Bachelorprojekt ved Gråsten Varme A/S Energioptimering af solvarmeanlæg BILAGSHÆFTE Fredericia Maskinmesterskole 27.05.2015
Indholdsfortegnelse Bilag 1: Interview med Dan C. Appel... 2 Bilag 2: Datablad ARCON Solar HT 28.10... 6 Bilag 3: Arcon Solar HT 35.10... 7 Bilag 4: Solvarmeproduktion ved Gråsten Fjernvarme i 2014... 10 Bilag 5: Plan over opstilling af solfanger... 13 Bilag 6: Diagram over solvarmeproduktion i Gråsten ved de forskellige hældninger... 14 Bilag 7: Udregninger Scenocalc... 16 Beregningsprogramm Scenocalc ved 60 graders hældning:... 17 Beregningsprogramm Scenocalc ved 60 graders hældning:... 18 Beregningsprogramm Scenocalc ved 45 graders hældning:... 19 Beregningsprogramm Scenocalc ved 45 graders hældning:... 20 Bilag 8: Procentændringer for indstråling Würzburg / Stockholm... 21 Bilag 9: Fjernvarmeproduktion ved 38 vinkling... 24 Bilag 10: Fjernvarmeproduktion ved 45 vinkling... 25 Bilag 11: Fjernvarmeproduktion ved 60 vinkling... 26 Bilag 12: Ændring af produktionen 45... 27 Bilag 13: Ændring af produktionen 60... 28 Bilag 14: Merproduktion kontra overproduktion 45... 29 Bilag 15: Tab kontra overproduktion ved 60... 30 Bilag 16: Solfangeranlæggets samlede udbytte spidseffekt ved 45 vinkling.... 31 Bilag 17: Solfangeranlæggets samlede udbytte spidseffekt ved 60 vinkling.... 32 Bilag 18: Natkøling/ Overproduktion jan-dec 2014... 33 Bilag 19: Måleskema for glykolfrysepunkt... 40 *Bilag 20.1: Kemiske egenskaber for propylenglykol... 41 * Bilag 20.2: Frysepunktkurver for propylenglykol... 42 * Bilag 20.3: Varmeledningstal for propylenglykol... 43 * Bilag 20.4: Varmefylde for propylenglykol... 44 Bilag 21: Tegning buffertank vand/glykol-blandingen... 45 Bilag 22: Regneark Merproduktion ved glykolblanding... 46 Bilag 23: Regning over glykolleverance... 47 1
Bilag 1: Interview med Dan C. Appel Fakta om Dan C. Appel Stilling/funktion: Driftsleder assistent og praktikvejleder Ved Gråsten Fjernvarme Uddannelse/Erfaring: Maskinmester uddannet ved Århusmaskinmesterskole Interviewet: K: Karsten Wieck; D: Dan C. Appel K: Hvordan producerer Gråsten Varme A/S deres varme? D: Værket der producerer varme ud til Gråsten blev bygget og færdiggjort i 2012/13. Varmen produceres vi værkets halm og pillekedel. Pillekedlen har en på koblet absorptionsvarmepumpe, som bruges til at lave koldt vand i vinterperioden. Kedlerne har en samlet effekt på 13MW. 28% af Gråstens varmebehov produceres med værkets 19.024m 2 stor solfangerpark der har en samlet effekt på 13MW. K: Hvem har bygget værket? Projekt ledelsen? D: Værket er bygget og konstrueret af Rambøll. Halmkedlen kommer fra Weiss. Pillekedlen og absorptionsvarmepumpen kommer fra Danstoker. K: Hvad koster et at opføre et værk i den størrelse med tilhørende anlæg? D: Den samlede udgift på værket ligger mellem 80-90 millioner kroner. K: Hvor lagrer i varmen? D: Vi har en 5630m 3 stor akkumuleringstank som kan rumme 350 MWh varme. Om sommeren er dette nok til 8-10 døgn. Om vinteren rækker varmen til 1,5 døgn. K: I har nogen specielle facader!? D: Ja, på værkets facader er der monteret solceller, som producere strøm til værkets eget forbrug. Der er monteret 502 paneler, som tilsammen kan producere 75 KW. På årsbasis er det ca. 70.000 KWh. K: Hvordan regulerer i fremløbstemperaturene på solfangeranlægget? D: Om sommeren bliver glykolen varmet op til 98 C og om vinteren til 60 C. Ydermere kan personalet ved Gråsten Varme A/S selv regulere fremløbstemperaturen på fremløbet. Dette gøres efter vejrforholdene. 2
