Opfølgningsprogram for store varmelagre i Danmark

Transkript

1 Opfølgningsprogram for store varmelagre i Danmark EUDP, j.nr og Morten Vang Bobach (mvb@planenergi.dk) & Daniel Trier (dt@planenergi.dk) 1 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

2 Agenda Borehulslager Opbygning Måleresultater Damvarmelagre Opbygning Måleresultater Forskelle mellem lagrene Erfaringer Kommende ny hjemmeside 2 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

3 Opfølgende måleprogram på fire store varmelagre i Danmark Borehulslager i Brædstrup (pilotlager) m 3 jord ( m 3 vandækvivalent) Etableret i Damvarmelager i Marstal m 3 vand Etableret i Damvarmelager i Dronninglund m 3 vand Etableret i 2013 Damvarmelager i Gram m 3 vand Etableret i Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

4 Borehulslager i Brædstrup 4 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

5 Design og implementering, Brædstrup 5 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

9 Måleresultater, Brædstrup 9 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

23 Damvarmelager i Marstal 23 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

24 Design og implementering, Marstal 24 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

30 Damvarmelager i Dronninglund 30 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

31 Måleresultater, Dronninglund 31 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

38 Damvarmelager i Gram 38 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

39 Damvarmelager i Gram Lageret i Gram er isoleret med LECA i stedet for måtter af Nomalen (opskummet PE med en lukket celle krydsbunden struktur) Lageret i Gram er desuden væsentligt større end Marstal og Dronninglund Måleresultater fra lageret i Gram forventes klar i starten af 2017 (EUDP-projektet løber frem til juni 2018) 39 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

40 Linere til damvarmelagre Til lagrene i Marstal, Dronninglund og Gram er der anvendt plastlinere (HDPE) til bund, sider og låg. Plastlinere har to væsentlige problemer De nedbrydes over tid af høje temperaturer. De er ikke 100 % diffusionstætte for vanddamp, hvilket kan skabe fugtophobning i lågisoleringen. Lineren i Marstal samt 4 andre linere er tidligere testet af Teknologisk Institut med en accelereret levetidstest for at forudsige levetiden af lineren. Fælles for de testede linere er at de har en levetid på under 5 år ved konstant påvirkning ved 90 C. I et solvarmelager er temperaturen kun en lille del af året på omkring 90 C og ved et typisk årsprofil for et solvarmelager kan der påvises en levetid på 20 år. 40 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

41 Linere til damvarmelagre Som en del af EUDP-opfølgningsprogrammet for store varmelagre i Danmark testes en ny HDPE-liner, som er udviklet med henblik på højere temperaturer. De første delresultater fra Teknologisk Institut viser ikke en forbedret levetid i forhold til de tidligere testede linere. PlanEnergi har i samarbejde med Marstal Fjernvarme i et projekt støttet af Dansk Fjernvarme undersøgt alternative linermaterialer i aluminium og rustfrit stål, men disse har indtil videre ikke været attraktive i forhold til plastlinere pga. væsentligt højere materialepris og installationsomkostninger. I projektet er prisen anslået til hhv , og kr./m 2 for plast-, aluminium-, og rustfri stålliner inkl. installationsomkostninger. 41 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

42 Isoleret låg til varmelagre Til borehulslageret i Brædstrup er der anvendt muslingeskaller som isoleringsmateriale. For at hindre et væsentligt varmetab via konvektion i isoleringen er muslingeskallerne separeret i flere lag, og der er indlagt membraner over isoleringen for at undgå nedsivning af regnvand, men samtidig tillade opstigende fugt at passere. Over isoleringen er lageret dækket af muldjord. Muslingeskaller som isolering forventes at være robust overfor temperatur og fugt, men for at følge isoleringens tilstand og isoleringsevne over tid, måles der som en del af opfølgningsprogrammet fugtighed i lågisoleringen. 42 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

43 Isoleret låg til varmelagre Til damvarmelagrene i Marstal og Dronninglund er der anvendt fleksible måtter af skumisolering, som er indbygget mellem to HDPE-linere. Den nederste liner flyder på vandoverfladen og bærer det isolerede låg, mens den øverste sikrer at regnvand mv. ikke trænger ned i isoleringen. Den anvendte isolering er ligesom plastlinere følsom overfor høje temperaturer. Derudover kan høj fugtighed være et problem, hvis fugten trænger ind i isoleringsmaterialet og forringer isoleringsevnen. For at følge med i dette undersøges isoleringen løbende, og der måles fugtighed, varmeflux og temperaturer udvalgte steder i låget. 43 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

