitvijo. Regulator napetosti pretvarja in prilagaja spreminjajočo napetost PV-generatorja na napetost porabnika (praviloma je del polnilnega regulatorja). Baterije

119

shranjujejo energijo, ki jo proizvede PV-generator in deluje kot generator ponoči in ob slabem vremenu. V majhnih sistemih se običajno uporabljajo svinčeve baterije (Brecl in sod., 2012).

120

10.3. TERMOSOLARNI SISTEMI Solarni sistemi pretvarjajo sončno energijo v uporabno toploto (Solarni sistemi, 2012). V sprejemnikih sončne energije (v nadaljevanju SEE) se mešanica vode in glikola (tj. prenosnik toplote) segreva in kroži po ceveh med SSE in solarnim zalogovnikom, v katerem se topla voda potem shranjuje. Na solarnem zalogovniku je elektronski krmilnik, ki ves čas spremlja temperaturo na SSE in v solarnem zalogovniku. V kolikor je temperatura na SSE višja kot v zalogovniku, krmilnik zažene črpalko in tako pride do pridobivanja koristne toplote iz sončne energije. Ko se temperaturno razmerje obrne, se črpalka izključi (Sončni kolektorji – Lontech, 2012).

10.3.1. SESTAVA TERMOSOLARNEGA SISTEMA Vsi solarni sistemi vsebujejo naslednje komponente (Solarni sistemi, 2012): • sprejemniki sončne energije (SSE) oz. solarni kolektorji; • zalogovnik sanitarne vode z izmenjevalnikom toplote; • solarna postaja s črpalko in nadzorom57; • razvod z ustrezno delujočim solarnim medijem58.

10.3.1.1 SPREJEMNIKI SONČNE ENERGIJE ALI SOLARNI KOLEKTORJI V sprejemnikih sončne energije (v nadaljevanju SSE) se izvaja pretvorba sončne energije v uporabno toploto (Solarni sistemi, 2012). Obstajata dve glavni skupini SEE, in sicer (Sončni kolektorji – Lontech, 2012; Solarni sistemi – Solarko, 2012): • ploščati sprejemniki sončne energije; • vakuumski sprejemniki sončne energije.

57 58

Solarna postaja je osrednji del solarnega sistema. Omogoča prenos solarnega medija (Solarni sistemi, 2012). Solarni medij je snov, ki teče skozi sistem in omogoča ogrevanje vode (Solarni sistemi, 2012).

121

Slika 67: Primer ploščatega sprejemnika sončne energije (levo) in vakuumskega sprejemnika sončne energije (desno).

Vir obeh slik: Solarni sistemi – Solarko, 2012

10.3.1.1.1. PLOŠČATI SPREJEMNIKI SONČNE ENERGIJE Ploščati SSE so na področju uporabe sončne energije poznani najdlje in so bili predvsem v zadnjem obdobju tehnološko dobro izpopolnjeni. Uporabljajo se tako za ogrevanje sanitarne vode kot tudi za podporo ogrevanju prostorov. Sestavljeni so iz kovinskega okvirja s hrbtno termoizolacijo, na katero sta položena ploščati absorber ter steklo, ki ga prekriva. Absorber je običajno izdelan iz bakrene pločevine, ki je lasersko zavarjena na bakreno snov, v kateri se pretaka prenosni medij. Steklo je pomemben del SSE, saj ima nalogo, da omogoči maksimalni prehod sončnih žarkov do absorberja in preprečuje odboj žarkov nazaj v okolico. Izkoristek SSE je poleg dobre izolacije odvisen predvsem od kvalitete stekla in absorberja (Solarni sistemi – Solarko, 2012; Sončni kolektorji – Lontech, 2012). Prednosti ploščatih sprejemnikov sončne energije (Solarni sistemi – Solarko, 2012; Sončni kolektorji – Lontech, 2012): • glede na površino so cenejši od vakuumskih SSE; • pri enaki bruto površini imajo večjo površino absorberja; • manj občutljivi na mehanske poškodbe; • pri normalnem sevanju sonca se enakovredno kosajo z vakuumskimi SSE.