K: Hvordan hænger temperaturen og effektiviteten sammen i solfangeranlægget? D: Jo koldere vand der kan sendes retur til solfangerparken jo mere energi fra solen kan dette vand optage. Der siges, at for hver grad vandet er koldere når det pumpes ud i solfangerparken, bliver solfangerne 1% mere effektivt. K: Hvor høj en årsproduktion forventer i fra solfanger anlægget? D: Mellem 9500-9700 MWh. Det varier lidt da det er meget afhængig af solindstrålingen fordelt på året. K: Hvor stor er jeres tank til opbevaring af vand/glykol- blandingen? D: Det kan jeg ikke sige 100%, men den skal ved lækage kunne rumme 1,5 så meget som der kan være i solfangeranlægget. Og da tanken kan rumme 40 m 3 må det være mellem 26 og 27 m 3 K: Hvor meget koster det for jer at producere 1 MWh fjernvarme til forbrugerne i Gråsten? D: Aktuelt ligger prisen for 1 MWh ved ca. 400 kr. K: Hvordan styres start og stop af solfangeranlægget? I grunden styres solfangeranlægget ved de monterede pyranometer, som er monteret i samme vinkel som solpanelerne oppe på akkumuleringstanken. Setpunktet for starten af anlægget ligger på 150 w/m 2. Dernæst for frekvensomformerne som er forbundet med pyranometerne signal om start. Frekvensomformerne giver så signalet videre til pumpen, der cirkulerer væsken rundet i anlægget. Kølevandet bliver løbende cirkuleret efterhånden som solens stråler varmer det op. K: Hvilken koncentrationen af vand/glykol-blanding driftes anlægget med? D: Koncentrationen ligger på omkring 35-40%. Den høje koncentration sikrer et høj frysepunkt af blandingen ned til ca. 22 C. K: Hvilken fabrikant kommer solpanelerne fra? D: Vi har alle vores paneler fra ARCON solar. K: Har i dokumentation om solfangeranlægget? D: Ja der er et ringbind med alle informationer! Gråsten Varme A/S database: Dokumentation vedr. solvarmeanlæg udarbejdet af ARCONSOLAR 3
K: Jeg har i Dokumentation vedr. solvarmeanlæg udarbejdet af ARCONSOLAR læst om Tichelmann systemet og regulering ved reguleringsventiler!? Hvilket af disse to reguleringsmetoder reguleres jeres solfangeranlæg efter? D: På grund af anlæggets størrelse og det vanskelige layout, reguleres flowet i panelerne med reguleringsventiler. For at sikre at tryktabet og panelerne holdes nede. K: Hvordan kan solindstrålingen ved forskelle vinkler beregnes? D: Hvis jeg husker ret, er der et program på nettet, som hedder ScenoCalc. Programmet er ligeledes anbefalet fra ARCONSOLAR, som er leverandør for vores solpaneler. K: Er dette program pålideligt? D:Det virker fint nok. Men man skal vurdere resultaterne kritisk, da lokationerne i programmet ikke er Gråsten. Men man kan vel vælge dem der ligger tættest på og finde en middelværdi, som ca. svarer til Gråstens placering. K: Har i problemer med overproduktion af solvarme om sommeren? D: Det er ikke noget problem. Det er der. K: Hvad gør i med overproduktionen af varme? D: Vi Natkøler. Det vil sige Om sommeren når det rigtig er varmt og solen skinner fra en sky fri himmel i flere uger i træk, produceres der mere solvarmeenergi end bynettet og forbrugerne har behov for. Når denne situation opstår, vil mængden af den producere solvarme overstige akkumuleringstankens kapacitet. Derfor er man, som anlægget køre nu, nød til at natkøle. Det vil sige at man vender processen om. Man tager det varme fjernvarmevand fra akkumuleringstanken, køler det gennem varmeveksleren og tilbage i tanken. I varmeveksleren bliver glykolen nu opvarmet, glykolen afkøles ved at løbe gennem solfangerne. Den mænge der skal afkøles, skal svare til næste dags produktion gerne med en sikkerheds margen der hedder + 5 %. K: Er der problemer med natkøling af varmen på de andre fjernvarmeværker rundt omkring i landet. D: Der er ikke problemer med natkølingen på de andre værker. Det kommer an på hvor god man er til at vurdere kapaciteten af akkumuleringstankens kapacitet. Jeg har undersøgt dette problem før. Jeg har snakket med Flemming Sørensen fra Strandby varmeværk, han sagde: 4
