Τεχνοοικονομική Μελέτη εγκατάστασης ηλιακών συλλεκτών σε ξενοδοχειακή μονάδα, με τη βοήθεια

του RetScreen

Περίληψη

Η παρούσα εργασία αφορά στην μελέτη εγκατάστασης ηλιακών συλλεκτών στο ξενοδοχείο THE AEOLOS BEACH HOTEL στο νησί της Κω. To σύστημα θερμικών ηλιακών πρόκειται να εγκατασταθεί για την κάλυψη δύο αναγκών ζεστού νερού του ξενοδοχείου. Η πρώτη αφορά την ανάγκη για ζεστό νερό χρήσης (ΖΝΧ) για την κάλυψη της ζήτησης από τα δωμάτια ενώ η δεύτερη αφορά την θέρμανση της κεντρικής εξωτερικής πισίνας. Οι υπολογισμοί και τα αποτελέσματα θα πραγματοποιηθούν με τη βοήθεια του προγράμματος RETScreen4.

Περιγραφή Περιοχής

Η Κως βρίσκεται νοτιανατολικά του Αιγαίου και ανήκει στα Δωδεκάνησα.. Έχει πληθυσμό 30.947 κατοίκους (απογραφή 2001) και είναι το τρίτο μεγαλύτερο νησί της Δωδεκανήσου σε έκταση, μετά τη Ρόδο και την Κάρπαθο και το δεύτερο σε πληθυσμό μετά τη Ρόδο. Η επιφάνεια του νησιού είναι 290,3 τ.χλμ. με ακτογραμμή 112 χιλιομέτρων. Πρωτεύουσα του νησιού είναι η Κως, όπου είναι και το κύριο λιμάνι του νησιού.

ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ

Παρακάτω παρουσιάζονται τα κλιματολογικά και μετεωρολογικά δεδομένα για την περιοχή της Κω από την βάση του Προγράμματος RetScreen.

Εικόνα 1.

1

Εικόνα 2.

Στον παρακάτω χάρτη παρουσιάζεται η ετήσια γεωγραφική κατανομή της ηλιοφάνειας για τον Ελληνικό χώρο σε ώρες (h). Παρατηρούμε ότι η ηλιοφάνεια του νησιού της Κω ετησίως κυμαίνεται από 2700-2900 h.

Χάρτης 1: Ετήσια γεωγραφική κατανομή της ηλιοφάνειας για τον Ελληνικό χώρο.

2

Ο ελλαδικός χώρος έχει χωριστεί σε έξι (6) ζώνες όπως λέγονται, ανάλογα με τις κλιματολογικές συνθήκες που επικρατούν, δηλαδή ανάλογα με την θερμοκρασία στη διάρκεια της μέρας ή του εικοσιτετραώρου, την υγρασία, την ηλιοφάνεια, τους ανέμους που επικρατούν κλπ. Όλα αυτά αποτελούν κριτήριο για τον τρόπο εγκατάστασης των ηλιακών συλλεκτών. Στον χάρτη που ακολουθεί φαίνονται οι ζώνες που έχει χωριστεί ο ελλαδικός χώρος ύστερα από μελέτες που έχουν κάνει επιστήμονες. Παρατηρείται ότι η Κως ανήκει στη ζώνη 2.

Χάρτης 2: Ζώνες Ελλαδικού χώρου.

Με βάση τον παραπάνω διαχωρισμό έχει υπολογιστεί η θερμοκρασία νερού σε δίκτυα διανομής ανα μήνα και ανά ζώνη. Τα δεδομένα παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα. Παρατηρείται ότι για την ζώνη 2 η ελάχιστη θερμοκρασία νερού είναι 12°C και η μέγιστη 24°C.

Ζώνη

Ι Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ

1,2 12 12 14 16 19 22 24 24 22 19 16 143,4 10 10 12 15 19 21 24 24 22 19 15 125,6 8 8 10 13 17 19 22 22 20 17 13 10

3

Πίνακας 1.

Περιγραφή Ξενοδοχείου

Το ξενοδοχείο AEOLOS BEACH HOTEL βρίσκεται στο νησί της Κω νοτιονατολικά του Αιγαίου στην παραλία της Λάμπης, σε απόσταση 5 χλμ. από το λιμάνι της Κω και 26 χλμ. από το αεροδρόμιο.

Χάρτης 3. Το νησί της Κω

Διαθέτει 182 κλιματιζόμενα δωμάτια (60 δωμάτια και σουίτες στο κεντρικό κτίριο του Ξενοδοχείου και 122 bungalows) και μια εξωτερική πισίνα διαστάσεων 33,33×15m.

4

Εικόνα 3.

Το ξενοδοχείο λειτουργεί κατά τη διάρκεια όλου του χρόνου 7 ημέρες την εβδομάδα. Η πληρότητα στα καταλύματα ξενοδοχειακού τύπου στο νομό δωδεκανήσων ανά μήνα παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα.Μήνα

ςΙ Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ

% 15%

19%

20%

20%

54%

80%

90%

94%

82%

42%

19%

21%

Πίνακας 2. Πληρότητα νομού Δωδεκανήσων.

