1. No category

Solvarme
Arbejdsudvalget for
Dansk Fjernvarmes
Solvarme – erfagruppe:
•
•
•
•
•
Leo Holm, Marstal
Per Kristensen, Brædstrup
Michael Gregersen, Tørring
Flemming Sørensen, Strandby
Mette Hansen, Dansk Fjernvarme
Hvilke af disse anlæg er så
Danmarks mest besøgte
solfangeranlæg ?
Solfangeranlæg i Danmark
Solfangeranlæg i Danmark
I 2007 var Brædstrup fjernvarmeværk det
første varmeværk der, kombinerede sol og
kraftvarme, og blev i 2008 efterfulgt af
Strandby fjernvarme.
Solfangeranlæg i Danmark
Solfangeranlæg i Danmark
VARMEPLAN DANMARK 2010
Udbygning af solvarme:
200.000 m2 /år frem til år 2020
etableret 8 mio. m2 inden 2030
10 % fjernvarmebehovet
Fylder 20 km2 svarende til
½ promille af Danmarks areal
Der er sol nok til alle
0
3,6 3,3 3,6 1,0 3,2 4,3
11,8
20
138,3
140
120
100
80
60
27,7
40
m2/år
olie/10.000
Tons
oil/10.000m2/year
Tons
160
Solceller
Solvarme
Vindmøller
Helsæd
Halm
Rapsolie
Vinterraps
Elefantgræs
Energipil
Anlægsomkostninger
Erfaring med store solfangeranlæg
Betjening
Nemt, hurtigt, ubemandet
Vedligehold
Pakdåser, filtre, arealer, inspektion
Driftudgifter
ca. 1 kr. pr. MWh solvarme
ca. 1 får-lam/450
2
m
solfanger
Driftudgifter til el-forbrug
Ry
: 18-20 kWh el/mWh solvarme
Marstal : 4 - 5 kWh el/mWh solvarme
(gammelt anlæg 1996)
Marstal : 2,5 - 3 kWh el/mWh solvarme
(nyt anlæg 2003)
Driftsproblemer på danske anlæg
Fugleproblemer
Ledningsnet i solfangerfelt
Varmeveksler
Andet
Sekundærside
Primærside
Delta T = 11°C
Lagring af solvarme
Kr/m3
Hvad koster lagringen?
m3
Forsøg med borehulslager
Fordele og ulemper ved storskala
solvarme
 Kræver store jordarealer
 Kræver store lagre
 Dyr investering pr. mWh
 Ikke pålidelig
brændselsleverandør
 Renere miljø
 Energikilde der er utømmelig
 Problemfri drift
 Lave driftsudgifter
 Tilfredse forbrugere.
 Godskrivning af 1 års solproduktion
som energibesparelser.
 Man kender ”brændselsprisen”
30 år frem i tiden.
Barrierer
Myndighedsbehandlinger
Store lagre og varmepumper
Afgifter på varmepumper
Naturgasselsaberne
 Rådgivere
Manglende kendskab til solvarme
Erfaringer fra anlægsejere
Jordkøb
Husk mulighed for udvidelse etape 1 – 2 – 3
Myndighedsbehandling
projektgodkendelse, miljøgodkendelser, lokalplaner, skøder,
ekspropriotioner m.m. er tidskrævende
Arkæologer
Kontakt i god tid for museumsudgravninger
Totalleverandør eller delleverancer
Husk at definere entreprisegrænser
 Gode danske leverandører
Brug sol-erfagruppen
Helpdesk
[email protected]
Såfremt man har spørgsmål til solvarme i
Danmark i forbindelse med fjernvarme kan
der rettes henvendelse til denne adresse.
WWW.SOLVARMEDATA.DK
Aktuelle produktionstal og data for anlæg
Dansk Fjernvarmes solvarmekurser
Få meget mere at vide……..
• www.solvarmedata.dk
• Tag på kursus
Borehulslager i Strandby

Simulering af energisystem
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 24
Formål
• At beregne konsekvenserne af at supplere
Strandby Varmeværk med
– Mere solvarme
– Et borehulslager
– En elektrisk varmepumpe
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 25
Løgrings-model
•
•
•
•
•
•
Strandby, 13. oktober 2010
Enkelt borehul
Borehulslager
Energisystem
Kostfunktion
TRNSYS simulering
GenOpt optimering
Niels From, PlanEnergi
# 26
Et enkelt borehul
• Huldiameter = 150 mm
• Antal U-slanger pr. borehul: 2 stk.