Vi har benyttet natkøling én gang i den tid vi har haft solvarme, siden 2008, årsag var at vi IKKE var gode nok til at vurdere akk. kapaciteten i begyndelsen, "griskhed" med el-produktion samtidig. I nogen e-mails jeg fik fra Vojens fjernvarme, Sæby varmeværk, Ringkøbing fjernvarmeværk og Gram fjernvarme. Fik jeg det indtryk at overproduktionen og natkølingen ikke volder de store problemer for varmeværkerne. K: Har Gråsten fjernvarme planer om at udvide fyringsområdet i de næste år? D: Ja, for tiden arbejdes på at udvide ud til Egernsund, hvor der ca. regnes med 600 nye kunder. Vi har allerede fået nogen industrivirksomheder med som nye kunder. K: Er der mulighed for at kunne udvide det eksisterende solfangeranlæg yderligere? D: Ja, vi har mulighed for at udvide det eksisterende anlæg yderligere. Vi har en grund mere hvor man har planer om at udvide anlægget om nogen år. Hvis det tages i betragtning skal selve anlægget nok også revurderes med hensyn til varmeveksler pumper osv. 5
Bilag 2: Datablad ARCON Solar HT 28.10 6
7
Bilag 3: Arcon Solar HT 35.10 8
9
1 Bilag 4: Solvarmeproduktion ved Gråsten Fjernvarme i 2014 Varmeproduktion Gråsten Varme A/S 2014 Målinger Varmeproduktion (MWh) Varmeproduktion (Wh/m2) Solindstråling (Wh/m2) Januar 29,89 1.571 12.298 Februar 319,48 16.794 53.896 Marts 863,78 45.405 102.449 April 1.226,80 64.487 127.233 Maj 1.231,83 64.751 138.301 Juni 1.352,95 71.118 155.903 Juli 1.435,89 75.478 162.464 August 1.062,04 55.826 133.153 September 964,16 50.681 120.936 Oktober 334,93 17.606 59.539 November 100,09 5.261 29.955 December 10,57 555 19.222 1 www.solvarmedata.dk 10
Varmeproduktion (MWh) 2014 1600 1.435,89 1400 1.352,95 1200 1.226,80 1.231,83 1.062,04 1000 964,16 863,78 800 600 400 319,48 334,93 200 0 100,09 29,89 10,57 Januar Februar Marts April Maj Juni Juli August September Oktober November December 11
Varmeproduktion Gråsten Varme A/S 2014 180000 160000 155.903 162.464 140000 120000 127.233 138.301 133.153 120.936 100000 102.449 80000 60000 53.896 45.405 64.487 64.751 71.118 75.478 55.826 50.681 59.539 40000 20000 0 29.955 16.794 17.606 19.222 12.298 29,89 1.571 319,48 863,78 1.226,80 1.231,83 1.352,95 1.435,89 1.062,04 964,16 334,93 5.261 100,09 10,57 555 Januar Februar Marts April Maj Juni Juli August September Oktober November December Varmeproduktion (MWh) Solindstråling (Wh/m2) 2 Periode gleit. Mittelw. (Solindstråling (Wh/m2) ) Varmeproduktion (Wh/m2) 2 Periode gleit. Mittelw. (Varmeproduktion (Wh/m2)) 12
Bilag 5: Plan over opstilling af solfanger 13
Produktion i MWh Bilag Bilag 6: Diagram over solvarmeproduktion i Gråsten ved de forskellige hældninger 1600 Solvarmeproduktion ved de forskellige hældninger 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Januar Februar Marts April Mai Juni Juli August September Oktober November December Måneder 38 vinkling 45 vinkling 60 vinkling 2 Periode gleit. Mittelw. (38 vinkling) 2 Periode gleit. Mittelw. (45 vinkling) 2 Periode gleit. Mittelw. (60 vinkling) 14
Produktion ved 38 2014 Produktion i MWh Januar 29,89 MWh Februar 319,48 MWh Marts 863,78 MWh April 1.226,80 MWh Mai 1.231,83 MWh Juni 1.352,95 MWh Juli 1.435,89 MWh August 1.062,04 MWh September 964,16 MWh Oktober 334,93 MWh November 100,09 MWh December 10,57 MWh Total 8932,41 MWh Produktion ved 45 2014 Produktion i MWh %-ændring Ny produktion Januar 29,89 MWh 7,99595 % 32,28 MWh Februar 319,48 MWh 5,68145 % 337,63 MWh Marts 863,78 MWh 2,2633 % 883,33 MWh April 1.226,80 MWh -3,3775 % 1185,36 MWh Mai 1.231,83 MWh -3,8809 % 1184,02 MWh Juni 1.352,95 MWh -5,2475 % 1281,95 MWh Juli 1.435,89 MWh -4,70435 % 1368,34 MWh August 1.062,04 MWh -2,1205 % 1039,52 MWh September 964,16 MWh 1,70765 % 980,62 MWh Oktober 334,93 MWh 4,7698 % 350,91 MWh November 100,09 MWh 6,737 % 106,83 MWh December 10,57 MWh 8,62 % 11,48 MWh Total 8932,41 MWh -1,9045 % 8762,29 MWh Produktion ved 60 2014 Produktion i MWh %-ændring Ny produktion Januar 29,89 MWh 15,01065 % 34,38 MWh Februar 319,48 MWh 9,37985 % 349,45 MWh Marts 863,78 MWh 1,47735 % 876,54 MWh April 1.226,80 MWh -6,6748 % 1144,91 MWh Mai 1.231,83 MWh -14,9869 % 1047,22 MWh Juni 1.352,95 MWh -18,45005 % 1103,33 MWh Juli 1.435,89 MWh -16,9148 % 1193,01 MWh August 1.062,04 MWh -10,11065 % 954,66 MWh September 964,16 MWh -0,40495 % 960,26 MWh Oktober 334,93 MWh 6,4518 % 356,54 MWh November 100,09 MWh 10,95465 % 111,05 MWh December 10,57 MWh 14,8061 % 12,14 MWh Total 8932,41 MWh -9,6878454 % 8143,48 MWh 15