10.3.1.1.2. VAKUUMSKI SPREJEMNIKI SONČNE ENERGIJE SSE z vakuumskimi cevmi je zelo primeren, če želimo solarno napravo izkoristiti v čim daljšem časovnem obdobju (tudi v času večjih temperaturnih razlik). Omogoča namreč dober sprejem energije tudi v času, ko ni direktnega sončnega sevanja (povsem oblačno vreme), poleg tega pa ima tudi zelo dober izkoristek pri ekstremno nizkih temperaturah (uporabnost tudi v zimskih mesecih). Vakuum, ki je v ceveh, močno zmanjša izgube SSE v času velikih temperaturnih razlik. Pri razliki 70 °C ima vakuumski približno 15 % večji izkoristek kot ploščati SSE. Zaradi dobre 122

izolacije (vakuum) so vakuumski SSE poznani kot celoletni sončni kolektorji in so primerni predvsem za dopolnjevanje ogrevanja v zimskem času (Solarni sistemi – Solarko, 2012; Sončni kolektorji – Lontech, 2012; Solarni sistemi – Solarix, 2012). Prednosti vakuumskih sprejemnikov sončne energije (Solarni sistemi – Solarko, 2012; Sončni kolektorji – Lontech, 2012; Sončni kolektorji – Ekoenergija, 2012): • pri večjih temperaturnih razlikah tudi do 30% večji izkoristek kot ploščati SSE (vakuumska izolacija); • 360° absorber omogoča dober izkoristek pri spremenljivem vpadnem kotu sonca; • deluje tudi pri malem sevanju, ob pretežno difuzni svetlobi; • minimalen vpliv vetra; • primeren tudi za podporo ogrevanju, ker deluje preko celega leta.

10.3.1.2. BOJLERJI IN ZALOGOVNIKI Zalogovnik je namenjen izmenjavi toplote z ogrevalnim medijem ali pa pripravi sanitarne vode in njenemu shranjevanju (Solarni sistemi, 2012). Poznamo več vrst bojlerjev in zalogovnikov. Konkretneje o zalogovnikih na kočah v poglavju 3.2 Skladiščenje električne in toplotne energije.

10.3.2. VRSTE TERMOSOLARNIH SISTEMOV Poznamo različne vrste termosolarnih sistemov. Najbolj znana sta (Termosolarni sistemi – Hidria, 2012; Solarni sistemi – Solarix, 2012): • solarni sistem za ogrevanje sanitarne vode; • kombiniran sistem, ki vključuje ogrevanje sanitarne vode in centralno dogrevanje.

123

Slika 69: Poenostavljena shema in kombiniranega sistema »ogrevanje sanitarne vode in centralno dogrevanje«.

Slika 68: Poenostavljena shema solarnega sistema za ogrevanje sanitarne vode.

Vir: Termosolarni sistemi – Hidria, 2012, Vir: Termosolarni sistemi – Hidria, 2012, str. str. 7 3

124

10.4. DEJAVNIKI, ENERGIJE

KI

VPLIVAJO

NA

POTENCIAL

SONČNE

V prvem vsebinskem sklopu poglavja so opisane značilnosti sončnega sevanja in obsevanja s poudarkom na tem, kako ozračje vpliva na oslabitev sončne energije in kako je s sončnim obsevanjem na nagnjenih in različno orientiranih površinah reliefa. V drugem delu navajamo različne načine postavitve sončnih modulov z opisom primerne usmerjenosti in naklonskega kota sončnih modulov. V tretjem vsebinskem sklopu je predstavljen negativen vpliv senčenja sončnih celic ali modulov ter kako višanje temperature sončnih modulov zmanjšuje njihovo učinkovitost.