Η μελέτη εγκατάστασης ηλιακών συλλεκτών θα πραγματοποιηθεί για την κάλυψη της ζήτησης για ζεστό νερό χρήσης (ΖΝΧ) μόνο από τα 60 δωμάτια που βρίσκονται στο κεντρικό κτίριο του ξενοδοχείου χωριτικότητας 170 κλινών και την θέρμανση του νερού της εξωτερικής πισίνας

Το ξενοδοχείο για την κάλυψη των αναγκών του σε ζεστο νερό χρήσης χρησιμοποιεί λέβητα πετρελαίου.

Τεχνικά στοιχεία για την εγκατάσταση των ηλιακών συλλεκτών για την κάλυψη ΖΝΧ

Στην παρούσα μελέτη θα εξεταστούν δύο περιπτώσεις: α) η πρώτη αφορά την κάλυψη των αναγκων του ξενοδοχείου σε Ζεστό Νερό Χρήσης από τη χρήση λέβητα πετρελαίου και ηλιακών συλλεκτών

5

και β) η δεύτερη την κάλυψη των αναγκών από τη χρήση λέβητα πετρελαίου, ηλεκτρικού ρεύματος και ηλιακων συλλεκτών.

Ενεργειακό Μοντέλο

Για την παροχή θερμού νερού για την κάλυψη της ζήτησης από τα δωμάτια για ζεστό νερό χρήσης (ΖΝΧ) στην ξενοδοχειακή μονάδα, επιλέγεται η χρήση συστήματος κλειστού βρόγχου με δεξαμενή αποθήκευσης νερού.

τε ί

α

Εικόνα 4. Σύστημα κλειστού βρόγχου

Οι ηλιακοί συλλέκτες που θα εγκατασταθούν θα είναι της εταιρείας Calpak μοντέλο Selective 200 GS μονού υάλου. Οι συγκεκριμένοι συλλέκτες είναι κάθετης διάταξης με αποροφητή υψηλής επιλεκτικότητας με ένα χάλκινο πτερύγιο συγκολλημένο με τεχνολογία λέιζερ στους χαλκοσωλήνες. Το πλαίσιο είναι κατασκευασμένο από ανοδιωμένο αλουμίνιο με ενισχυμένο κρύσταλλο, μονωμένο με πολυουρεθάνη πάχους 3 cm, επενδεδυμένη εσωτερικά με μεμβράνη αλουμινίου και εξωτερικά με φύλλο αλουμινίου.

Εικόνα 5. RETScreen – Χαρακτηριστικά Ηλιακού Συλλέκτη

6

Ακολουθεί η καμπύλη αποδοτικότητας για τον συγκεκριμένο συλλέκτη όπως αυτή δίνεται από τον κατασκευαστή.

Διάγραμμα 1. Καμπύλη Αποδοτικότητας Ηλιακού Συλλέκτη

Θεωρείται ότι το ξενοδοχείο λειτουργεί κατά τη διάρκεια όλου του χρόνου για 7 ημέρες την εβδομάδα και οι υπολογισμοί θα πραγματοποιηθούν για πληρότητα 100%.

Το δίκτυο διανομής ζεστού νερού είναι μεγάλο, όπως συμβαίνει σε ξενοδοχειακές εγκαταστάσεις, η θερμοκρασία πρέπει να λαμβάνεται μεγαλη για να καλύπτεται η πτώση θερμοκρασίας μέσα στο δίκτυο. Ως εκτούτου, η επιθυμητή θερμοκρασία του θερμού νερού λαμβάνεται ίση με 56°C.

Η θερμοκρασία του ψυχρού νερού, εξαρτάται από την προέλευση του νερού.Αν το νερό διανέμεται μέσα σε ένα εκτεταμένο υπόγειο δίκτυο, όπως συμβαίνει στις μεγάλες πόλεις, η θερμοκρασία του ψυχρού νερού είναι περίπου ίση με τη θερμοκρασία του εδάφους, στο βάθος που εκτείνεται το δίκτυο. Η Κως, όπως παρουσιάστηκε στην ενότητα «Περιγραφή της Περιοχής», ανήκει στην ζώνη 2 με ελάχιστη και μέγιστη θερμοκρασία νερού σε δίκτυα διανομής 12°C και 24°C αντίστοιχα.

Η ημερήσια κατανάλωση ζεστού νερού για το ξενοδοχείο ορίζεται σε 75,8 L/ άτομο, συνεπώς για την κάλυψη των ανάγκων σε ζεστό νερό χρήσης και των 170 κλινών η συνολική ημερίσια κατανάλωση είναι 12.886 L/ημέρα.

7

Οι απώλειες λόγω επικαθήσεων (χιόνι και σκόνη) είναι 3% και λόγω διαρροών 2%Ο εναλλάκτης θερμότητας έχει απόδοση 85% και ο κυκλοφορητής του συστήματος καταναλώνει 5 W/m2 επιφάνειας συλλέκτη.

Οι ηλιακοί συλλέκτες πρόκειται να τοποθετηθούν στην ταράτσα της ξενοδοχειακης μονάδας και η δεξαμενή αποθήκευσης στο υπόγειο.

Για τον υπολογισμό του αριθμού των ηλιακών συλλεκτών, της συνολικής επιφάνειας τους, της χωρητικότητα αποθήκευσης της δεξαμενής των ηλιακών συλλεκτών και της ταυτόχρονης κύμανσης του ηλιακού λόγου (solar fraction) σε επίπεδα από 50%-70% θα πραγματοποιηθεί παραμετρική ανάλυση.

ΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

Για να υπολογιστεί ο αριθμός των ηλιακών συλλέκτών που θα τοποθετήθουν θα πραγματοποιηθεί παραμετρική ανάλυση θέτοντας διαφορετικές τιμές χωρητικότητας της δεξαμενής αποθήκευσης του νερού, ενώ για κάθε τιμή χωρητικότητας θα μεταβάλλεται ο αριθμός των προτεινόμενων ηλιακών συλλεκτών. Τα αποτελέσματα θα εξαχθούν συγκρίνοντας τον ηλιακό λόγο (solar fraction), το μέγεθος της Καθαρής Παρούσας Αξίας (ΚΠΑ) και του Εσωτερικού Συντελεστή Απόδοσης (IRR) του έργου με τη βοήθεια του Προγράμματος RETScreen και του Excel.

Παρακάτω παρουσιάζονται οι πίνακες και το διάγραμμα της παραμετρικής ανάλυσης.

8

  10L 20LΗΛΙΑΚΟΙ SOL. FRACTION ΚΠΑ IRR Κ-Ο Απόσβεση SOL. FRACTION ΚΠΑ IRR Κ-Ο Απόσβεση

50 42 5708 7,30 1,24 8,7 46 5260 6,70 1,19 9,0052 44 5774 7,30 1,23 8,70 47 5279 6,70 1,19 9,1054 45 5815 7,20 1,22 8,80 48 5271 6,60 1,18 9,1056 46 5831 7,10 1,22 8,80 50 5237 6,50 1,17 9,1058 47 5824 7,00 1,21 8,90 51 5176 6,40 1,16 9,2060 49 5792 6,90 1,20 8,90 52 5089 6,30 1,16 9,3062 50 5738 6,80 1,20 9,00 53 4997 6,10 1,15 9,3064 51 5660 6,70 1,19 9,00 55 4839 6,00 1,14 9,4066 52 5560 6,60 1,18 9,10 56 4677 5,90 1,13 9,4068 53 5438 6,50 1,17 9,10 57 4491 5,80 1,12 9,5070 54 5294 6,30 1,16 9,20 58 4280 5,70 1,11 9,6072 55 5128 6,20 1,15 9,20 59 4046 5,50 1,11 9,6074 56 4941 6,10 1,14 9,30 60 3788 5,40 1,10 9,7076 57 4737 5,90 1,13 9,40 61 3507 5,30 1,09 9,8078 58 4506 5,80 1,12 9,40 62 3204 5,10 1,08 9,9080 59 4258 5,70 1,11 9,50 63 2879 5,00 1,07 9,9082 60 3991 5,50 1,11 9,60 64 2532 4,90 1,06 10,0084 60 3705 5,40 1,10 9,70 65 2163 4,70 1,05 10,1086 61 3399 5,30 1,09 9,70 66 1773 4,60 1,04 10,2088 62 3075 5,10 1,08 9,80 67 1363 4,40 1,03 10,3090 63 2733 5,00 1,07 9,90 68 932 4,30 1,02 10,3092 64 2373 4,80 1,06 10,00 68 482 4,10 1,01 10,4094 64 1996 4,70 1,05 10,00 69 12 4,00 1,00 10,5096 65 1602 4,50 1,04 10,10 70 -478 3,90 0,99 10,6098 66 1191 4,40 1,03 10,20 71 -986 3,70 0,98 10,70100 67 764 4,30 1,02 10,30 71 -1513 3,60 0,97 10,80102 67 321 4,10 1,01 10,40 72 -2058 3,40 0,96 10,90104 68 -137 4,00 1,00 10,50 73 -2620 3,30 0,95 11,00

Πίνακας 3. Παραμετρική ανάλυση.

9

  30L 40LΗΛΙΑΚΟΙ SOL. FRACTION ΚΠΑ IRR Κ-Ο Απόσβεση SOL. FRACTION ΚΠΑ IRR Κ-Ο Απόσβεση

50 47 3509 5,70 1,11 9,60 48 1270 4,60 1,04 10,3052 49 3446 5,60 1,11 9,60 50 1109 4,50 1,03 10,3054 50 3354 5,50 1,10 9,70 51 919 4,40 1,03 10,4056 52 3253 5,40 1,10 9,80 53 702 4,30 1,02 10,4058 53 3088 5,30 1,09 9,80 54 456 4,20 1,01 10,5060 54 2915 5,20 1,08 9,90 55 184 4,10 1,00 10,6062 55 2715 5,10 1,07 9,90 57 -116 4,00 1,00 10,6064 57 2489 4,90 1,06 10,00 58 -443 3,80 0,99 10,7066 58 2237 4,80 1,06 10,10 59 -796 3,70 0,98 10,8068 59 1960 4,70 1,05 10,10 60 -1175 3,60 0,97 10,9070 60 1658 4,60 1,04 10,20 62 -1580 3,50 0,97 10,9072 61 1331 4,50 1,03 10,30 63 -2010 3,40 0,96 12,1074 62 980 4,30 1,02 10,40 64 -2465 3,20 0,95 12,2076 63 604 4,20 1,01 10,40 65 -2944 3,10 0,94 12,3078 64 206 4,10 1,00 10,50 66 -3447 3,00 0,93 12,4080 65 -216 3,90 1,00 10,60 67 -3974 2,90 0,92 12,5082 66 -661 3,80 0,99 10,70 68 -4525 2,70 0,92 12,6084 67 -1128 3,70 0,98 10,80 69 -5098 2,60 0,91 12,7086 68 -1617 3,50 0,97 10,90 70 -5695 2,50 0,90 12,8088 69 -2127 3,40 0,96 11,00 71 -6313 2,30 0,89 12,9090 70 -2659 3,20 0,95 12,30 72 -6953 2,20 0,88 13,0092 71 -3212 3,10 0,94 12,40 73 -7615 2,00 0,87 13,2094 72 -3786 3,00 0,93 12,50 73 -8298 1,90 0,86 13,3096 73 -4380 2,80 0,92 12,60 74 -9002 1,80 0,86 13,4098 73 -4993 2,70 0,91 12,70 75 -9726 1,60 0,85 13,50100 74 -5626 2,50 0,90 12,80 76 -10470 1,50 0,84 13,60102 75 -6278 2,40 0,89 12,90 77 -11234 1,30 0,83 13,80104 76 -6949 2,20 0,89 13,00 77 -12017 1,20 0,82 13,90

Πίνακας 4. Παραμετρική Ανάλυση

10

Διάγραμμα 3. Παραμετρική Ανάλυση

Παρατηρείται ότι για χωρητικότητα δεξαμενής 10L παρουσιάζονται οι μεγαλύτερες τιμές Καθαρής Παρούσας Αξίας και Εσωτερικού Συντελεστή Απόδοσης. Επίλεγεται η κάλυψη της ζήτησης για Ζεστό Νερό Χρήσης σε ποσοστό 50% (Solar Fraction) το οποίο επιτυγχάνεται για αριθμό ηλιακών συλλεκτών ίσο με 62.

Επιλέγοντας αριθμό συλλεκτών ίσο με 62 δεδομένου ότι η επιφάνεια του κάθε ηλιακού συλλέκτη είναι 2,20m2, η συνολική επιφάνεια που απαιτείται είναι 136.40m2 για την εγκατάσταση των ηλιακών συλλεκτών και η συνολική χωρητικότητα αποθήκευσης της δεξαμενής νερού είναι 1258,6L.

Η ισχύς η οποία παράγεται από τον εναλλάκτη για 62 ηλιακούς συλλέκτες είναι 88,10KW.

Παρακάτω παρουσιάζονται τα δεδομένα στο Φύλλο «Ενεργειακό μοντέλο» του RETScreen.

11

Εικόνα 6. RETScreen – Energy Model

Ανάλυση Κόστους

Τα βασικά κόστη που αφορούν την συγκεκριμένη επένδυση ορίζονται ως εξής:

- Yπολογίζεται ότι 1500€ θα κοστίσουν η μελέτη σκοπιμότητας, η ανάπτυξη και τα μηχανολογικά του έργου (250€, 250€, και 1000€ αντίστοιχα).

- Μετά από έρευνα στην αγορά η τιμή του επίπεδου συλλέκτη με κάλυμμα που θα χρησιμοποιηθεί στην περίπτωση της κάλυψης της ζήτησης της ξενοδοχειακής μονάδας για ζεστό νερό χρήσης ανέρχεται στο ποσό των 90€/m2 και η συνολική επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών 136,40m2 . Επομένως το Κόστος Συλλεκτών= 90€ m2 ×136,40m2 = 12276€.

- Το κόστος σωλήνωσης 40€/m Οι ηλιακοί συλλέκτες θα τοποθετηθούν στην ταράτσα του ξενοδοχείου, Συνεπώς το κόστος σωλήνωσης αφορά την σύνδεση από την ταράτσα μέχρι το υπόγειο του ξενοδοχείου όπου θα βρίσκεται η δεξαμενή αποθήκευσης. Το ξενοδοχείο έχει 4 ορόφους 3m o καθένας και υπόγειο

ύψους 4 m.

12

Το συνολικό κόστος σωλήνωσης είναι Κόστος Σωλήνωσης =[(4+3+3+3+3)×2] × 40€/m = 32m × 40€/m = 1280€

- Το κόστος δεξαμενής 3€/L, και η συνολική χωριτηκότητα της δεξαμενης 1259L. Άρα Κόστος Δεξαμενής= 3€/L × 1259L=3776€

- Το κόστος εναλλάκτη 50€/KW. Η συνολική παραγόμενη ισχύς από τον εναλλάκτη είναι 88KW, επομένως το Κόστος Εναλλάκτη = 50€/KW × 88KW = 4405€.

- Το κόστος εγκατάστασης των ηλιακών συλλεκτών ορίζεται σε 20€/m2. Η συνολική επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών είναι 136,40m2, επομένως το Κόστος Εγκατάστασης= 20€/ m2

× 136,40 m2 = 2728€.

- Το κόστος μεταφοράς των ηλιακών συλλεκτών σε 15€/ m2 για τα νησιά, άρα το Κόστος Μεταφοράς= 15€/ m2×136,40 m2= 2046€.

- Τα απρόβλεπτα κόστη ορίζονται ίσα με 5%.

- Το κόστος συντήρησης σε 150€/έτος

- Οι αντικαταστάσεις σε 20€/m2 κάθε 6 χρόνια. Επομένως Ετήσιο Κόστος Αντικαταστάσεων= 20€/m2 ×136,40 m2= 2728€.

