Ekologická elektrárna do každého domu? Vědci z ČVUT dokázali, že to jde

Na stěně jedné z chodeb Univerzitního centra energeticky efektivních budov (UCEEB) ve středočeském Buštěhradě visí dvě informační cedule se shodným názvem Mikroelektrárna WAVE. „Automatický kotel na dřevní štěpky, který produkuje kromě tepla také elektřinu,“ oznamuje první z nich. A druhý doplňuje: „Každý dům může mít svou elektrárnu!“

UCEEB si právě připomíná desetileté výročí od svého vzniku. Založeno bylo sice už v roce 2012 jako mezioborový vědeckovýzkumný ústav Českého vysokého učení technického v Praze s cílem přispívat ke snižování spotřeby energie a zatížení životního prostředí ve stavebnictví, ale v květnu 2014 zahájilo svou výzkumnou činnost, když byl otevřen jeho buštěhradský areál.

Na vzniku centra se podílely fakulty stavební, strojní, elektrotechnická a biomedicínského inženýrství ČVUT. „Záměrem bylo koncentrovat do jednoho špičkově vybaveného centra experty se znalostmi z oblastí architektury, stavebnictví, strojírenství, informačních technologií a hygieny vnitřního prostředí. Díky tomu můžeme uplatňovat holistický přístup při našem úsilí o snížení energetické náročnosti a využívání přírodních zdrojů při výstavbě i rekonstrukcích budov,“ připomněl ředitel UCEEB Robert Jára.

První zařízení na světě

V současnosti v UCEEB působí celkem 174 zaměstnanců, kteří mají k dispozici 21 specializovaných laboratoří. Za deset let své činnosti centrum řešilo 228 výzkumných grantů, z nichž 49 stále pokračuje. Vedle toho dlouhodobě spolupracuje s veřejným sektorem a průmyslem, pro něž provedlo více než 1700 zakázek smluvního výzkumu. Podílí se také na tvorbě nových norem a činnosti významných odborných společností a oborových sdružení.

Jedním z úspěšných projektů z dílny ECEEB je už zmiňovaná kontejnerová jednotka na společnou výrobu elektřiny a tepla WAVE. „Jde o první zařízení svého druhu na světě. Jeho vývoj trval více než deset let a výsledky pilotního testování naplnily naše očekávání. Mikroelektrárna dosahuje hranice 80procentní celkové provozní účinnosti,“ sdělil před časem vedoucí realizačního týmu Jakub Maščuch.

Jako první si ji vyzkoušeli právě v Mikolajicích na Opavsku, kde mikroelektrárna zásobuje teplem a elektřinou obecní úřad, obchod a hasičskou zbrojnici. Jako topivo využívá elektrárna dřevěné pelety, ale po úpravách jí nevadí ani štěpka horší kvality. Zařízení, které dosahuje tepelného výkonu až 50 kilowattů, dokáže fungovat i nezávisle na distribuční síti. V rámci projektu byly na střechu prodejny rovněž instalovány fotovoltaické články o výkonu 10 kilowattů, součástí je také bateriové úložiště.

Vedení obce si pochvalovalo například to, že provoz zařízení je automatizovaný, takže nevyžaduje prakticky žádnou obsluhu. Navíc jde o soběstačný systém, jenž není závislý na dodávce elektřiny z distribuční sítě. Systém tak může fungovat například i při živelných pohromách nebo blackoutu.

• Tip: Inženýrský i zahradnický oříšek: unikátní květináč přinesl živé rostliny do rušného vestibulu metra

„Laicky lze tedy říci, že pokud budeme mít dostatek peletek v zásobníku, dokážeme zajistit teplo a elektřinu pro všechny tři zmíněné budovy po neomezenou dobu. Byla by tak zajištěna elektrická energie pro krizový štáb či evakuační centrum pro občany,“ uvedlo vedení obce. „Další výhodou je fakt, že díky ukládání energie v bateriích dokážou při jakémkoli výpadku elektřiny fungovat systémy všech obecních budov, lze tak ovládat například sekční vrata požární zbrojnice či rozhlas.“

Ekologický Oscar

Už v roce 2015 dostal tým Univerzitního centra energeticky efektivních budov za vývoj mikroelektrárny WAVE cenu E.ON Energy Glove Award ČR, známou také jako ekologický Oscar, v kategorii Nápad.

Další ocenění přišlo o několik let později. V roce 2022 vyhrály Mikolajice první místo v soutěži Chytrá města v kategorii obce do 10 tisíc obyvatel. V konkurenci patnácti projektů porotu nejvíce zaujal právě kontejnerový kogenerační kotel WAVE.

Před třemi lety obce na Opavsku v souladu se strategií VENUS (Vizí energeticky úsporného regionu) založily komunitní energetické společenství ENERKOM s cílem vyrábět elektřinu a teplo z obnovitelných zdrojů a dodávat je domácnostem, veřejným budovám i firmám v sousedství. Mezi zakládajícími členy byly také Mikolajice. Podle strategické vize VENUS by na Opavsku, kde žije zhruba 60 tisíc obyvatel, mohlo být do roku 2030 instalováno více než 60 megawattů obnovitelných zdrojů elektrické energie.

Voda z pouštního vzduchu

UCEEB má ale za sebou více úspěšných projektů. Který je ten nejlepší? „Všechny naše výzkumy znamenají přínos a posouvají nás blíže k našemu cíli. Je proto velmi těžké vybrat z nich náš největší úspěch,“ konstatoval ředitel centra Robert Jára.

Dodal, že pokud by se měl rozhodnout podle toho, který projekt vzbudil největší veřejný a mediální ohlas, nejspíš by označil technologii S.A.W.E.R. pro výrobu vody ze suchého pouštního vzduchu. Ta byla i součástí české národní expozice na světové výstavě EXPO 2020 v Dubaji a psali jsem o ní tehdy i na Obnovitelně.cz.

• Tip: Revoluce ve stavebnictví: nové normy povolí v Česku dřevostavby vysoké až 22 a půl metru

„V obrovské mezinárodní konkurenci získala od pořadatelů ocenění pro nejlepší inovaci a dokázala, že i malé výzkumné centrum může zazářit na světové úrovni,“ vyzdvihl ředitel Jára. „Velmi hrdí jsme i na naše další úspěchy, v neposlední řadě také na naši budovu v Buštěhradě, která byla v roce 2019 hlasováním členů České rady pro šetrné budovy zvolena do TOP 10 přelomových šetrných staveb v České republice.“

Rektor ČVUT Vojtěch Petráček uvedl, že pro jeho univerzitu je co nejmenší zatížení životního prostředí a co nejvyšší udržitelnost důležitým tématem dlouhodobě na všech úrovních. „A UCEEB se svými výsledky je toho jedním z nejlepších důkazů. Velmi si práce svých kolegů vážím a přeji jim další úspěšná desetiletí výzkumu přínosného pro celou společnost,“ řekl rektor Petráček.

Úvodní foto: Obecní úřad Mikolajice (kogenerační jednotka WAVE)