10.4.1. SONČNO SEVANJE IN OBSEVANJE Sončno sevanje je trajen vir energije. Letna količina sončeve energije, ki pade na Zemljo, presega letno svetovno potrebo po primarni energiji za 8000-krat. Za praktično izrabo sončne energije je pomembno poznavanje količine in tipov vpadnega sevanja na zemeljsko površino. Gostota moči sončnega sevanja se stalno spreminja glede na čas dneva, letni čas in vremenske razmere. Pretvorba energije se zgodi ob vpadu sončnega sevanja na sprejemnik. Rastline s fotosintezo pretvorijo sončno energijo v kemično (biomaso), sprejemniki sončne energije (sončni kolektorji) v toploto, sončne celice pa neposredno v električno energijo (Sončno sevanje …, 2012). Gostoto moči sevanja merimo v vatih na kvadratni meter [Wm-2]. Energijo sevanja, tj. integrirano moč prek določene časovne periode, imenujemo obsevanje in jo podajamo v vatnih urah na kvadratni meter [Whm-2] (Sončno sevanje …, 2012). Gostota toka energije sevanja sonca na vrhu ozračja pri povprečni oddaljenosti Zemlje od sonca, t. i. solarna konstanta, znaša 1367 Wm-2. Moč sončnega sevanja skozi ozračje slabi zaradi sipanja (razprševanja) in absorpcije – različno močno za različne valovne dolžine. V brezoblačnem, čistem ozračju imata oba procesa energetsko primerljive učinke glede slabitve sončnih žarkov. Najmočnejši vpliv na oslabitev direktnega sončnega obsevanja tal imajo oblaki in megla. V debelih oblakih je sipanje zelo močno, saj nazaj v vesolje lahko odbijejo tudi do 80 % sončne energije. Absorpcija pa tudi pri zelo debelih oblakih ni zelo močna in znaša do 10 % (Kastelec, Rakovec, Zakšek, 2007, str. 11 in 12). Preglednica 39: Gostota moči sončnega obsevanja pri različnih vremenskih razmerah. Vreme Celotno sevanje [Wm-2] Difuzni delež [%]

Jasno

Megleno/oblačno (sonce je le slabo vidno)

Oblačno (sonce ni vidno)

600–1000 10–20

200–400 20–80

50–150 80–100

Vir podatkov: Sončno sevanje …, 2012 125

Tudi kadar je nebo jasno, se gostota moči sevanja tekom dneva spreminja. Največ sevanja prispe opoldne, najmanj pa zgodaj zjutraj in pozno popoldne, ker ima sevanje daljšo pot skozi atmosfero (več absorpcije na poti). Ravno tako obstajajo razlike v moči sevanja preko leta. V mesecih med novembrom in januarjem je količina vpadne sončne energije petkrat manjša kot v poletih mesecih (Sončna energija …, 2012).

10.4.2. VPLIV OZRAČJA NA OSLABITEV SONČNE ENERGIJE Sipanje »razpršuje« sončno energijo na vse strani in s tem zmanjšuje gostoto energijskega toka direktnega obsevanja – direktnih sončnih žarkov. Z razprševanjem se povečuje delež difuznega sončnega obsevanja (prikazano na sliki 17). Modrina neba, belina oblakov in gorskih vrhov, svetle površine tal (npr. polja zrelega žita) so vir difuzne svetlobe. Polovica difuzne svetlobe se s sipanjem preusmeri nazaj v vesolje, druga polovica prispeva k difuznemu sončnemu obsevanju pri tleh. Kadar je sonce v zenitu (v naših geografskih širinah nikoli), se direktno sončno sevanje pri prehodu navpično navzdol skozi čisto, brezoblačno ozračje oslabi za 10 % zaradi sipanja in približno za 10 % zaradi absorpcije. Ko pa je sonce »nižje« na nebu, je oslabitev dosti močnejša. Kadar je ozračje precej motno, umazano, je lahko ob zelo nizkem soncu oslabitev skoraj popolna. Pri ocenitvi oslabitve sončnega sevanja skozi brezoblačno ozračje je upoštevana absorpcija v vodni pari, v ogljikovem dioksidu in v ozonu ter absorpcija na aerosolu. K slabitvi prispeva tudi sipanje na molekulah plinov ozračja in na večji ali manjši količini aerosola v ozračju – vse to vzdolž daljše ali krajše poti skozi ozračje. V povprečju je relativno trajanje sončnega obsevanja (vpliv oblačnosti in megle) zelo povezano s celodnevno sončno energijo (Kastelec, Rakovec, Zakšek, 2007, str. 13). Slika 70: Prehod sončnega sevanja skozi ozračje; dolgodobno povprečje prek vseh krajev na Zemlji (po Kiehlu in Trenberthu, 1997).

