Solvärme med säsonglagring - Storvreta.nu
Solvärme med säsonglagring - Storvreta.nu
Solvärme med säsonglagring - Storvreta.nu
Transform your PDFs into Flipbooks and boost your revenue!
Leverage SEO-optimized Flipbooks, powerful backlinks, and multimedia content to professionally showcase your products and significantly increase your reach.
<strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> säsongslager i Lyckebo<br />
- <strong>Storvreta</strong>s chans att bli Solvreta?<br />
2011-09-20<br />
Confidentiality - None (C1)<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20
Bakgrund<br />
• Krav från miljökontoret vid senaste ombyggnationen<br />
- Utsläppsfritt alternativ<br />
- Utreda förluster kring bergrummet<br />
• Önskemål från Vattenfall att få all information samlad och strukturerad<br />
- Information från 38 pärmar<br />
- Rykten och inaktuella rapporter<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Projektbeskrivning<br />
Följande skall täckas av examensarbetet:<br />
• Beskrivning av ursprungskonceptet<br />
• Historik<br />
• Erfarenheter från försöksverksamhet och drift samt andra anläggningar<br />
• Aktuell status för systemet<br />
• Klargöra för förluster i bergrummet samt åtgärder<br />
• Undersöka allmänna åtgärder för att återställa/utveckla systemet<br />
• Dimensionering m.a.p. effekt och energi<br />
• Bedömning av möjliga åtgärder<br />
• Nya koncept och idéer<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Karta - utrymme<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Ursprungskonceptet<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Ursprungskonceptet, forts.<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Ursprungskonceptet, forts.<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Ursprungskonceptet, delaktiga parter<br />
Finansiärer:<br />
• Byggforskningsrådet<br />
• HSBs Riksförbund AB<br />
• SKANSKA<br />
• Uppsala Kraftvärme AB (UKAB)<br />
Forskning och utvärdering:<br />
• Vattenfall (Älvkarlebylaboratoriet)<br />
• Studsviks Energiteknik AB<br />
• Stiftelsen Bergteknisk Forskning (BeFo)<br />
• VIAK AB (<strong>nu</strong>mera Sweco)<br />
• Firma Markplan Uppsala<br />
• Chalmers Tekniska Högskola (vattenkemi)<br />
• Lunds Tekniska Högskola (värmeförluster)<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Historik<br />
Följande tidslinje karaktäriserar <strong>Storvreta</strong>s energiförsörjning<br />
1980<br />
<strong>Solvärme</strong>?<br />
85 % elpanna Skadegörelse<br />
Oljeberoende<br />
1990<br />
Förluster utreds<br />
Nytt styrsystem<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)<br />
2000<br />
Elberoende<br />
60% elpanna<br />
40% olja<br />
Bioenergi<br />
9% elpanna?<br />
10% olja<br />
Bioenergi<br />
Olja som spets<br />
2010<br />
<strong>Solvärme</strong>?
Drifterfarenheter<br />
Bra:<br />
• Teleskoprören fungerade enligt grundidén – de skiktade effektivt<br />
• Solfångarnas verkningsgrad bibehållen – tappade 3% på 20 år<br />
Dåligt:<br />
• Skadegörelse (investering 7 Mkr, underhåll 10 Mkr)<br />
• Dålig reglerteknik<br />
• Komplicerad drift<br />
• Dåligt underhåll<br />
Varför? Experimentanläggning? ”För många kockar”?<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Drifterfarenheter, forts.<br />
Dagens drift har också vissa problem.<br />
• Avhärdningsutrustning har ej används tillräckligt – påverkar<br />
värmeväxlare<br />
• Driftstrategin har förbättringspotential<br />
• Stort beroende av bränslepriser<br />
• Teleskoprörens funktion är ej fullständig – behov av lyft<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Erfarenheter från andra anläggningar<br />
• Lyckebolagret är unikt!<br />
• Studiebesök på Arlanda akvifär (kyl- och värmelager)<br />
och Sala-Heby (solcellsanläggning, andelsägt)<br />
• Utvärdering av borrhålslager, Anneberg<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Aktuell status för systemet<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Aktuell status för systemet<br />
• Solfältet: biopannorna fungerar bra<br />
• Värmeväxlarna: igenkalkade – åtgärdat?<br />
• Teleskoprören: ett sitter fast (flytkropp sprungit läck?) och ett läcker<br />
• Bergrummet: svårt att följa förluster och energinivåer i dagsläget<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Förluster i bergrummet<br />
