Maskinmestrenes Forening juli
maj 2015 2015 nr.
nr. 75
Maskinmesteren
management and technology
Solvarmeanlæg bliver en hybrid
Verdens første kommercielle solvarmeanlæg af flade solpaneler og
paraboler etableres i Nordjylland. Anlægget skal levere næsten
30 procent af energien til fjernvarmen i Tårs.
Tårs får verdens første
hybrid-solvarmeanlæg
For første gang nogensinde etableres et kommercielt solvarmeanlæg bestående af både
flade solpaneler og paraboler, som skal levere næsten 30 procent af energien
til fjernvarmen i Tårs.
Driftsleder Erling Bahnsen ved de to typer solpaneler
– krumme solparaboler fra Aalborg CSP og flade
solpaneler fra Arcon-Sunmark.
Af Joel Goodstein – Foto Michael Vienø
T
aars Varmeværk byder i løbet af juli 2015 på en verdenspremiere: Et hybrid-solvarmeanlæg bestående af både Arcon-Sunmark-solpaneler og Aalborg CSP-soltrug. Så vidt
vides, er det første gang, at et kommercielt solvarmeanlæg kommer til at bestå at forskellige slags solpaneler.
»Vi ønskede en øget andel af vedvarende energi i vores varmeproduktion. Indtil nu har vi været et rent naturgasfyret anlæg,
med både en gasmotor og to gaskedler, men der har været et
ønske om, at gasforbruget skulle nedbringes, og at der skulle
grøn energi ind. Det ønske har været understøttet af en forventning om en stigende gaspris fremover,« siger Erling Bahnsen, maskinmester og driftsleder ved Taars Varmeværk.
Efter at have overvejet alternative muligheder – herunder geotermisk jordvarme og elkedler – faldt valget på et solvarmeanlæg
– men hvilken slags?
»Vi kiggede både på de plane Arcon-Sunmark-paneler og på
Aalborg CSP’s paraboler. Der var fordele og ulemper ved begge
teknologier. Arcon-Sunmark er en billigere løsning, men til gengæld ikke så højt ydende energimæssigt. Aalborg CSP er en dy-
rere løsning, men med meget høj energiydelse. Det ville blive for
dyrt med en ren CSP-løsning. Men hvad nu hvis man kombinerede de to teknologier? Det lød som en interessant mulighed,« siger Erling Bahnsen.
To slags solpaneler
Løsningen er blevet et hybridanlæg bestående af cirka 4.000
kvadratmeter Aalborg CSP-soltrug og 6.000 kvadratmeter ArconSunmark-solpaneler.
»Processen starter med, at vandet over en veksler varmes op af
de flade solpaneler. Herefter sendes vandet videre til CSP-soltru-
gene, som booster vandet til en temperatur på 95-98 °C, som vi
enten kan bruge i varmeveksleren til fjernvarmenettet eller kan
sende i vores akkumuleringstanke. Herefter returneres vandet til
solfangeranlægget, og processen gentages, Arcon-panelerne har
deres egen væskekreds, der opvarmer vandet over en veksler. I
CSP-soltrugene er det vandet fra varmeværket, som kører igennem,« forklarer Erling Bahnsen.
Han fremhæver, at soltrugene gør det muligt at udnytte solens
indstråling lige fra solopgang til solnedgang.
»Soltrugene følger solens bane hele dagen. Der er størst gevinst ved soltrugene først og sidst på dagen, mens Arcon-Sun-
Anlægget hos Taars Varmeværk er
det første af sin art, hvor der er anvendt to slags solpaneler. De flade
solpaneler starter opvarmningen
af vandet, som herefter boostes til
95-98 °C i solparabolerne.
»
Produktion
Teknikhuset hos Taars Varmeværk med cirkulationspumpen
til Arcon-Sunmark-solpanelerne.
18
Maskinmesteren juli 2015
Produktion og distribution af energi
»
mark-panelerne er mest effektive midt på dagen. Med kombinationen af de to slags solvarmeteknologi får vi en maksimal udnyttelsen af solindstrålingen hele dagen – både sommer og vinter,«
siger Erling Bahnsen.
En tredje fordel ved anlægget er, at man om sommeren kan
undgå overproduktionen af varme.
»Anlægget er bygget med overkapacitet i forhold til vores varmebehov om sommeren. Hvis man kører alene kører med ArconSunmark-paneler, kan man blive nødt til at afkøle vandet om
natten ved at køre det retur i systemet i de varmeste sommermåneder. Aalborg CSP-soltrugene kan vi dreje ud af solens direkte indstråling og dermed reducere vores varmeproduktion, uden
at det er nødvendigt at vende flowet i systemet for at komme af
med varmen,« forklarer Erling Bahnsen.
Den nye
Temperatur & Proces Controllere
Den mest kraftfulde PID
Controller på markedet er
nu også den mest brugervenlige!