Vir: Kastelec, Rakovec, Zakšek, 2007, str. 14 126

10.4.3. OSONČENOST POVRŠIN RELIEFA

NAGNJENIH

IN

RAZLIČNO

ORIENTIRANIH

Zemeljsko površje načeloma ni horizontalna ploskev, zato moramo globalno osončenost preračunati v kvaziglobalno, z upoštevanjem oblike reliefa. Tako kvaziglobalna direktna osončenost tal ni odvisna zgolj od zenitnega kota sonca, ampak zaradi naklona in usmerjenosti reliefa tudi od vpadnega kota sončnih žarkov. Relief vpliva tudi na kvaziglobalno difuzno osončenost, saj zemeljsko površje načeloma ni omejeno z idealnim vodoravnim obzorje (kot je to predpostavljeno pri globalni difuzni osončenosti), ampak z obzorjem, ki ga omejuje relief. Kadar je vpadni kot sončnih žarkov na zemeljsko površje manjši od zenitnega kota, je osončenost nagnjene površine večja kot osončenost horizontalne ploskve (in obratno). Če pa je površina v senci, je njena direktna osončenost enaka nič, difuzna osončenost pa je odvisna od deleža vidnega neba. Oblika reliefa vpliva tudi na difuzno osončenost – na ravnini je na primer ploskev bolj izpostavljena difuzni osončenosti kot v ozki dolini s temnimi pobočji. Vpliv oblike reliefa se kaže v deležu vidnega neba, ki nam pove, koliko celotne nebesne poloble je vidno nad poljubno točno. Preostali del pripada okoliškim pobočjem (Kastelec, Rakovec, Zakšek, 2007, str. 24) Slika 71: Med pobočji je difuzna osončenost z neba zmanjšana zaradi manjšega deleža vidnega neba.

Vir: Kastelec, Rakovec, Zakšek, 2007, str. 25

10.4.4. ORIENTACIJA, NAKLONSKI KOT IN POSTAVITEV SONČNIH MODULOV Sončno sevanje je najučinkovitejše izrabljeno, če sončni žarki padajo pravokotno na površino fotonapetostnih modulov oz. na sprejemno površino sončnih sprejemnikov. Vpadni kot sončnih žarkov se spreminja zaradi vrtenja zemlje okoli svoje osi oz. rotacije in zaradi vrtenja zemlje okoli sonca oz. revolucije (pozimi sonce potuje nižje in je na nebu prisotno krajši čas) (Kriteriji za …, 2012). 127

Za območje Srednje Evrope velja, da je največji letni izkoristek sončnega modula, če ima sončni modul 30° kot nagiba ter azimut ‒5°. V Sloveniji znaša optimalen naklonski kot 32°. Odstopanja naklona in orientacije do 20° vodijo do zgolj petodstotnih izgub. Navpične površine, ki so usmerjene proti jugu (južne fasade) dosegajo izkoristke do 70 % optimalne vrednosti (Načrtovanje SE …, 2012). Slika 72: Učinkovitost izrabe sončnega potenciala glede na naklonski kot in orientacijo modulov.

Vir: Kriteriji za …, 2012 Sončne celice in SSE lahko postavimo na samostojne konstrukcije na tleh ali pa jih vgradimo v stavbe (Načrtovanje SE …, 2012). Samostojni fotovoltaični sistemi (elektrarne) v Triglavskem narodnem parku niso sprejemljivi (Zakotnik, 2012b). Na sliki 20 so prikazani različni načini vgradnje sončnih modulov v stavbe. Slika 73: Različni načini vgradnje sončnih modulov v stavbe.

Vir: Načrtovanje SE …, 2012 Shema prikazuje različne načine vgradnje sončnih modulov. Večinoma se sončne celice za potrebe PP namesti nad ali v poševno streho, kot je to v skladu z določili JZ TNP (Zakotnik, 2012b).