Bilag 7: Udregninger Scenocalc ScenoCalc - a program for calculation of annual solar collector energy output 2 SP has developed a user-friendly tool for calculating the annual energy output for solar collectors available in the market. The tool is now being used within Solar Keymark, the quality labeling of solar thermal products in Europe for calculating certified collector output. The tool was developed within the EU-project Quality Assurance in Solar Thermal Heating and Cooling Technologies (QAIST) and uses a Microsoft Excel interface. Its purpose is to give end-users the possibility to fairly compare different collectors under different weather conditions, independent on which of the two EN 12975 performance test methods used, i.e. Steady State or Quasi Dynamic. By using collector test results performed by, accredited test laboratories the user can insert the desired parameters and location and be presented with annual energy gains with a monthly dissection at different collector operating temperatures. The tool is also able to convert from Steady State parameters to comparable Quasi Dynamic values. All results are presented through a graph and a table. 2 http://www.sp.se/en/index/services/solar/scenocalc/sidor/default.aspx 27.04.2015 20:55 16
Beregningsprogramm Scenocalc ved 60 graders hældning: Sted: Stockholm Dato: 27.04.2015 Results from the ScenoCalc evaluation Identification label for the solar collector: ArconSolar 60 grader Dato for beregning : 27 April, 2015 Evaluation method: Steady state Thermal yield per collector module (kwh/module) Total indstrålingsenergi Udbytte for panelerne ved forskellige Total temperaturer indstrålingsenergi 60 indstråling 25 C 50 C 75 C 38 indstråling Januar 320 5 3 0 267 Februar 683 23 11 4 595 Marts 1.325 197 148 108 1.257 April 1.623 179 132 93 1.687 Mai 1.938 186 134 92 2.180 Juni 1.910 187 132 87 2.210 Juli 1.856 197 143 97 2.120 August 1.739 234 179 130 1.869 September 1.365 226 178 136 1.334 Oktober 768 71 47 30 705 November 317 11 6 3 273 December 189 0 10 0 155 År 14.033 1.516 1.123 780 14.652 Lokation: Stockholm 17
Beregningsprogramm Scenocalc ved 60 graders hældning: Sted: Würzburg Dato: 27.04.2015 Results from the ScenoCalc evaluation Identification label for the solar collector: ArconSolar 60 grader Dato for beregning : 27 April, 2015 Evaluation method: Steady state Thermal yield per collector module (kwh/module) Total indstrålingsenergi Udbytte for panelerne ved forskellige Total temperaturer indstrålingsenergi 60 indstråling 25 C 50 C 75 C 38 indstråling Januar 691 61 41 26 598 Februar 851 96 75 55 801 Marts 1.498 131 99 72 1.267 April 1.499 128 93 63 1.640 Mai 1.687 114 76 46 1.982 Juni 1.609 70 41 22 1.950 Juli 1.673 118 74 40 2.001 August 1.679 175 131 94 1.893 September 1.493 238 190 148 1.539 Oktober 1.085 149 113 80 1.034 November 548 37 26 18 504 December 456 26 17 10 403 År 14.769 1.343 976 674 15.612 Lokation: Würzburg 18
Beregningsprogramm Scenocalc ved 45 graders hældning: Sted: Stockholm Dato: 27.04.2015 Results from the ScenoCalc evaluation Identification label for the solar collector: ArconSolar 45 grader Dato for beregning : 27 April, 2015 Evaluation method: Steady state Thermal yield per collector module (kwh/module) Total indstrålingsenergi Udbytte for panelerne ved forskellige Total temperaturer indstrålingsenergi 45 indstråling 25 C 50 C 75 C 38 indstråling Januar 292 0 0 0 267 Februar 641 4 1 0 595 Marts 1.308 129 90 59 1.257 April 1.687 310 167 120 1.687 Mai 2.113 329 248 189 2.180 Juni 2.118 326 262 200 2.210 Juli 2.041 326 261 202 2.120 August 1.848 335 271 213 1.869 September 1.372 183 138 100 1.334 Oktober 745 32 18 10 705 November 298 2 1 0 273 December 172 0 0 0 155 År 14.635 1.976 1.457 1.093 14.652 Lokation: Stockholm 19
