Lavtemperatur energisystemer

Transkript

1 Dynamisk energilagring Uten Med Lavtemperatur energisystemer Helge Skarphagen 28. august 2012 Tel: ; 1

2 Formålet med de neste minutter. Å si noe om: Hvem vi er og hva vi er opptatt av Energilovens formålsparagraf Lavtemperatur energisystemer Praktiske konsekvenser Oppsummering 2

3 Om Gether AS Selskapets virksomhet er innen forskning, utvikling og produksjon av energieffektive løsninger for et bærekraftige samfunn. Familiebasert gründerfirma. Nært relatert til NTNUmiljøet i Trondheim. Helge Skarphagen, helge.skarphagen@gether.no, tel Kaare Gether, kaare.gether@gether.no, tel

4 Energilovens formålsparagraf Lov om produksjon, omforming, overføring, omsetning, fordeling og bruk av energi m.m. (energiloven) 1-2. (Formål) Loven skal sikre at produksjon, omforming, overføring, omsetning, fordeling og bruk av energi foregår på en samfunnsmessig rasjonell måte, herunder skal det tas hensyn til allmenne og private interesser som blir berørt. 4

5 Hva er målet? Minst mulig innkjøp av energi Lite arealbehov Kostnadseffektivitet Robust driftssikkerhet Lang levetid Best mulig inneklima Minst mulig klimagassutslipp 5

6 Ny kunnskap og teknologi: fra sluk til høster med uten Gether AS konsept: lavtemperatur flytting i tid varme + kjøling Korttidslager Langtidslager Tomatproduksjon ved Mære landbruksskole > 70 % spart energi 6

7 Lading av borehull, frikjøling Borehullene må lades maksimalt og avlastes mest mulig. De vanligste løsningene er tørrkjølere og varme-gjenvinnere i avkastluften. Selv etter en roterende gjenvinner er det mye energi å hente! DTES gjør at borehullene kan bli tilført mer varme enn det som tas ut i løpet av et år. Store kjølelaster kan betjenes som frikjøling VP DTES - Dynamisk termisk energilager + egenutviklet software som styrer anlegget optimalt 7

8 Antall driftstimer og kwh levert energi ved forskjellige brinetemperaturer (inn) Mære landbruksskole, 1000 m 2 veksthus, Gjennomsnittlig effekt i parentes (66 kw) (59 kw) (52 kw) (51 kw) (53 kw) (55 kw) (55 kw) (62 kw) (64 kw) (60 kw) (67 kw) (66 kw) (80 kw) (103 kw) (120 kw) tradisjonelle borehullsbaserte varmepumper arbeider ca 2500 h/år ved 3 til -1 C 8

9 9

10 10

11 Dålig inomhusmiljö leder til psykiska och fysiska problem och lägre effektivitet Ref: Schneider Electric rapport 2012, Inomhusmiljön på svenska arbetsplatser 11

12 Tre alternative areal-/volumbehov for å tilføre ca 50 kw kjøling som er typisk for et norsk kontorbygg. 80 cm med ventilasjonsluft 6,5 cm med vann 2,8 cm med kuldemedie www. novemakulde.no 12

13 Gulvvarmerør også til kjøling Gulvvarmerør kan med fordel benyttes til kjøling. Dette benyttes blant annet på Gardermoen lufthavn og er rapportert å gi full brukerkomfort. De største kjølelastene på flyplassterminalen betjenes med gulvkjølingen. 13

14 Viftekonvektorer er ofte en god lavtemperaturløsning i eksisterende bebyggelse Viftekonvektorer gjør det mulig å avlevere varme ved lave temperaturer. Kjøling kan avleveres uten fare for kondensdrypp 14

15 Kjølebafler også til varmeavgivelse På kontorene kan det monteres kombinerte varme- og kjølebafler som leverer frisk luft. Hvert kontor kan kobles til bevegelsesdetektor som styrer lys og ventilasjon. Muligheter for individuelle temperaturpreferanser 15

16 Robust driftsikkerhet Driftserfaringene så langt fra vårt demonstrasjonsanlegg på Mære Landbruksskole er gode. Vi har valgt å satse på industriell kvalitet i prefabrikkerte energisentraler som er utført i rustfritt stål. (minst mulig plassbygd) Enkeltkomponenter som vanlige ventiler og følere er leverandøruavhengig og kan leveres av flere grossister. Styresystem og optimeringsalgoritmer er egenutviklet med bistand av NTNU/SINTEF. Anlegget betjenes fra oss i Oslo over internett og driftsoperatørene får SMS-varsling ved strømbrudd eller andre forstyrrelser. 16