44 Isoleret låg til varmelagre Til lageret i Gram er der anvendt LECA-nødder i stedet for skummåtter. LECA-løsningen blev først projekteret for damvarmelageret i Marstal, men blev her fravalgt til fordel for løsningen med skummåtter. Isolering med LECA er ligesom isolering med muslingeskaller følsom overfor konvektion og der kan være udfordringer med at få udluftet låget tilstrækkeligt til at undgå at der sker fugtophobning i isoleringen. Derudover kan det være problematisk at LECA en ikke bliver liggende jævnt fordelt pga. bevægelser i låget som følge af temperaturudvidelse, luftbobler under låget og regnvandsophobninger oven på låget. For lageret i Gram vil der også blive målt fugtighed i låget som en del af opfølgningsprojektet. 44 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

45 Isoleret låg til varmelagre For at forhindre nogle af problemerne med de nuværende lågkonstruktioner, har PlanEnergi arbejdet med alternative løsninger, hvor det isolerede låg består af faste elementer af PUR-skum, som enten flyder direkte på vandoverfladen, eller indbygges mellem linere. En lignende løsning er anvendt tidligere med succes på et m 3 damvarmelager (Ottrupgaard) som har været i drift i mere end 20 år. PUR-skum har samme udfordring med fugtophobning som nogle af de øvrige isoleringsmaterialer, men dette kan løses ved at udforme elementerne som sandwich-elementer bestående af PUR-skum, rustfrit stål og andre materialer. Disse løsninger forventes udviklet yderligere i kommende damvarmelagerprojekter. 45 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

46 Korrosion og vandkvalitet Damvarmelagrenes vandkvalitet undersøges bl.a. for korrosion. De tre damvarmelagre har benyttet forskellig vandbehandling ved vandpåfyldning og har forskellige stålkonstruktioner. Som en del af opfølgningsprogrammet gøres følgende: Der udtages årligt vandprøver til analyse. Der foretages årligt dykkerinspektion af stålkonstruktioner og rørarrangement i lageret. 46 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

47 Korrosion og vandkvalitet For de tre damvarmelagre i projektet har der været følgende forhold og observationer: Marstal: Indløbsrør: Udført i almindelig sort konstruktionsstål. Vandbehandling: Vandet blev blødgjort under påfyldning Vandet blev forurenet af sandfygning mv. pga. en lang byggeperiode og fyldningsperiode som strakte sig hen over vinteren. Sigtbarhed i lageret er meget dårlig. Der blev observeret udpræget korrosion af indløbsrørene efter det første års drift. Det blev konkluderet, at der var tale om bakteriel korrosion. Herefter blev der monteret offeranoder på stålkonstruktioner og ph værdien blev hævet til 9,5 ved tilsætning af NaOH. Efterfølgende dykkerinspektioner har konstateret at korrosionen er bremset. 47 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

48 Korrosion og vandkvalitet For de tre damvarmelagre i projektet har der været følgende forhold og observationer: Dronninglund: Indløbsrør: Udført i rustfrit stål. Vandbehandling: Vandet blev blødgjort, renset med omvendt osmose under påfyldning og ph-værdi hævet til 9,5 ved tilsætning af NaOH. Sigtbarhed i lageret er meget god. Ingen korrosion. Gram: Indløbsrør: Udført i almindelig sort konstruktionsstål og off-shore -coatet mod korrosion Vandbehandling: Vandet blev blødgjort under påfyldning og ph-værdi hævet til 9,5 ved tilsætning af NaOH. Sigtbarhed i lageret er god. Ingen korrosion 48 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

49 Varmelagre.dk Der udvikles og oprettes som en del af opfølgningsprojektet en hjemmeside med måleresultater for store varmelagre i stil med solvarmedata.dk Lignende design Andet farvetema Andre ikoner Hjemmesiden forventes tilgængelig i 2017 (Skitse) 49 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

50 Principielt om økonomi Ved solvarme-dækningsgrader < 30% er sæsonvarmelagre ikke rentable. Ved solvarme-dækningsgrader > 30% bør sæsonvarmelagre undersøges nærmere. Jo større varmebehov desto bedre er økonomien i sæsonvarmelagring. Solvarmedækningsgrader > 60% er også teknisk mulige. Varmepumper kan forbedre økonomien, men det kræver omhyggelig gennemregning(!) fordi Varmeproduktion er blevet kompleks Kedler Kraftvarme & korttids-varmelagre Spotmarked Solvarme Langtids-varmelagre El-drevne varmepumper 50 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016

51 Tak for opmærksomheden Morten Vang Bobach Daniel Trier Dronninglund 51 Erfa-møde i solvarmegruppen Kolding d. 20/9-2016