Beregningsprogramm Scenocalc ved 45 graders hældning: Sted: Würzburg Dato: 27.04.2015 Results from the ScenoCalc evaluation Identification label for the solar collector: ArconSolar 45 grader Dato for beregning : 27 April, 2015 Evaluation method: Steady state Thermal yield per collector module (kwh/module) Udbytte for panelerne ved forskellige Total Total indstrålingsenergi temperaturer indstrålingsenergi 45 indstråling 25 C 50 C 75 C 38 indstråling Januar 646 21 12 6 598 Februar 836 54 37 22 801 Marts 1.275 146 113 85 1.267 April 1.613 217 169 129 1.640 Mai 1.895 228 178 135 1.982 Juni 1.837 164 118 83 1.950 Juli 1.896 237 181 131 2.001 August 1.836 297 235 187 1.893 September 1.549 303 252 204 1.539 Oktober 1.079 96 65 40 1.034 November 531 17 11 6 504 December 435 8 3 1 403 År 15.428 1.788 1.374 1.029 15.612 Lokation: Würzburg 20
Bilag 8: Procentændringer for indstråling Würzburg / Stockholm For at beregne den procentvise ændring af solindstrålingen for de forskellige vinkler i Würzburg og Stockholm bruges følgende metode: Vinkel 45 Vinkel 38 Vinkel 45 Eksempel på fremgangsmåden for januar måned: 292 267 292 100 = procentændring 100 = 8,5616% Denne fremgangsmåde vil bruges for de resterende beregninger for 60 hældning samt for Würzburg. Beregningerne ses for neden. Ændring Stockholm 45 Ændring af strålingen i procent ved ændring af vinkling fra 38-45 grader Måned 38 indstråling 45 indstråling Ændring i % Januar 267 KWh 292 KWh 8,5616 % Februar 595 KWh 641 KWh 7,1763 % Marts 1.257 KWh 1.308 KWh 3,8991 % April 1.682 KWh 1.687 KWh 0,2964 % Mai 2.180 KWh 2.113 KWh -3,1708 % Juni 2.210 KWh 2.118 KWh -4,3437 % Juli 2.120 KWh 2.041 KWh -3,8707 % August 1.869 KWh 1.848 KWh -1,1364 % September 1.334 KWh 1.372 KWh 2,7697 % Oktober 705 KWh 745 KWh 5,3691 % November 273 KWh 298 KWh 8,3893 % December 155 KWh 172 KWh 9,8837 % Total året. 14.652 KWh 14.635 KWh -0,1162 % Ændring Stockholm 60 Ændring af strålingen i procent ved ændring af vinkling fra 38-60 grader Måned 38 indstråling 60 indstråling Ændring i % Januar 267 KWh 320 KWh 16,5625 % Februar 595 KWh 683 KWh 12,8843 % Marts 1.257 KWh 1.325 KWh 5,1321 % April 1.687 KWh 1.623 KWh -3,9433 % Mai 2.180 KWh 1.938 KWh -12,4871 % Juni 2.210 KWh 1.910 KWh -15,7068 % Juli 2.120 KWh 1.856 KWh -14,2241 % August 1.869 KWh 1.739 KWh -7,4756 % September 1.334 KWh 1.365 KWh 2,2711 % Oktober 705 KWh 768 KWh 8,2031 % November 273 KWh 317 KWh 13,8801 % December 155 KWh 189 KWh 17,9894 % Totral året. 14.652 KWh 14.033 KWh -4,4110 % 21
Ændring Würzburg 45 Ændring af strålingen i procent ved ændring af vinkling fra 38-45 grader Måned 38 indstråling 45 indstråling Ændring i % Januar 598 KWh 646 KWh 7,4303 % Februar 801 KWh 836 KWh 4,1866 % Marts 1.267 KWh 1.275 KWh 0,6275 % April 1.640 KWh 1.613 KWh -1,6739 % Mai 1.982 KWh 1.895 KWh -4,5910 % Juni 1.950 KWh 1.837 KWh -6,1513 % Juli 2.001 KWh 1.896 KWh -5,5380 % August 1.893 KWh 1.836 KWh -3,1046 % September 1.539 KWh 1.549 KWh 0,6456 % Oktober 1.034 KWh 1.079 KWh 4,1705 % November 504 KWh 531 KWh 5,0847 % December 403 KWh 435 KWh 7,3563 % Total året. 15.612 KWh 15.428 KWh -1,1926 % Ændring Würzburg 60 Ændring af strålingen i procent ved ændring af vinkling fra 38-60 grader Måned 38 indstråling 60 indstråling Ændring i % Januar 598 KWh 691 KWh 13,4588 % Februar 801 KWh 851 KWh 5,8754 % Marts 1.267 KWh 1.498 KWh 15,4206 % April 1.640 KWh 1.499 KWh -9,4063 % Mai 1.982 KWh 1.687 KWh -17,4867 % Juni 1.950 KWh 1.609 KWh -21,1933 % Juli 2.001 KWh 1.673 KWh -19,6055 % August 1.893 KWh 1.679 KWh -12,7457 % September 1.539 KWh 1.493 KWh -3,0810 % Oktober 1.034 KWh 1.085 KWh 4,7005 % November 504 KWh 548 KWh 8,0292 % December 403 KWh 456 KWh 11,6228 % Total året. 15.612 KWh 14.769 KWh -5,7079 % Der skal findes en middelværdi for Gråsten. Denne middelværdi vil anvendes til de resterende beregninger. For at finde middelværdien, er følgende metode anvendt: (Würzburg% + Stockholm%) 2 = Procent Gråsten 22