- Το κόστος ηλεκτρισμού που χρειάζεται για την λειτουργία της αντλίας.Η αντλία καταναλώνει 5W/m2 = 43,8KWh/ ηλιακών συλλεκτών και το κόστος του ηλεκτρισμού είναι 0,080€/kWh. Επομένως Ηλεκτρικό Κόστος = 46€

Α) Περίπτωση χρήσης λέβητα πετρελαίου και ηλιακών συλλεκτών .

Σε αυτήν την περίπτωση θεωρείται ότι η ξενοδοχειακή μονάδα καλύπτει τις ανάγκες πριν την εγκατάσταση των ηλιακών συλλεκτών μόνο με τη χρήση λέβητα πετρελαίου (Βασική Περίπτωση). Ο τύπος του καυσίμου που χρησιμοποιεί είναι Diesel #2 Πετρέλαιο και η απόδοση του καυστήρα είναι 80%. H ετήσια κατανάλωση καυσίμου είναι 11193,2L και το Κόστος Καυσίμου = 7835€. Το ποσό αυτό αντιπροσωπεύει την ετήσια εξοικονόμηση του ξενοδοχείου λόγω χρήσης των ηλιακών συλλεκτών για την θέρμανση νερού χρήσης.

Μετά την εγκατάσταση των ηλιακών συλλεκτών η ξενοδοχειακή μονάδα εξακολουθεί να καλύπτει μέρος των αναγκών για την

13

θέρμανση νερού χρήσης με καύση Diesel #2 Πετρέλαιου και με απόδοση καυστήρα 80% (Προτεινόμενη Περίπτωση). Σε αυτήν την περίπτωση η ετήσια κατανάλωση καυσίμου είναι 5628,7L και το Κόστος Καυσίμου = 3940€. Το ποσό αυτό αντιπροσωπεύει ένα επιπλέον κόστος για την ξενοδοχειακή μονάδα και υπολογίζεται στα ετήσια κόστη για την αξιολόγηση της επένδυσης.

Ανάλυση ΕκπομπώνΟ τύπος καυσίμου που χρησιμοποιείται είναι Diesel #2 Πετρέλαιο στην Βασική περίπτωση. Με βαθμό απόδοσης παραγωγής ηλεκτρισμού 30% και για απώλειες 8% οι εκπομπές σε tCO2

ανέρχονται σε 30,1.

Στην προτεινόμενη περίπτωση όπου για την κάλυψη των αναγκών σε ζεστο νερό χρήσης χρησιμοποιούνται οι ηλιακοί συλλέκτες με ταυτόχρονη κάλυψη μέρους των αναγκών με καύσιμο Diesel #2 Πετρέλαιο, οι εκπομπές σε tCO2 ανέρχονται σε 15,7.Συνεπώς η καθαρή ετήσια μείωση των εκπομπών σε tCO2 ανέρχεται σε 14,4, που ισοδυναμεί με 2,6 αυτοκίνητα και ελαφριά φορτηγά που δεν χρησιμοποιούνται.

Εικόνα 7.

Οικονομική Ανάλυση

Για την αξιολόγηση της επενδύσης θα χρησιμοποιηθεί η μέθοδος της καθαρής παρούσας αξίας και του εσωτερικού συντελεστή απόδοσης.

Η συνολική διάρκεια ζωής της επένδυσης είναι 15 έτη.Η τιμή του πληθωρισμού ανέρχεται σε 3,9% και το επιτόκιο αναγωγής σε 4%.

Με τη βοήθεια του RetScreen πραγματοποιήθηκε οικονομική ανάλυση. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον παρακάτω Πίνακα.

14

Παρατηρείται ότι η επένδυση είναι συμφέρουσα καθώς η Καθαρή Παρούσα Αξία είναι θετική και ίση με 5.738 €, ενώ ο Εσωτερικός Συντελεστής Απόδοσης είναι 6,8%, μεγαλύτερος από το κόστος ευκαιρίας στην αγορά 4%. Η επένδυση έχει ένα σχετικά καλό χρόνο αποπληρωμής στα 9 έτη και Αναλογία Κόστους Οφέλους είναι μεγαλύτερη της μονάδας.

Μέγεθος ΤιμέςΚαθαρή Παρούσα Αξία (NPV) 5.738

Εσωτερικός Συντελεστής Απόδοσης (IRR)

6,8%

Έτη Αποπληρωμής 9Αναλογία Κόστους-Οφέλους 1,20

Πίνακας 5.

Στη συνέχεια παρατίθεται το Διάγραμμα αθροιστικών χρηματορροών.

Διάγραμμα 3.

Β) Περίπτωση χρήσης λέβητα πετρελαίου ηλεκτρικού ρεύματος και ηλιακών συλλεκτών

Σε αυτήν την περίπτωση θεωρείται ότι η ξενοδοχειακή μονάδα καλύπτει τις ανάγκες πριν την εγκατάσταση των ηλιακών συλλεκτών μόνο με τη χρήση λέβητα πετρελαίου (Βασική Περίπτωση). Ο τύπος του καυσίμου που χρησιμοποιεί είναι Diesel #2 Πετρέλαιο και η απόδοση του καυστήρα είναι 80%. H ετήσια κατανάλωση καυσίμου είναι 11193,2L και το Κόστος Καυσίμου =

15

7835€. Το ποσό αυτό αντιπροσωπεύει την ετήσια εξοικονόμηση του ξενοδοχείου λόγω χρήσης των ηλιακών συλλεκτών για την θέρμανση νερού χρήσης.

Μετά την εγκατάσταση των ηλιακών συλλεκτών η ξενοδοχειακή μονάδα καλύπτει μέρος των αναγκών για την θέρμανση νερού χρήσης με ηλεκτρισμό και απόδοση 100%. (Προτεινόμενη Περίπτωση). Σε αυτήν την περίπτωση η ετήσια κατανάλωση καυσίμου είναι 45,4 MWh και το Κόστος Καυσίμου = 3631€. Το ποσό αυτό αντιπροσωπεύει ένα επιπλέον κόστος για την ξενοδοχειακή μονάδα και υπολογίζεται στα ετήσια κόστη για την αξιολόγηση της επένδυσης.

Ανάλυση Εκπομπών

Σύμφωνα με την Ετήσια Έκθεση 2007 για την Ζήτηση και Παραγωγής Ενέργειας στα Μη Διασυνδεδεμένα Νησιά, το σύμπλεγμα νησιών που συμπεριλαμβάνει το νησί της Κω έχει ετήσια κατανάλωση ενέργειας 350.88 GWh από τα οποία 326 GWh προέρχονται από συμβατική παραγωγή και 24,88 GWh από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Επομένως το ενεργειακό μίγμα του συμπλέγματος της Κω είναι 93% από συμβατική παραγώγή και 7% από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Στην παρούσα μελέτη θεωρούμε ότι το 7% της παραγωγής ενέργειας πρόερχετε από μονάδες ηλιακών εγκαταστάσεων.

Ο τύπος καυσίμου που χρησιμοποιείται είναι Diesel #2 Πετρέλαιο στην Βασική περίπτωση με ποσοστό ενεργειακού μίγματος 93%. Ο βαθμός απόδοσης παραγωγής ηλεκτρισμού 30% και οι απώλειες 8%. Οι εκπομπές σε tCO2 ανέρχονται σε 30,1.

Στην προτεινόμενη περίπτωση για την κάλυψη των αναγκών σε ζεστο νερό χρήσης χρησιμοποιούνται οι ηλιακοί συλλέκτες με ταυτόχρονη κάλυψη μέρους των αναγκών με ηλεκτρισμό. Το ποσοτό ενεργειακού μίγματος σε αυτήν την περίπτωση είναι 7%. Οι εκπομπές σε tCO2 ανέρχονται σε 41,3.

Συνεπώς στην περίπτωση χρήσης ηλιακών συλλεκτών και ηλεκτρισμού για την κάλυψη της ζήτησης για ζεστό νερό χρήσης η καθαρή ετήσια μείωση των εκπομπών σε tCO2 εμφανίζονται αρνητικές και ίσες με -11,2. Το συγκεκριμένο αποτέλεσμα δικαιολογείται συγκρίνοντας τους συντελεστές εκπομπής CO2 στην περίπτωση του πετρελαίου και στην περίπτωση του ηλεκτρισμού. Η καύση πετρελαίου έχει συντελεστή 0,266 tCO2/MWh ενώ για την χρήση ηλεκτρισμού ο αντίστοιχος συντελεστής είναι 0,897 tCO2/MWh.

16

Εικόνα 8.

Οικονομική Ανάλυση

Για την αξιολόγηση της επενδύσης θα χρησιμοποιηθεί η μέθοδος της καθαρής παρούσας αξίας και του εσωτερικού συντελεστή απόδοσης.

Η συνολική διάρκεια ζωής της επένδυσης είναι 15 έτη.Η τιμή του πληθωρισμού ανέρχεται σε 3,9% και το επιτόκιο αναγωγής σε 4%.

Με τη βοήθεια του RetScreen πραγματοποιήθηκε οικονομική ανάλυση. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον παρακάτω Πίνακα.

Παρατηρείται ότι η επένδυση είναι συμφέρουσα καθώς η Καθαρή Παρούσα Αξία είναι θετική και ίση με 9.174 €, ενώ ο Εσωτερικός Συντελεστής Απόδοσης είναι 8,4%, μεγαλύτερος από το κόστος ευκαιρίας στην αγορά 4%. Η επένδυση έχει ένα σχετικά καλό χρόνο αποπληρωμής στα 8,3 έτη και Αναλογία Κόστους Οφέλους είναι μεγαλύτερη της μονάδας και ίση με 1,31.

Μέγεθος ΤιμέςΚαθαρή Παρούσα Αξία (NPV) 9.174€

Εσωτερικός Συντελεστής Απόδοσης (IRR)

8,4%

Έτη Αποπληρωμής 8,3Αναλογία Κόστους-Οφέλους 1,31

Πίνακας 6.

Στη συνέχεια παρατίθεται το Διάγραμμα αθροιστικών χρηματορροών.

17

Διάγραμμα 4.

Τεχνικά στοιχεία για την εγκατάσταση των ηλιακών συλλεκτών για την κάλυψη πισινας

Στην παρούσα μελέτη θα εξεταστεί η περίπτωση εγκατάστασης ηλιακών συλλεκτών για την θέρμανση του νερού της εξωτερικής πισίνας του ξενοδοχείου.

Ενεργειακό ΜοντέλοΓια την θέρμανση του νερού της εξωτερικής πισίνας του ξενοδοχείου, επιλέγεται η χρήση συστήματος ανοιχτού βρόγχου, όπως παρουιάζεται στην Εικόνα 8.