17 Lading og avlasting av borehull med tørrkjøler Timer med varmere uteluft-temperatur enn det som er i borehullene kan brukes til lading av borehull ved hjelp av en tørrkjøler. Tappevannsbehovet blir også betjent av tørrkjøleren i den varme årstiden og avlaster borehullene tilsvarende. Varme i DTES gjør tappevannsberedningen mer effektiv. 17

18 Avriming av uteluftvarmepumper er energikrevende Med dynamisk termisk energilager er det mulig å kjøre en uteluftvarmepumpe svært mange timer i året uten å bruke energi på avriming. På dager med høy dagtemperatur fylles lageret, for så å betjene varmebehovet om natten. okt nov des jan feb mars april 12 C 8 C 4 C 18

19 Termisk influens Etter noen år påvirker brønnene hverandre hvis de står for tett 10 m 10 m 19

20 Effektleveranse fra borehull På trange tomter må borehullene settes tett for å kunne levere tilstrekkelig med effekt altså nok borehull 0 Borrhålsavstånd 5 m Fluidtemperatur En brunn 9 i linje 9 i L-form 9 i kvadrat År Göran Hellström 20

21 Effektsikker varmepumpe på halve tomta Med 7 m innbyrdes avstand 28 m Med 4,6 m innbyrdes avstand 28 m 28 m 784 m2 25 stk borehull 392 m2 28 stk borehull 14 m 4,6 m 7 m DTES-lager sikrer brønnpark tilstrekkelig avlastning. Ved å benytte borehammer med styringer er det mulig å sette hullene tettere. Styringer gir ca 15 % prispåslag. 22

22 Minimalt behov for spisslast i mange bygg med termiske lager Typisk profil for ventilasjonsbehov for noen bygninger Det er nå vanlig å styre ventilasjonen basert på inneluftens innhold av CO 2 I disse timene har varmepumpen vanligvis ledig kapasitet på grunn av redusert ventilasjon og eventuell nattsenking av temperaturen. Denne overskuddsvarmen kan lagres! Tid på døgnet Skolebygg Kontorbygg Sykehjem 23

23 Selvhøstende energi hurtig energiomstilling År oljeekvivalenter energi med biobrensel oljeekvivalenter fornybar energi levert i klimaets tjeneste Klimaarbeide som utføres en gang er langt mer verdifullt enn årvisse leveranser. Eksempler: - etterisolering - innsetting isolerglass - varmegjenvinnere i ventilasjon - vind og vannkraftutbygging Det oppnås 10 ganger så mye klimagevinst per årsverk ved grunnvarmebasert energihøsting 24

24 Betydningen av å se på en investering over tid Nowacki, 25

25 Unntak i tilknytningsplikten for fjernvarme 26

26 Danske kraftværker i historisk ombygning fra kul til træpiller Fire ud af syv danske kulværker plus et gasfyret skal efter planerne bygges om til at anvende biomasse i løbet af de næste få år. 03. jun 2012 kl. 14:00 En tredjedel af verdensmarkedetdong Energy regner med, at selskabet kommer op på at bruge tre mio. ton træpiller i løbet af de næste fem år, mens Vattenfall anslår, at de vil anvende 1,4 mio. ton træpiller i altså et samlet dansk pilleforbrug på mindst 4,5 mio. ton i 2020.»Efter 2020 er jeg mere usikker på, om der er bæredygtig biomasse nok. Det vil i høj grad afhænge af, om andre lande også vil satse på biomasse til erstatning for fossile brændsler,«siger han. Er vi tjent med å styre inn i slik usikkerhet? Synes det riktig å forsyne seg ganske unødig av knappe bioressurser? 27

27 Praktiske konsekvenser Med effektlager er det mulig å realisere varmepumper og frikjøling også på trange tomter. Ingen installasjoner behøver å synes over terrenget. Ettermontering av vannbåren varme (radiatorer) og varmegjenvinnere i avkastluften er relativt raskt og krever ikke utflytting av folk og innbo. Ingen støy, luftutslipp eller tilkjøring av brensel Det er mulig å realisere stor energieffektiviseringsgevinst i eksisterende bebyggelse uten at dette får konsekvenser for bygningsvernet. Redusert behov for innvendig isolasjon og tette dampsperrer sparer innvendig areal og krever liten arbeidskraft. Effektsikre varmepumper reduserer behovet for nye investeringer i nett og trafoer. 28

28 Oppsummering Lavtemperatur termisk energisystem med effektlager medfører lavest mulig behov for innkjøpt energi. Samme system betjener både varme- og kjølebehov Teknologien konkurrerer ikke med andre energiressurser og har lavest CO 2 utslipp. Takk for oppmerksomheten Helge Skarphagen, helge.skarphagen@gether.no Kaare Gether, kaare.gether@gether.no 29