Eksempel for januar ved måned med 45 hældning af solfanger: 7,4303 + 8,5616 2 = 7,99% Metoden er anvendt til beregninger for de resterende måneder. Metoden er brugt ved både 45 og 60 graders hældning. Ændring Gråsten 45 Ændring af strålingen i procent ved ændring af vinkling fra 38-45 grader Måned Ændring Stockholm Ændring Würzburg % for Gråsten Januar 8,5616 % 7,4303 % 7,99595 % Februar 7,1763 % 4,1866 % 5,68145 % Marts 3,8991 % 0,6275 % 2,2633 % April 0,2964 % -1,6739 % -3,3775 % Mai -3,1708 % -4,591 % -3,8809 % Juni -4,3437 % -6,1513 % -5,2475 % Juli -3,8707 % -5,538 % -4,70435 % August -1,1364 % -3,1046 % -2,1205 % September 2,7697 % 0,6456 % 1,70765 % Oktober 5,3691 % 4,1705 % 4,7698 % November 8,3893 % 5,0847 % 6,737 % December 9,8837 % 7,3563 % 8,62 % Total året. -0,1162 % -1,1926 % -0,6544 % Ændring Gråsten 60 Ændring af strålingen i procent ved ændring af vinkling fra 38-60 grader Måned Ændring Stockholm Ændring Würzburg % for Gråsten Januar 16,5625 % 13,4588 % 15,01065 % Februar 12,8843 % 5,8754 % 9,37985 % Marts 5,1321 % -2,1774 % 1,47735 % April -3,9433 % -9,4063 % -6,6748 % Mai -12,4871 % -17,4867 % -14,9869 % Juni -15,7068 % -21,1933 % -18,45005 % Juli -14,2241 % -19,6055 % -16,9148 % August -7,4756 % -12,7457 % -10,11065 % September 2,2711 % -3,081 % -0,40495 % Oktober 8,2031 % 4,7005 % 6,4518 % November 13,8801 % 8,0292 % 10,95465 % December 17,9894 % 11,6228 % 14,8061 % Total året. -4,411 % -5,7079 % -5,05945 % 23
Bilag 9: Fjernvarmeproduktion ved 38 vinkling Da solfangeranlægget er vinklet 38 ved Gråsten Fjernvarme A/S, tages der udgangspunkt i solfangeranlæggets varmeproduktionen fra 2014. Produktion ved 38 2014 Produktion i MWh Januar 29,89 MWh Februar 319,48 MWh Marts 863,78 MWh April 1.226,80 MWh Mai 1.231,83 MWh Juni 1.352,95 MWh Juli 1.435,89 MWh August 1.062,04 MWh September 964,16 MWh Oktober 334,93 MWh November 100,09 MWh December 10,57 MWh Total 8932,41 MWh 24
Bilag 10: Fjernvarmeproduktion ved 45 vinkling Til beregning af, hvad solfangerne vil producere ved en hældning af 45 bruges følgende metode: Produktion 2014 ( ) %procentændring = ny produktion i MWh 100 Eksempel for januar Måned: ( 29,89 ) 107,99595 = 32,28 MWh 100 Denne metode anvendes til de resterende beregninger for produktionen 2014 Produktion ved 45 2014 Produktion i 2014 MWh %-ændring Ny produktion Januar 29,89 MWh 7,99595 % 32,28 MWh Februar 319,48 MWh 5,68145 % 337,63 MWh Marts 863,78 MWh 2,2633 % 883,33 MWh April 1.226,80 MWh -3,3775 % 1185,36 MWh Mai 1.231,83 MWh -3,8809 % 1184,02 MWh Juni 1.352,95 MWh -5,2475 % 1281,95 MWh Juli 1.435,89 MWh -4,70435 % 1368,34 MWh August 1.062,04 MWh -2,1205 % 1039,52 MWh September 964,16 MWh 1,70765 % 980,62 MWh Oktober 334,93 MWh 4,7698 % 350,91 MWh November 100,09 MWh 6,737 % 106,83 MWh December 10,57 MWh 8,62 % 11,48 MWh Total 8932,41 MWh -1,9045 % 8762,29 MWh 25
Bilag 11: Fjernvarmeproduktion ved 60 vinkling Til beregning af, hvad solfangerne vil producere ved en hældning af 60 bruges følgende metode: Produktion 2014 ( ) %procentændring = ny produktion i MWh 100 Eksempel for januar Måned: ( 29,89 ) 115,01065 = 34,038 MWh 100 Denne metode anvendes til de resterende beregninger for produktionen 2014 Produktion ved 60 2014 Produktion 2014 i MWh %-ændring Ny produktion Januar 29,89 MWh 15,01065 % 34,38 MWh Februar 319,48 MWh 9,37985 % 349,45 MWh Marts 863,78 MWh 1,47735 % 876,54 MWh April 1.226,80 MWh -6,6748 % 1144,91 MWh Mai 1.231,83 MWh -14,9869 % 1047,22 MWh Juni 1.352,95 MWh -18,45005 % 1103,33 MWh Juli 1.435,89 MWh -16,9148 % 1193,01 MWh August 1.062,04 MWh -10,11065 % 954,66 MWh September 964,16 MWh -0,40495 % 960,26 MWh Oktober 334,93 MWh 6,4518 % 356,54 MWh November 100,09 MWh 10,95465 % 111,05 MWh December 10,57 MWh 14,8061 % 12,14 MWh Total 8932,41 MWh -9,6878454 % 8143,48 MWh 26
