Vandbehandling og solvarme

Transkript

1 Vandbehandling og solvarme SUNSTORE 4, det store solvarmeanlæg ved Marstal på Ærø, bruger et kæmpe vandreservoir på m 3 til at holde på varmeenergien, når solen ikke skinner. De mange liter vand er filtreret og blødgjort direkte fra råvandsboringer med et lejet vandbehandlingsanlæg fra SILHORKO. Et anlæg, der inden for tidsrammen på 70 døgn fyldte den kunstige sø; en udfordring i mere end én forstand! Solenergi Solen spiller uden tvivl en stor rolle i fremtidens energiforsyning. Stigende energipriser, øget fokus på miljøet, samt teknologier, der hele tiden forbedres, har gjort opvarmning af fjernvarmevand og produktion af elektricitet med solvarme til en rentabel og CO 2 -venlig mulighed for energiforsyninger. Et valg, der både kan mærkes på pengepungen og samvittigheden. Hos Marstal Fjernvarme på Ærø har man gennem en årrække testet principperne med et mindre solvarmeanlæg til fjernevarme. I 2011 valgte man så at udvide det tidligere succesfulde anlæg betragteligt. Nu skulle solen forsyne halvdelen af Marstals beboere med varmt vand hele året! Bil. 1) Solvarmepanelerne er opstillet i udkanten af Marstal. (Foto: Erik Christensen, Wikipedia.org, CC type BY-SA 3.0) Vedvarende energiproduktion med varmelager Solvarme er en effektiv energikilde, men selvfølgelig kun så længe solen skinner. Hvad gør man så, når det er overskyet, eller om vinteren, hvor der er færre solskinstimer? Her kommer varmelageret ind i billedet. For at kunne levere varmeenergi hele året, er det nødvendigt at have en form for stødpude eller buffer, der kan holde på varmen, og her benytter man sig ofte af et såkaldt damvarmelager. Et damvarmelager er i al sin enkelhed blot en kæmpestor vandbeholder, med vand opvarmet til C af solvarmeanlæg. Temperaturen er beregnet på baggrund af en afvejning mellem effektivitet og kapacitet, og en analyse af de omgivende miljøfaktorer.

2 Bil.2) Marstal Fjernvarme ligger lige i udkanten af byen. På korttjenesten Google Maps kan man stadig se udgravning af SUNSTORE 4 damvarmelageret. (Foto: Google Maps) Vandleverance og vandkvalitet Et konsulentfirma foretog de indledende jordbundsundersøgelser, og der blev samtidig undersøgt, hvor de mange m 3 vand skulle leveres fra. Først blev det overvejet, om renset spildevand fra et nærtliggende rensningsanlæg kunne bruges. Det blev dog hurtigt klarlagt, at det kunne skabe stor bekymring at anbringe en så stor mængde spildevand ovenpå et grundvandsreservoir. Desuden kunne ukontrollérbare og miljøfremmede stoffer udgøre et problem for det tekniske udstyr. Derudover indebar logistikken et 1,5 km langt vandrør på tværs af veje og gennem beboelse på øen. Det blev også undersøgt, om Ærøs vandværker kunne levere den nødvendige mængde vand i drikkevandskvalitet, men det var ikke muligt inden for tidsrammen. Energifirmaet kontaktede derfor SILHORKO, der siden 1936 har specialiseret sig i vandbehandling til både teknisk vand og drikkevand, for at finde en løsning. Sammen vurderede de, at det bedre kunne betale sig økonomisk, miljømæssigt og tidsmæssigt at få leveret grundvand direkte fra 3 nærtliggende grundvandsboringer, rense det til drikkevandskvalitet, og bagefter blødgøre det. Marstal Fjernvarme og SILHORKO påbegyndte en planlægningsfase. De mange liter vand skulle kun produceres én gang, og derfor var et udlejningsanlæg et oplagt valg. Samtidig skulle den store mængde vand leveres relativt hurtigt, så solvarmeanlægget kunne startes op på et gunstigt tidspunkt. Den erfarne ingeniør Jan K. Laursen fra SILHORKO, var projektleder på vandbehandlingsopgaven, en mand med mere end 40 års erfaring i branchen og specialist i netop denne type projekter. Han regnede på tallene, og fandt frem til at en løsning, der kunne producere vandet på under 70 dage. Løsningen var baseret på udlejningsanlæg, nøje sammensat af de udvalgte standardenheder, firmaet har til rådighed. Et meget stort hul i jorden m3 vand fylder rigtig meget. Så meget at det udgør en ganske stor sø på 150 x 120 meter, og 16 meter dyb på det dybeste sted. Udgravningen foregik over en længere periode, og udgjorde et imponerende syn.