18

τεία

Εικόνα 8. Σύστημα ανοιχτού βρόγχου

Οι ηλιακοί συλλέκτες που θα εγκατασταθούν θα είναι της εταιρείας Heliocol μοντέλο HC-40 χωρίς κάλυμμα. Παρακάτω παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά των ηλιακών συλλεκτών από τη βάση δεδομένων του RetScreen.

Εικόνα 9. RETScreen – Χαρακτηριστικά Ηλιακού Συλλέκτη

19

Εικόνα 10: Τεχνικά χαρακτηριστικά ηλιακού συλλέκτη

Εικόνα 11: Τεχνικά χαρακτηριστικά ηλιακού συλλέκτη

20

Εικόνα 12: Τεχνικά χαρακτηριστικά ηλιακού συλλέκτη

Θεωρείται ότι η πισίνα του ξενοδοχείου λειτουργεί κατά τους μήνες Απρίλιο με Οκτώβριο για 7 ημέρες την εβδομάδα και οι υπολογισμοί θα πραγματοποιηθούν για πληρότητα 100%. Η επιφάνεια της πισίνας είναι 500m2. Η θερμοκρασία λειτουργίας της πισίναςείναι 25°C, το νερό αναπλήρωσης 15%, η χρήση καλύμματος είναι 14 ώρες/ημέρα και τα Wind sheltering και Solar shading 20%.

Η ελάχιστη και μέγιστη θερμοκρασία νερού σε δίκτυα διανομής θεωρείται 12°C και 24°C αντίστοιχα, όπως εξηγήθηκε στην μελέτη εγατάστασης ηλιακών συλλεκτών για την κάλυψη της ζήτησης για ζεστό νερό χρήσης.

Μετά από παραμετρική ανάλυση που πραγματοποιήθηκε για τιμές ηλιακού λόγου (solar fraction) μεταξύ 55% και 70%, θα τοποθετηθούν 85 ηλιακοί συλλέκτες συνολικής επιφάνειας 327,374m2, οι οποίοι παράγουν 229,13 KW. Η ηλεκτρική ζήτηση της αντλίας είναι 1,1ΜWh, η αποδιδόμενη θερμότητα 89,2 ΜWh και ο ηλιακός λόγος (solar fraction) 57%.

Οι απώλειες λόγω επικαθήσεων (χιόνι και σκόνη) είναι 3% και λόγω διαρροών 2%.Ο εναλλάκτης θερμότητας έχει απόδοση 85% και Ο κυκλοφορητής του συστήματος καταναλώνει 5 W/m2 επιφάνειας συλλέκτη.

Ο τύπος του καυσίμου που χρησιμοποιεί το ξενοδοχείο στην βασική περίπτωση είναι Diesel #2 Πετρέλαιο και η απόδοση του καυστήρα είναι 80%. H ετήσια κατανάλωση καυσίμου είναι 19507,6L και το Κόστος Καυσίμου = 13655€. Το ποσό αυτό αντιπροσωπεύει την ετήσια εξοικονόμηση του ξενοδοχείου λόγω χρήσης των ηλιακών συλλεκτών για την θέρμανση νερού της πισίνας.

Μετά την εγκατάσταση των ηλιακών συλλεκτών η ξενοδοχειακή μονάδα εξακολουθεί να καλύπτει μέρος των αναγκών για την θέρμανση του νερού της πισίνας με καύση Diesel #2 Πετρέλαιου και με απόδοση καυστήρα 80% (Προτεινόμενη Περίπτωση). Σε αυτήν

21

την περίπτωση η ετήσια κατανάλωση καυσίμου είναι 8440,7L και το Κόστος Καυσίμου = 5908€. Το ποσό αυτό αντιπροσωπεύει ένα επιπλέον κόστος για την ξενοδοχειακή μονάδα και υπολογίζεται στα ετήσια κόστη για την αξιολόγηση της επένδυσης.Παρακάτω παρουσιάζοονται τα φύλλα του RetScreen.

Εικόνα 13.

Εικόνα 14.

22

Εικόνα 15.

Οι ηλιακοί συλλέκτες πρόκειται να τοποθετηθούν στην ταράτσα της ξενοδοχειακης μονάδας.

Ανάλυση Κόστους

Τα βασικά κόστη που αφορούν την συγκεκριμένη επένδυση ορίζονται ως εξής:

- Yπολογίζεται ότι 2400€ θα κοστίσουν η μελέτη σκοπιμότητας, η ανάπτυξη και τα μηχανολογικά του έργου (350€, 350€, και 1300€ αντίστοιχα).

- Μετά από έρευνα στην αγορά η τιμή του επίπεδου συλλέκτη χωρίς κάλυμμα που θα χρησιμοποιηθεί στην περίπτωση της θέρμανσης του νερού της πισίνας της ξενοδοχειακής μονάδας ανέρχεται στο ποσό των 65€/m2 και η συνολική επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών 327,34m2 . Επομένως το Κόστος Συλλεκτών= 65€/m2 ×327,34m2 = 21277€.

- Το κόστος σωλήνωσης 15€/m Οι ηλιακοί συλλέκτες θα τοποθετηθούν στην ταράτσα του ξενοδοχείου, Συνεπώς το κόστος σωλήνωσης αφορά την σύνδεση από την ταράτσα μέχρι την πισίνα του ξενοδοχείου.