Bilag 12: Ændring af produktionen 45 Til beregning af den faktiske merproduktion bruges følgende metode: Ny produktion gammle produktion = ændring af produktion Eksempel for januar Måned: 32,28 29,89 = 2,39 MWh Denne metode anvendes til de resterende beregninger for produktionen 2014 Produktion ved ændring 38-45 2014 Produktion 2014 i MWh Ny produktion Ændring i tal Januar 29,89 32,28 MWh 2,39 MWh Februar 319,48 337,63 MWh 18,15 MWh Marts 863,78 883,33 MWh 19,55 MWh April 1.226,80 1185,36 MWh -41,44 MWh Mai 1.231,83 1184,02 MWh -47,81 MWh Juni 1.352,95 1281,95 MWh -71,00 MWh Juli 1.435,89 1368,34 MWh -67,55 MWh August 1.062,04 1039,52 MWh -22,52 MWh September 964,16 980,62 MWh 16,46 MWh Oktober 334,93 350,91 MWh 15,98 MWh November 100,09 106,83 MWh 6,74 MWh December 10,57 11,48 MWh 0,91 MWh Total 8932,41 8762,27 MWh MWh Forøgelse 80,18 MWh Forringelse -250,32 MWh Samlet tab -170,14 MWh 27
Bilag 13: Ændring af produktionen 60 Til beregning af den faktiske merproduktion bruges følgende metode: Ny produktion gammle produktion = ændring af produktion Eksempel for januar Måned: 34,83 29,89 = 4,49 MWh Denne metode anvendes til de resterende beregninger for produktionsåret 2014 Produktion ved ændring 38-60 2014 Produktion i MWh Ny produktion Ændring i tal Januar 29,89 34,38 MWh 4,49 MWh Februar 319,48 349,45 MWh 29,97 MWh Marts 863,78 876,54 MWh 12,76 MWh April 1.226,80 1144,91 MWh -81,89 MWh Mai 1.231,83 1047,22 MWh -184,61 MWh Juni 1.352,95 1103,33 MWh -249,62 MWh Juli 1.435,89 1193,01 MWh -242,88 MWh August 1.062,04 954,66 MWh -107,38 MWh September 964,16 960,26 MWh -3,90 MWh Oktober 334,93 356,54 MWh 21,61 MWh November 100,09 111,05 MWh 10,96 MWh December 10,57 12,14 MWh 1,57 MWh Total 8932,41 8143,48 MWh MWh Forøgelse 81,35 MWh Forringelse -870,28 MWh Samlet tab -788,93 MWh 28
Bilag 14: Merproduktion kontra overproduktion 45 Ved at sammenligne forringelsen af solvarmeproduktionen ved en ændring solfangernes vinkling til 45 fås følgende resultater. Resultaterne fremgår som følge: Produktion ved ændring er en forøgelse og forringelse af solvarmeproduktionen når solfangeranlæggets solpaneler er ændret til en vinkel på 45. Det samlede tab ved ændringen af solfangeranlæggets vinkling til en vinkel på 45 er beregnet til 170,14 MWh (bilag) i forhold til produktion i 2014. Efterfølgende blev den samlede natkøling/overproduktion beregnet for produktionsåret 2014. Følgende metode for beregning er anvendt: Prosuktion ved ændring + Natkøling = Ændring i tal Eksempel for januar måned: 2,39 + 0,00 = 2,39 Ved at summere tallene for alle måneder, vil den samlede merproduktion ved 45 vinkling blive 158,66 MWh. Produktion ved 45 Natkøling 2014 Produktion ændring Natkøling Ændring i tal Januar 2,39 0,00 MWh 2,39 MWh Februar 18,15 0,00 MWh 18,15 MWh Marts 19,55 0,00 MWh 19,55 MWh April -41,44 21,80 MWh -19,64 MWh Mai -47,81 0,00 MWh -47,81 MWh Juni -71,00 85,50 MWh 14,50 MWh Juli -67,55 181,50 MWh 113,95 MWh August -22,52 40,00 MWh 17,48 MWh September 16,46 0,00 MWh 16,46 MWh Oktober 15,98 0,00 MWh 15,98 MWh November 6,74 0,00 MWh 6,74 MWh December 0,91 0,00 MWh 0,91 MWh Total -170,14 328,80 MWh 158,66 MWh Merproduktion ved 45 158,66 MWh 29
Bilag 15: Tab kontra overproduktion ved 60 Ved at sammenligne forringelsen af solvarmeproduktionen ved en ændring solfangernes af vinklen til 60 fås følgende resultater: Resultaterne fremgår som følge: Produktion ved ændring er en forøgelse og forringelse af solvarmeproduktionen når solfangeranlæggets solpaneler er ændret til en vinkel på 60. Det samlede tab ved ændringen af solfangerne til en vinkel på 60 er beregnet til 788,92 MWh i forhold til produktion i 2014. Efterfølgende blev den samlede natkøling/overproduktion beregnet for produktionsåret 2014. Følgende metode for beregning er anvendt: Prosuktion ved ændring + Natkøling = Ændring i tal Eksempel for januar måned: 4,49 + 0,00 = 4,49 Ved at summere tallene for alle måneder, vil det samlede tab ved 60 vinkling blive 460,13 MWh. Produktion ved 60 Natkøling 2014 Produktion ændring Natkøling Ændring i tal Januar 4,49 0,00 MWh 4,49 MWh Februar 29,97 0,00 MWh 29,97 MWh Marts 12,76 0,00 MWh 12,76 MWh April -81,89 21,80 MWh -60,09 MWh Mai -184,61 0,00 MWh -184,61 MWh Juni -249,62 85,50 MWh -164,12 MWh Juli -242,88 181,50 MWh -61,38 MWh August -107,38 40,00 MWh -67,38 MWh September -3,90 0,00 MWh -3,90 MWh Oktober 21,61 0,00 MWh 21,61 MWh November 10,96 0,00 MWh 10,96 MWh December 1,57 0,00 MWh 1,57 MWh Total -788,92 328,80 MWh MWh Tab i produktionen ved 60-460,13 MWh 30
Bilag 16: Solfangeranlæggets samlede udbytte spidseffekt ved 45 vinkling. Til beregning af solfangeranlæggets maksimale udbytte bruges solfangerligningen. Da der ved solfangerligninger ikke tages hensyn til infaldsvinkelkorrektionen vil den beregnes med en formel som er opgives i solfangeres datablad. Solfangerligningen benyttes: η = η 0 a 1 (Tm Ta) G Middeltemperatur i solfangeranlæg: T-frem= 98 C T-retur: 40 C Infaldsvinkelkorrektionen 45 Θ: Indfaldsvinkel [ ] a: eksponent (4,51) Tm = (T frem + T retur) 2 a 2 (Tm Ta) 2 G = (98 + 40) 2 = 69 C K θ = 1 tan a ( θ 2 ) 1 tan4,51 ( 45 2 ) = 0,918 Virkningsgrad pr. solfanger η = 0,839 3,2 (69 C 25 C) 0,0137 (69 C 25 C)2 = 0,672 1000 1000 Ydelsen pr. m 2 η Kθ 1000 = 0,672 0,918 1000 = 616,9 W/m 2 Mulig maksimal effekt ved vinkling på 45 Antal m 2 solfanger ydelse pr. m 2 Antal m 2 solfangere: 19.024 m 2 19.024 616 10 6 = 11,71 MW 31
Ydelsen pr. m 2 η Kθ 1000 = 0,672 0,724 1000 = 486,6 W/m 2 Bilag Bilag 17: Solfangeranlæggets samlede udbytte spidseffekt ved 60 vinkling. Til beregning af solfangeranlæggets maksimale udbytte bruges solfangerligningen. Da der ved solfangerligninger ikke tages hensyn til infaldsvinkelkorrektionen vil den beregnes med en formel som er opgives i solfangeres datablad. Solfangerligningen benyttes: η = η 0 a 1 (Tm Ta) G Middeltemperatur i solfangeranlæg: T-frem= 98 C T-retur: 40 C Infaldsvinkelkorrektionen 60 Θ: Indfaldsvinkel [ ] a: eksponent (4,51) Tm = (T frem + T retur) 2 a 2 (Tm Ta) 2 G = (98 + 40) 2 = 69 C K θ = 1 tan a ( θ 2 ) = 1 tan4,51 ( 60 2 ) = 0,724 Virkningsgrad pr. solfanger η = 0,839 3,2 (69 C 25 C) 0,0137 (69 C 25 C)2 = 0,672 1000 1000 Mulig maksimal effekt ved vinkling på 45 Antal m 2 solfanger ydelse pr. m 2 Antal m 2 solfangere: 19.024 m 2 19.024 486,6 10 6 = 9,255 MW 32
Bilag 18: Natkøling/ Overproduktion jan-dec 2014 33
34
35
36
37
38
Natkøling / overproduktion 2014 Måned Antal MWh Januar 0,00 MWh Februar 0,00 MWh Marts 0,00 MWh April 21,8 MWh Mai 0,00 MWh Juni 85,5 MWh Juli 181,5 MWh August 40,00 MWh September 0,00 MWh Oktober 0,00 MWh November 0,00 MWh December 0,00 MWh Samlet 328,8 MWh 39
Bilag 19: Måleskema for glykolfrysepunkt Måleskema for vand/glykol-koncentrationen Dato Tidspunkt Temp. C Måling refraktometer 06.04.2015 10:03-20 07.04.2015 10:20-22 08.04.2015 09:59-21 09.04.2015 10:05-22 10.04.2015 10:11-20 13.04.2015 10:10-21 14.04.2015 09:55-20 15.04.2015 09:59-21 16.04.2015 10:00-19 17.04.2015 10:23-20 18.04.2015 10:17-21 Gennemsnitsværdi: -20,64 Rød linje viser gennemsnitet på målingerne 40
*3Bilag 20.1: Kemiske egenskaber for propylenglykol 3 PEKASOL L Kälte- und Wärmeträgerflüssigkeit auf Basis 1.2 Propylenglykol (bilag) side 19 13.04.2015 12:35 http://www.prokuehlsole.de/de/products/download 41
*4 Bilag 20.2: Frysepunktkurver for propylenglykol 4 PEKASOL L Kälte- und Wärmeträgerflüssigkeit auf Basis 1.2 Propylenglykol side 9 13.04.2015 12:35 http://www.prokuehlsole.de/de/products/download 42
*5 Bilag 20.3: Varmeledningstal for propylenglykol 5 PEKASOL L Kälte- und Wärmeträgerflüssigkeit auf Basis 1.2 Propylenglykol side 16 13.04.2015 12:35 http://www.prokuehlsole.de/de/products/download 43
* 6 Bilag 20.4: Varmefylde for propylenglykol 6 PEKASOL L Kälte- und Wärmeträgerflüssigkeit auf Basis 1.2 Propylenglykol side 15 13.04.2015 12:35 http://www.prokuehlsole.de/de/products/download 44
Bilag 21: Tegning buffertank vand/glykol-blandingen 45
Bilag 22: Regneark Merproduktion ved glykolblanding 46
Bilag 23: Regning over glykolleverance 47