• Varmeledningsevne i borehul: 2,0 W/m*K
– ThermoCem PLUS
• Huldybde = 50 m
• Tværsnitsareal = 7 m2
– Hulafstand ca. 2,7 m
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 27
Borehulslagermodel
•
•
•
•
•
TRNSYS type 557a
Lageret er cylindrisk
Isolering i låg: 0,5 m muslingeskaller
Varmekapacitet = 2,5 MJ/(m3*K)
Varmeledningsevne = 1,3 W/(m*K)
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 28
Principdiagram (for Brædstrup)
Forward
Heat pump(s)
Hot side(s)
8,000 m2
New
steel tank
8,000 m2
Gas
motor
1
Gas
motor
2
Gas
boiler
1
Gas
boiler
3
ECO 1
ECO 3
Borehole storage
Return
17,000 m2
Heat pump(s)
Cold side(s)
17,000 m2
Strandby, 13. oktober 2010
Exsisting
steel tank
Niels From, PlanEnergi
# 29
TRNSYS model
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 30
Varmebehov = 22.160 MWh/år
Varme ab værk / [MWh/måned]
4.000
3.500
3.000
2.500
2.000
GAF
1.500
GUF
1.000
Oplyst
500
0
J
F
M
A
M
J
J
A
S
O
N
D
Måned i 2009
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 31
Kostfunktion
• Kostfunktion = varmepris [kr/MWh]
= Driftsudgifter + Kapitalomkostninger
Varmebehov
• Driftsudgifter: 2. år
• Kapitalomkostninger: 7% of investering i
– Solfangere: 1.500 kr/m2
– Borehuller: 300 kr/m + 5.000 kr
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 32
Naturgaspris
2,50
Strandby, 13. oktober 2010
3
kr/Nm
Niels From, PlanEnergi
# 33
Reference – Varmepris
Reference
kr/MWh
MWh/år
kr/år
Kedler
400 *
10.268 = 4.107.324
Motorer
350 *
7.858 = 2.750.211
Solvarme
5*
4.094 =
20.470
Varmepumpe, D&V
10 *
0=
0
Varmepumpe, el
500 *
0=
0
Driftsudgifter
310 *
22.160 = 6.878.005
Kapitalomkostninger
0*
22.160 =
0
I alt
310 *
22.160 = 6.878.005
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 34
Eksempel
• 30.000 m2 solvarme
– (30.000-8.000) m2 * 1.500 kr/m2 = 33 Mkr
• 144 borehuller
– 144 * 50 m * 300 kr/m = 2,16 Mkr
– 144 * 5.000 kr = 0,72 Mkr
• KO = 35,88 Mkr * 0,07/år = 2,51 Mkr/år
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 35
Eksempel - Varmepris
30.000 / 144 / 1
kr/MWh
MWh/år
kr/år
Kedler
400 *
5.161 = 2.064.210
Motorer
350 *
6.384 = 2.234.495
Solvarme
5*
10.587 =
52.933
Varmepumpe, D&V
10 *
2.067 =
20.673
Varmepumpe, el
500 *
591 =
295.316
Driftsudgifter
211 *
22.160 = 4.667.627
Kapitalomkostninger
113 *
22.160 = 2.511.600
I alt
324 *
22.160 = 7.179.227
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 36
Eksempel
• Investering = 35,88 Mkr
• Besparelse = 2,21 Mkr/år
• Simpel tilbagebetalingstid = 16,2 år
• VE-andel = 48%
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 37
Solfangerareal
Solfangerareal / [m2]
100.000
80.000
60.000
Sol
40.000
Sol+lager
Sol+lager+vp
20.000
0
0%
20%
40%
60%
80%
VE-dækningsgrad
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 38
Solfangerydelse (netto)
Solfangerydelse / [kWh/m2/år]
600
500
400
300
Sol
200
Sol+lager
Sol+lager+vp
100
0
0%
20%
40%
60%
80%
VE-dækningsgrad
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 39
Tilbagebetalingstid
Simpel tilbagebetalingstid / [år]
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
Sol
15,0
Sol+lager
10,0
Sol+lager+vp
5,0
0,0
0%
20%
40%
60%
80%
VE-dækningsgrad
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 40
Varmeproduktionspris / [kr/MWh]
Varmeproduktionspris
600
500
400
Sol
300
Sol+lager
200
Sol+lager+vp
Reference
100
0
0%
20%
40%
60%
80%
VE-dækningsgrad
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 41
Opsummering
• Det optimale design afhænger af
forudsætningerne, f.eks. naturgasprisen og
den ønskede VE-dækningsgrad.
• Varmeledningsevne = 1,3 W/m*K benyttet
• Borehulslager er rentabelt ved VE > 30%
• Beregningsresultater upålidelige ved VE > 60%
Strandby, 13. oktober 2010
Niels From, PlanEnergi
# 42