100% renewable district heating

Dlaczego projekt badawczy?

Jednym z poważniejszych problemów dyskutowanych w kontekście energii słonecznej i innych odnawialnych źródeł są technologie magazynowania energii. Zakładając, że systemy energetyczne w przyszłości będą się składały układów: siłowni wiatrowych, kolektorów słonecznych, paneli fotowoltaicznych lub energii fal morskich, ich praca jako system będzie efektywna w długim okresie, do czego niezbędne jest magazynowanie energii.

Sezonowy magazyn energii musi mieć odpowiednią pojemność cieplną i nie jest to sprawą tylko krajów Europy Północnej, gdzie ze względu na relatywnie krótki okres dostępności słońca produkcja energii jest ograniczona w czasie. Dużym wyzwanie jest nadmiar ciepła i konieczność jednoczesnego utrzymania niskich kosztów.

Instalacja SUNSTORE4, której koncepcja została opracowana w ramach projektu, jest pierwszym tego rodzaju rozwiązaniem. Stąd też, zespół rozpoczynał wdrożenie prawie „od zera”.

Unikalną wartością koncepcji SUNSTORE jest elastyczność

Koncepcja umożliwia

  • Wykorzystanie wszystkich rodzajów odnawialnego ciepła i ciepła odpadowego (słońce, geotermia, biomasa, unieszkodliwianie odpadów, nadmiarowe ciepło z procesów przemysłowych) przy zastosowaniu magazynowi i pompie ciepła.
  • Zapewnienie odbiorcom ciepła pochodzącego w 100% z OZE, także bez wykorzystywania biomasy.
  • Zużycie i produkcja energii elektrycznej w systemie wtedy gdy jest zapotrzebowanie (poprzez wyrównywanie profili produkcji energii elektrycznej z wiatru i słońca).
  • Wdrażanie systemu etapami.

Wyzwania które muszą być brane pod uwagę przy opracowywaniu systemu ciepłowniczego w 100% z OZE:

  • Efektywność kosztowa całego systemu, nie tylko ograniczana do kosztów sezonowego magazynu ciepła.
  • Techniczna i funkcjonalna wiarygodność sezonowego magazynu ciepła,  gdzie należy uwzględniać możliwe problemy związane z okładzinami i przykryciem.
  • Integracja złożonego systemu składającego się z elementów instalacji słonecznej, pompy ciepła, instalacji CHP (wykorzystującej biomasę) oraz sezonowego magazynu ciepła.
  • Niska wydajność absorberów kolektorów słonecznych, np. w związku z problemami skraplania lub przegrzewania w okresie lata.
  • Zwiększanie sprawności kotła na biomasę i ograniczenie emisji szczególnie NOx i cząstek stałych w związku ze stosowaniem jako paliwo wilgotnej biomasy.
  • Wydłużanie czasu produkcji energii elektrycznej z instalacji CHP na biomasę i układu ORC.
  • Elastyczność koncepcji systemu w zakresie dostosowanie jego elementów do różnych uwarunkowań i potrzeb, np. włączenie chłodzenia jako części koncepcji ważnej dla warunków klimatycznych południa Europy.
  • Duży udział części słonecznej oznacza wyższe temperatury paneli słonecznych latem, większe straty magazynowanej energii i w rezultacie niższą produkcję ciepła użytkowego.
  • Wysoki udział części słonecznej wiąże się z wysokimi temperaturami w magazynie przez okres 4-5 miesięcy. Powoduje to zmniejszanie żywotności plastikowych okładzin.

Projekty SUNSTORE2 i SUNSTORE4 miały na celu podjęcie powyższych wyzwań.