Bergrummet under konstruktion<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Förluster i bergrummet, forts.<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Förluster i bergrummet, forts.<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Förluster i bergrummet, forts.<br />
• Gamla rapporter och sammanstrålande referenser<br />
• Utredning från 1992 inaktuell<br />
- Hydraulisk kontakt mellan bergrum och tillfartstunnel = kylfläns?<br />
• Problem <strong>med</strong> mätdata över energiflöden – osäkra siffror<br />
• Data finns men har ej offentliggjorts<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Förluster i bergrummet, forts.<br />
Förlustdiagram 1983-1997<br />
10000<br />
9000<br />
8000<br />
7000<br />
6000<br />
5000<br />
4000<br />
3000<br />
2000<br />
1000<br />
0<br />
1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Förlust, utfall<br />
Förlust, budget<br />
Energi över 7 grader<br />
Verkningsgrad %
Återställning/utveckling av anläggningen<br />
Oavsett nysatsning på solvärme finns behov av upprustning<br />
• Energimätning!<br />
Uppföljning av<br />
mätfunktion?<br />
• Avkalkning värmeväxlare<br />
– <strong>med</strong> syra eller ma<strong>nu</strong>ellt?<br />
• Lyft av ben för att konstatera skick<br />
• Förbindelserör mellan topp 1 och 2 bör återställas för att kunna<br />
avhärda båda toppar konti<strong>nu</strong>erligt<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Utveckling av anläggningen<br />
Förutsättningar för solvärme<br />
• Teleskopbenen bör redan i <strong>nu</strong>läget fungera i ett nytt styrsystem, men är<br />
i behov av översyn, det vill säga måste lyftas upp.<br />
• Kulvert mellan solfält och bergrum ej begränsning<br />
• Fri areal på <strong>nu</strong>varande solfält; ca 15 000 m 2 . Kommunal mark finns i<br />
direkt anslutning till solfältet, vid behov av utbyggnad över 5000 m 2<br />
solfångare<br />
• Styrsystem och ackumulatortank beroende på systemlösning<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Systemlösning<br />
Koncentrerande eller vakuum-solfångare i kombination <strong>med</strong> pelletspannor<br />
• Solfångarna kan jobba på lägre<br />
temperaturer vilket innebär<br />
högre verkningsgrad.<br />
• Koncentrerande solfångare har<br />
eget styrsystem – trackersystem<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Dimensionering, teknik & ekonomi<br />
Programmet ger snabba svar på realistiska koncept samt vilka ekonomiska<br />
förutsättningar som kommer att gälla. Inparametrar i programmet går att ändra när<br />
nya idéer/tekniker utvecklas.<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Inparametrar i excel-program<br />
Följande parametrar går att anpassa efter ändrade förutsättningar<br />
• Högsta och lägsta temperatur i fjärrvärmenätet<br />
• Produktionstemperatur för solfångare<br />
• VVX-flöde (ger dimensionerande effekt)<br />
• Utbyte av solfångare (verkningsgrad, temperaturberoende)<br />
• Priser: solfångare, pellets (prognos Energimyndigheten), markplanering<br />
och fjärrvärmetaxa<br />
• Kostnad ackumulator och kulvert<br />
• Avdrag energiförluster, samt tillägg för föreningskostnader<br />
(kooperativdel)<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Utparametrar, excel-program<br />
Följande parametrar ges som resultat i programmet<br />
• Lagerkapacitet<br />
• Energitäckningsgrad<br />
• VVX-kapacitet (effekt)<br />
• Produktion för solfångare (per m 2 och modul)<br />
• Antal solfångare<br />
• Behov markareal och ackumulatortank<br />
• Totalkostnad, investering.<br />
• Avbetalningstid och ränta, <strong>med</strong> eller utan solvärmestöd<br />
• Ekonomiska förutsättningar för solkooperativ<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Resultatet<br />
Från olika case till full skala, <strong>med</strong> optimering efter temperatur och areal<br />
Resultaten kan presenteras på olika sätt<br />
Ränta [%] och An<strong>nu</strong>itet [andel]<br />
3,50<br />
3,00<br />
2,50<br />
2,00<br />
1,50<br />
1,00<br />
0,50<br />
Resultat - ränta<br />
0,00<br />
4500 5500 6500 7500 8500 9500<br />
Antal kvm solfångare<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)<br />
Solarus koncentrerad<br />