3 Bil. 3) Udgravning af damvarmelageret. Til venstre ses den 16 m høje dyse. (Foto: Leo Holm) Efter udgravning blev hullet foret indvendigt med tykke, sammensvejsede plastduge, der både isolerer og tætner, så intet vand kan undslippe. Ganske kort tid efter opsætning blev vandbehandlingsanlægget sat i drift, og på under 70 døgn blev damvarmelageret fyldt op med vand af den nødvendige, blødgjorte kvalitet. Til sidst blev der lagt et isolerende låg af tykke skummåtter på. Vandbehandling I et solvarmeanlæg varmes en cirkulerende væske i solpanelerne op af solen. Ved hjælp af en varmeveksler og varmepumpe overføres varmen til dér, hvor den skal bruges, f.eks. fjernvarmevand. På SUNSTORE 4 varmer solpanelerne både fjernvarmevand og damvarmelageret op på samme tid, idet anlægget har en kalkuleret overproduktion i de aktive måneder. Vandet fra damvarmelageret cirkulerer (ligesom fjernvarmevandet) i rør, varmevekslere og varmepumper, og det stiller høje krav til vandkvaliteten. Det skal være så rent, at der ikke sætter sig kalk, rust, partikler eller organiske materialer i maskineriet. Det leverede råvand var ubehandlet grundvand, og kunne derfor ikke føres direkte i damvarmelageret. Det skulle først blødgøres, en proces der fjerner calcium og magnesium. Blødgøring kan udføres kemikaliefrit med ionbytning, men kræver en vandkvalitet, der minimum overholder drikkevandskravene. Det var derfor nødvendigt først at filtrere vandet for jern og mangan gennem trykfiltre inden blødgøringsprocessen. SILHORKO sammensatte et behandlingstrin med to trykfiltre i parallel drift, samt tre ionbytteranlæg med kontinuerlig produktion. Ved at time skyllefaserne i trykfiltrene og ionbytteranlæggenes regenerationsfaser, var det muligt at etablere en stabil og ubrudt leverance af blødgjort vand til damvarmelageret.

4 Bil. 4) SILHORKO opstiller vandbehandlingsanlægget. (Foto: Svend Flensborg) Permanent installation Selvom damvarmelageret er overdækket og et lukket system, vil der uværgelig over tid vil foregå en fordampning, ligesom der er risiko for små lækager i ny og næ. Derfor har Marstal Fjernvarme installeret et mindre, permanent blødgøringsanlæg af typen SM82-F fra SILHORKO, der kan efterfylde damvarmelageret, når det er nødvendigt. Bil.5) Damvarmelageret er næsten fyldt op med blødgjort vand, og kun låget mangler. Midt i søen ses dysens top.(foto: Leo Holm)

5 Teknisk information (FAKTABOKS) Solvarmeareal: solvarmemoduler på i alt m 2 Anlægsareal: m 2 4 MW fliskedel 750 KW ORC (Organic Rankine Cycle) 1,5 MW varmepumpe Damvarmelager: m 2 blødgjort vand Opfyldningstid: 70 dage Hårdhedsgrad blødgjort vand: < 0,5 dh Tilbagebetalingstid: ca. 9 år Vandbehandlingsudstyr fra SILHORKO (FAKTABOKS) Trykfilter TF25 Trykfilter TF35 3 x Blødgøringsanlæg type SFH 1802-F Pumpestation med 2 Grundfos pumper Læs mere om Marstal Fjernvarmes solvarmeprojekt på: Læs mere om SILHORKOS udlejningsanlæg på: