System 1 - Green building
The energy and heat consumption for the RINGEN Research Centre in Litoměřice will be fully supplied from renewable sources. For this building, a system consisting of photovoltaic panels and battery storage, a heat pump for heating and cooling combined with shallow underground storage of heat and cold will be built. The underground storage will consist of approximately twelve 100 m deep boreholes at a temperature level of 5 - 15 °C. System 1 will also include a fuel cell, using hydrogen from the accumulation storage to generate heat and electricity in winter when the PV panels will not supply enough electricity. This will link System 1 to System 2, whose main focus is green hydrogen production.
Fotovoltaický panel přeměňuje sluneční záření, které na něj dopadá, na stejnosměrný proud. Jeho základním funkčním prvkem je fotovoltaický článek. Napětí jednoho článku se pohybuje od zhruba 0,5 V u článků z krystalického křemíku až po jednotky voltů u tenkovrstvých článků s více přechody (vícevrstvých). Proud je úměrný ploše článku, jeho účinnosti a intenzitě slunečního záření, u konkrétního článku závisí částečně na spektru dopadajícího slunečního záření, které se v průběhu dne a roku mění. Fotovoltaický panel je obvykle složen z většího počtu článků zapojených v sérii. Napětí jednoho panelu se obvykle pohybuje v rozmezí 12 až 100 V. Fotovoltaické panely běžně dostupné na trhu lze rozdělit do dvou kategorií – krystalické a tenkovrstvé.
Bateriové úložiště je systém, který umožňuje ukládat přebytečnou elektrickou energii vyrobenou solárními panely pro pozdější použití. Tato energie může být použita v době, kdy solární panely nejsou schopné vyrábět energii, například v noci nebo během období s nízkým slunečním svitem. Existují různé typy solárních baterií, včetně olověných akumulátorů, lithium-iontových baterií a dalších.
Tepelné čerpadlo země/voda odnímá teplo ze země a převádí ho na vyšší teplotní hladinu použitelnou pro vytápění a ohřev teplé vody. Převod tepla na vyšší teplotní hladinu je možný díky stlačení par chladiva v kompresoru, při kterém dojde k jeho zahřátí. Jde o využití stejného mechanismu, jaký využívá kompresorová lednička, avšak tepelné čerpadlo tento cyklus využívá i obráceně.
Palivový článek je elektrochemické zařízení přeměňující přímo chemickou energii paliva a okysličovadla na energii elektrickou. V podstatě jde o galvanický článek, skládající se ze dvou elektrod oddělených membránou nebo elektrolytem. K záporné elektrodě je přiváděno palivo, ke kladné elektrodě pak okysličovadlo. V prostoru mezi elektrodami se pak obě látky katalyticky slučují. Palivový článek může teoreticky pracovat nepřetržitě, dokud není přerušen přívod paliva nebo okysličovadla k elektrodám, protože ty jsou katalyticky i reaktivně stabilní.
Pole mělkých vrtů do hloubky 100 m využívá teploty kolem 12°C především pro zajištění energetické soběstačnosti budovy. V tomto vrtném poli nebude docházet k mezisezónnímu uchovávání tepelné energie, ale hlavně k využití podzemí obdobným způsobem jako u klasických systémů země-voda. Tyto vrty zastihnou zvodnělé druhohorní sedimentární horniny uložené v moři svrchní křídy, zejména pískovce a slínovce. Pokud bude podzemní voda v této hloubce proudit dostatečnou rychlostí, budou vrty obzvláště efektivní v letním období pro chlazení budovy.
Tlaková akumulační centrála slouží k dočasnému uložení vyrobeného vodíku.