Sfinx Vakuum
Resultat<br />
3,50<br />
3,00<br />
2,50<br />
2,00<br />
1,50<br />
1,00<br />
0,50<br />
0,00<br />
64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)<br />
Solarus<br />
koncentrerad<br />
Sfinx vakuum
Sol-kooperativ 2004<br />
Förslag framräknat av Gunnar Bröms för Vattenfall 2004<br />
5000 m 2 solfångare ger årligen 2000 MWh<br />
Investeringar totalt: 13,5 Mkr. 1660 andelar ger 6100 kr/andel<br />
Fjärrvärmetaxa – kulvert- & lagerförluster = ca 400 kr/MWh<br />
Intäkt: 800 kkr/år Utgifter: 180 kkr/år<br />
Återbäring: 360 kr/andel ger avkastningen 6 % <strong>med</strong> bidrag, 4,5 % utan<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Solkooperativ 2011<br />
Förslag beräknat på koncentrerande solfångare från Solarus<br />
9000 m 2 solfångare ger årligen 2700 MWh<br />
Investeringar totalt: 15,5 Mkr. 2700 andelar ger ca 5800 kr/andel<br />
Fjärrvärmetaxa – kulvert- & lagerförluster = ca 500 kr/MWh<br />
Intäkt: 1,35 Mkr/år Utgifter: 218 kkr/år<br />
Återbäring: 420 kr/andel ger avkastningen 9 % <strong>med</strong> bidrag, 7,3 % utan<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Solkooperativ 2011<br />
Förslag beräknat på vakuumsolfångare från Sfinx Solar<br />
9550 m 2 solfångare ger årligen 4200 MWh<br />
Investeringar totalt: 21 Mkr. 4200 andelar ger 5000 kr/andel<br />
Fjärrvärmetaxa – kulvert- & lagerförluster = ca 500 kr/MWh<br />
Intäkt: 2,1 Mkr/år Utgifter: 256 kkr/år<br />
Återbäring: 440 kr/andel ger avkastningen 10,4% <strong>med</strong> bidrag, 8,9 % utan<br />
Obs: kalkylen ej fullständig! Stativ och styrsystem ingår ej i investeringen!<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Slutsatser – Ursprungskoncept<br />
• Anläggningen hade barnsjukdomar men fungerade en tid som det var<br />
tänkt, i teknisk bemärkelse<br />
• Stenkastning förstörde förutsättningarna för fortsatt soldrift<br />
• Utvärderingen avstannade när intresset för anläggningen bleknade<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Slutsatser – drifterfarenheter<br />
• Många driftfall försvårade översikten men nya styrsystem (biopannan<br />
2005) har förenklats. Detta bör också genomsyra en nysatsning –<br />
enkelhet är säkerhet!<br />
• Återkoppling har saknats – bättre kommunikation för att ständigt<br />
förbättra anläggningen är en förutsättning för ny teknik<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Slutsatser – förluster i bergrummet<br />
• Förlusterna i bergrummet planade i slutet av 1990-talet ut till ca 9 %<br />
• Det är inte ekonomiskt försvarbart <strong>med</strong> åtgärder för att försöka stoppa<br />
eventuella strömningar i tillfartstunneln<br />
• Förlusterna är i dagsläget svåröverskådliga p.g.a. uteblivna mätdata –<br />
konti<strong>nu</strong>erlig uppföljning ett måste för att kunna dra slutsatser<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Slutsatser – behov av åtgärder<br />
Behöver göras<br />
• Lyft av teleskoprör och total avkalkning av värmeväxlarna är önskvärt för<br />
fortsatt drift och nödvändigt vid utbyggnad av ett solfält<br />
• Markberedning för övertäckning av sprängsten är nödvändig vid<br />
utbyggnad.<br />
Behöver ej göras<br />
• Kulverten mellan bergrum och solfält har tillräcklig kapacitet<br />
• Solfältet har plats för 5000 m 2 solfångare, mer kommunal mark finns<br />
också i anslutning till solfältet<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Slutsatser – ekonomiska förutsättningar (utan bidrag)<br />
• 2,5 - 3 % ränta över livslängden 25 år, för en direktinvestering från<br />
Vattenfall. Möjlighet för ”grön fjärrvärme” kan förbättra kalkylen.<br />
• 7,3 - 9 % över livslängden 25 år, för ett solvärmekooperativ, bör vara<br />
tillräckligt bra för en nysatsning på solvärme i <strong>Storvreta</strong>!<br />
En satsning på solvärme, oavsett investeringsform, ger<br />
också en stor del välbehövlig goodwill till Vattenfall!<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Frågor?<br />
Tack för uppmärksamheten!<br />
Frågor?<br />
Cay Åsberg<br />
0702-729225<br />
2 | Presentation <strong>Solvärme</strong> <strong>med</strong> <strong>säsonglagring</strong> | Cay Åsberg | 2011.09.20<br />
Confidentiality - Critical (C4), High (C3), Medium (C2), None (C1)
Change language