128

10.4.5. SENČENJE IN VPLIV TEMPERATURE NA UČINKOVITOST SONČNIH CELIC Če imamo možnost, se moramo senčenju popolnoma izogniti. Najslabše je delno senčenje zaradi drogov ali dimnikov v neposredni bližini PV-generatorja. Sončna celica z najmanjšim tokom določa količino elektrike, ki lahko steče skozi množico zaporedno vezanih celic. Izhodna moč se torej zmanjša enako, če je v senci ena sončna celica, celotna vrsta sončnih celic ali celo celoten modul. Posledice senčenja lahko zmanjšamo z uporabo vzporedno vezanih diod oz. načrtovanjem generatorja, ki bo imel več vzporedno vezanih modulov oz. celic (Načrtovanje SE …, 2012). Z višanjem temperature sončnih celic se zmanjšuje izhodna napetost in manjša moč PVgeneratorja. Za silicijeve kristalne PV-module ocenjujejo, da z vsako dodatno stopinjo pade relativna učinkovitost za 0,5 %. Sončne celice se ob osvetljevanju segrevajo, kar je posledica absorpcije dela energije vpadne svetlobe. Čim nižje temperature sončnih modulov dosegamo z naravnih hlajenjem, in sicer prezračevanjem. Če module termično izoliramo, je lahko temperatura celice v modulu tudi do 40 % višja od modula s prezračevanjem. Slika 74: Temperatura modula (v K) nad temperaturo okolice (vijoličen stolpec) in relativne energetske izgube PV-generatorjev (v %; zeleni stolpec).

Vir: Načrtovanje SE …, 2012

129

10.5 KONCEPT OSKRBE TRIGLAVSKEGA DOMA NA KREDARICI Z ELEKTRIČNO ENERGIJO Slika 75 prikazuje sistem oskrbe Triglavskega doma na Kredarici z električno energijo. Med OVE štejemo vetrni generator in FV sistem. K oskrbi doma z elektriko pripomore še EG. Proizvedena električna energija, ki se za oskrbo PP ne porabi takoj, se shrani v baterijah. Pred uporabo se v dvosmernem izmeničnem razsmerniku električna napetost pretvori v napetost uporabnika. Tok iz regulatorja sončnih celic je odvisen od sončnega obsevanja. Iz slike 76 je razvidno, da je sonce sončne celice prvič obsijalo okoli 8:45, zadnjič pa ob 15:45. Največja moč sončne energije je bila zabeležena okoli 12:30. Tok iz vetrnega regulatorja je zaradi sunkovitosti vetra zelo nihal. V dotičnem primeru je ponoči opazen večji prispevek vetra k oskrbi z električno energijo kot podnevi. Tok iz baterij zgovorno kaže porabo električne energije za obratovanje koče. Poraba je očitno večja podnevi (med 7:30 in 21:45). Napetost baterij je tekom celega dneva ostala enaka, kar kaže na oskrbo zgolj s sončno in vetrno energijo. Doprinos EG bi bil jasno izražen v očitnem povečanju napetosti baterij. Slika 77 prikazuje spremembo napetosti baterij in tokov posameznih virov električne energije v obdobju med 17. 4. in 24. 4. 2011. Opazni so prispevki sončne energije. Največja pretvorba sončne energijo v električno je bila 19. 4. 2011. Maksimalna moč je znašala 5,3 kW59. Opazimo lahko tudi trende pihanja vetra. Najmočneje je pihal 23. 4., medtem ko je bilo 21. 4. brezvetrje. Trendi nihanja toka iz baterij (poraba celotne PP) med dnevom in nočjo niso tako očitno izraženi – bolj opazni so na sliki 76, ki prikazuje spremembe tekom enega dneva. Bolj razvidno pa je povišanje napetosti baterij tekom dneva zaradi doprinosa električne energije s pretvorbo iz sončne. Slika 75: Sistem oskrbe z električno energijo Triglavskega doma na Kredarici.

Vir: Čeh, 2013 59

Moč je enaka zmnožku napetosti in toka. Maksimalni tok je znašal 103 A, napetost pa približno 51,5 V.

130

Slika 76: Tokovi posameznih virov energije in napetost Triglavskega doma na Kredarici 11. 2. 2013.

Usys = napetost baterije Is = enosmerni tok sončnih celic iz regulatorja Iw = enosmerni tok iz vetrnega regulatorja Iload = tok iz baterij (poraba celotnega doma)

Vir: Čeh, 2013 Slika 77: Tokovi posameznih virov energije in napetost Triglavskega doma na Kredarici med 17. 4. in 24. 4. 2011.

Usys = napetost baterije Is = enosmerni tok sončnih celic iz regulatorja Iw = enosmerni tok iz vetrnega regulatorja Iload = tok iz baterij (poraba celotnega doma)

Vir: Čeh, 2013

131