Programmerede soltrug
Hvis der var blevet valgt en ren Arcon-Sunmark-løsning havde prisen været omkring 15 millioner kroner, men anlægget havde så
kun dækket 20,4 procent af varmeproduktionen. Med CSP-parabolerne kommer solandelen af varmeproduktionen op på 29,3
procent. Til gengæld er prisen 26 millioner kroner.
»For de 11 millioner kroner ekstra får vi næsten ti procent
mere solvarme og dermed en yderligere reduktion af naturgasforbruget. Tilbagebetalingstiden bliver derfor kun et år
»
FAKTA
Hybrid solvarme
Det nye solvarmeanlæg hos Taars Fjernvarme består af:
60 Aalborg CSP-soltrug – areal: 4.039 m2 – med en maksimal effekt på 2,5 MW
5.972 m2 solpaneler fra Arcon-Sunmark – med en maksimal effekt på 4,2 MW
Forventet årlig produktion: 6.082 MWh
Sparet naturgas per år: Cirka 500.000 mᶟ pr. år – afhængigt af soltimer
•
•
•
•
Høj ydeevne
Fuld auto Tune PID
Fuzzy Logic Adaptiv Kontrol
Ingen Jumpers at Indstille, og fuld
Konfigurer bar menu
komme ned på cirka 1,45 millioner efter etableringen af det nye anlæg
Investering: 26 millioner kroner
Forventet bidrag fra solvarmeanlæg: 29,3 procent af Forventet årlig besparelse: 1.300 kroner per hustand
V
80 25 14 43
[email protected]
(130 kvadratmeter).
Det nye solvarmeanlæg har fået to millioner kroner i b
GT
A
FR D
S
I
T LBUetingelser
A
GR TIilkår & b
dk.omega.com/
cnpt_series
Tilbagebetalingstid: 8,5 år
varmeproduktionen
r&
kå
Vil
Årligt gasforbrug (2014): 1,95 millioner m – forventes at r
lse
ge
n
eti
EUDP-støtte, hvoraf en million går til DTU.
Temperatur
Tryk, belastning
og kraft
Automation
Flow- og niveau
Datafangst
pH
Elektriske
varmeaggregater
© COPYRIGHT 2015 OMEGA ENGINEERING,LTD. ALL RIGHTS RESERVED
Maskinmesteren juli 2015
19
Produktion
Solvarmeanlægget hos Taars Varmeværk består af 60 Aalborg CSP-soltrug – areal: 4.039 kvadratmeter – med en maksimal effekt på 2,5 MW og
5.972 kvadratmeter solpaneler fra Arcon-Sunmark – med en maksimal effekt på 4,2 MW.
»
længere med den valgte hybridløsning. Med en ren Arcon-løsning
havde tilbagebetalingstiden været 7,5 år, mens den valgte løsning
har en tilbagebetalingstid på 8,5 år. Så de 11 millioner kroner er
faktisk betalt på kun et ekstra år,« siger Erling Bahnsen.
Han forventer ikke, at det nye solvarmeanlæg får den store
indvirkning på den daglige drift, da hele anlægget som udgangspunkt er fuldautomatisk.
»Der bliver selvfølgelig en indkøringsperiode, men vi forventer
at få leveret et anlæg som kører fuldt automatiseret under normal drift. Soltrugene er programmeret, så de følger solens bane
året rundt i forhold til deres position og dermed udnytter solindstrålingen maksimalt. Teknisk er udfordringen at få de to forskellige anlæg til at spille sammen, så flowet mellem de to typer sol-
FAKTA
Flade paneler vs. paraboler
20
En DTU-rapport har tidligere dokumenteret, at et anlæg med flade paneler med en fremløbstemperatur på 85 ˚C vil producere 450 kWh per kvadratmeter årligt, mens Aalborg CSP-prototypen i Thisted med samme fremløbstemperatur producerer 680 kWh per kvadratmeter årligt.
Maskinmesteren juli 2015
FAKTA
Fjernvarme i Tårs
Varme- og elproduktionen hos Taars Varmeværk er hidtil
foregået med:
Rolls Royce-gasmotor som producerer henholdsvis
4.990 kW el og 5.100 kW varme
To Danstoker-gaskedler på henholdsvis 6 MW og
2,9 MW varme
To 60 MWh akkumuleringstanke
840 varmemålere, 1.900 forbrugere hos Taars Fjernvarme.
paneler fungerer efter hensigten. Pumperne skal styres, så vandet
løber rundt i optimalt kredsløb,« siger han videre.
Opgaven og ansvaret for at få leveret et driftsklart anlæg ligger hos Aalborg CSP. Det hybride solvarmeanlæg skal stå klar til
drift senest 15. juli 2015.
»Ud over at vi får mere vedvarende energi ind i vores fjernvarmeforsyning, kan forbrugerne med det nye solvarmeanlæg se
frem til billigere varme. Vi forventer, at en husstand i gennemsnit
kan spare omkring 1.300 kroner årligt til fjernvarme. Så det er vel
det, man kalder en win-win,« siger Erling Bahnsen.