Το ξενοδοχείο έχει 4 ορόφους 3m o καθένας. Το κόστος σωλήνωσης μέχρι και το ισόγειο του ξενοδοχείου είναι Κόστος Σωλήνωσης 1 =[(3+3+3+3)×2] × 15€/m = 24m × 15€/m = 360€

Πρέπει να υπολογιστεί και η απόσταση από το ξενοδοχείο μέχρι και την πισίνα, η οποία ισούται με 15m.Επομένως Κόστος Σωλήνωσης 2=(15m×2)×15€/m=450€

Άρα το συνολικό κόστος σωλήνωσης είναι το άθροισμα των παραπάνω, 810€.

23

- Το κόστος εναλλάκτη 20€/KW. Η συνολική παραγόμενη ισχύς από τον εναλλάκτη είναι 229KW, επομένως το Κόστος Εναλλάκτη = 20€/KW × 229KW = 4583€.

- Το κόστος εγκατάστασης των ηλιακών συλλεκτών ορίζεται σε 20€/m2. Η συνολική επιφάνεια των ηλιακών συλλεκτών είναι 327,34m2, επομένως το Κόστος Εγκατάστασης= 20€/ m2

× 327,34 m2 = 6547€.

- Το κόστος μεταφοράς των ηλιακών συλλεκτών σε 15€/ m2 για τα νησιά, άρα το Κόστος Μεταφοράς= 15€/ m2×327,34m2= 4910€.

- Τα απρόβλεπτα κόστη ορίζονται ίσα με 5%.

- Το κόστος συντήρησης σε 150€/έτος

- Οι αντικαταστάσεις σε 20€/m2 κάθε 6 χρόνια. Επομένως Ετήσιο Κόστος Αντικαταστάσεων= 20€/m2 ×327,34 m2= 6547€.

Ανάλυση Εκπομπών

Ο τύπος καυσίμου που χρησιμοποιείται είναι Diesel #2 Πετρέλαιο στην Βασική περίπτωση. Με βαθμό απόδοσης παραγωγής ηλεκτρισμού 30% και για απώλειες 8% οι εκπομπές σε tCO2

ανέρχονται σε 52,4.

Στην προτεινόμενη περίπτωση χρησιμοποιούνται ηλιακοί συλλέκτες με ταυτόχρονη κάλυψη μέρους των αναγκών με καύσιμο Diesel #2 Πετρέλαιο, οι εκπομπές σε tCO2 ανέρχονται σε 22,7.Συνεπώς (βλ. Εικόνα 16 ) η καθαρή ετήσια μείωση των εκπομπών σε tCO2 ανέρχεται σε 28,7, που ισοδυναμεί με 5,3 αυτοκίνητα και ελαφριά φορτηγά που δεν χρησιμοποιούνται.

Εικόνα 16.

Οικονομική ανάλυσηΓια την αξιολόγηση της επενδύσης θα χρησιμοποιηθεί η μέθοδος της καθαρής παρούσας αξίας και του εσωτερικού συντελεστή απόδοσης.

Η συνολική διάρκεια ζωής της επένδυσης είναι 15 έτη.

24

Η τιμή του πληθωρισμού ανέρχεται σε 3,9% και το επιτόκιο αναγωγής σε 4%.

Με τη βοήθεια του RetScreen πραγματοποιήθηκε οικονομική ανάλυση. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον παρακάτω Πίνακα 7.

Παρατηρείται ότι η επένδυση είναι συμφέρουσα καθώς η Καθαρή Παρούσα Αξία είναι θετική και ίση με 27829€, ενώ ο Εσωτερικός Συντελεστής Απόδοσης είναι 12,9%, πολύ μεγαλύτερος από το κόστος ευκαιρίας στην αγορά 4%. Η επένδυση έχει καλό χρόνο αποπληρωμής στα 6,7 έτη και Αναλογία Κόστους Οφέλους είναι μεγαλύτερη της μονάδας και ίση με 1,66

Μέγεθος ΤιμέςΚαθαρή Παρούσα Αξία (NPV) 27.829€

Εσωτερικός Συντελεστής Απόδοσης (IRR)

12,9%

Έτη Αποπληρωμής 6,7Αναλογία Κόστους-Οφέλους 1,66

Πίνακας 7.

Στη συνέχεια παρατίθεται το Διάγραμμα αθροιστικών χρηματορροών.

25

Διάγραμμα 6.

Τοποθέτηση ηλιακών συλλεκτών για την κάλυψη αναγκών ΖΝΧ και θέρμανση πισίνας

Στην παρακάτω εικόνα παρουσιάζεται η τοποθέτηση των ηλιακών συλλεκτών στην ταράτσα του ξενοδοχείου.

Εικόνα 17.

Η έκταση που καταλαμβάνουν οι 62 ηλιακοί συλλέκτες για την κάλυψη των αναγκών του ξενοδοχείου σε Ζεστό Νερό Χρήσης είναι 136,40m2, ενώ για τους 85 ηλιακούς συλλέκτες για την θέρμανση του νερού της πισίνας 327,34m2. Οι προτεινόμενες θέσεις είναι εκείνες που απεικονίζονται στην εικόνα του ξενοδοχείου.

αποτελεσματαΣυγκρισεις -προτασεισ

26

27

28

29