BORRHÅL OCH VÄRMEPUMPSSYSTEM MED PV&PVT TEKNIK OCH EKONOMI. Nelson Sommerfeldt, Doktorand Geoenergidagen, 4 oktober 2018

Relevanta dokument
Preliminär elmarknadsstatistik per månad för Sverige 2014

Energilager i mark kombinerat med solvärme

2016, Arbetslösa samt arbetslösa i program i GR i åldrarna år

Preliminär elmarknadsstatistik per månad för Sverige 2014

Question today imagine tomorrow create for the future. Roland Jonsson Seniorkonsult Energi

Preliminär elmarknadsstatistik per månad för Sverige 2013

HSB ENERGI OCH ANDRA NYTTIGHETER ETT HUS FEM MÖJLIGHETER

ASES. Active Solar Energy Storage. Thule Brahed ERRIN EUSEW Brussels

Solkraft & Plusenergi

Beräkningsmodell för optimering av solcellsanläggningar utifrån ekonomi och energianvändning

Solpotentialstudier varför? ELISABETH KJELLSSON, BYGGNADSFYSIK, LTH

Jämförelse av Solhybrider

Utveckling och Marknadsläge för Solvärme och solel. Björn Karlsson Mälardalens högskola

Preliminär elmarknadsstatistik per månad för Sverige 2014

VAHID JAFARPOUR BRF KANTARELLEN 11

Rotebro idrottshall solel

Rekorderlig Renovering (RR) lägesrapport

Brf Stadsparken Gyllenkroks Alle 19, Lund

Optimering av el- och uppvärmningssystem i en villa

WeGrid Förstudie för solcellsanläggning på Lillåkersvägen 2-16 i BRF Kantarellen 11. Powered by

EffHP135w. Vätska/vattenvärmepump för Passivhus

Läsvecka Mål för veckan Måndag Tisdag Onsdag Torsdag Fredag Lördag Söndag 31 aug 1 sep 2 sep 3 sep 4 sep 5 sep 6 sep

Solceller i Lantbruket

Recipient Fårdala Samfällighetsförening

Kraftvärmens roll i framtidens energisystem. Per Ljung

Resultat från energiberäkning

Energismarta affärer. 7 november 2013 Karlskrona. Peter Karlsson

HSB ÖSTERGÖTLAND LOKAL SOLKRAFT

Byt till Sverigesolen Producera ditt eget varmvatten! För dig med direktverkande el! AQUASMART

Professionell rapport

Förstudie Solceller på flerbostadshus

Resultat från energiberäkning

profu Konkurrensen på värmemarknaden John Johnsson Profu är ett oberoende forskningsoch utredningsföretag inom energi, avfall och transporter

Resultat från energiberäkning

Asfaltsytor som solfångare

Quest ion today. im agine tom orrow. create for the future. John Smith, Vice President, Canada

Resultat från energiberäkning

BRF MÅRDEN (ENERGIANALYS/EKONOMISK UTVÄRDERING VÄRMEPUMPAR) VAHID JAFARPOUR

Solceller Snabbguide och anbudsformulär

Resultat från energiberäkning

ENERGIDEKLARATION BRF MÖRBY 15, STOCKHOLM

Solel och solvärme i villan. Lisa Ossman, SP Energiteknik

Förstudie Solceller på villa

Elkundernas fördelning per avtalstyp jan -03 jan %

POOLTAXA LIDKÖPING ENERGI

Fältmätningar för att demonstrera ny teknik för värmepumpssystem

Solel Verklighet i ditt hus?

Pressträff 7 feb 2017 Absolicon Solar Collector AB (publ) ABSOLICON JOAKIM BYSTRÖM

Elcertifikatmarknad från 1 jan Portföljförvaltning och riskhantering: Hur agera?

Säsongslagring av energi

Solallén - Sveriges första mörkgröna bostäder. Åse Togerö Utvecklingschef Hållbar affärsutveckling, Skanska

EN BÄTTRE BALANS MED SVAGT SJUNKANDE TRÄVARUPRISER 2015 OCH EN NY PRISUPPGÅNG I MITTEN AV 2016

Industrihampa som biogassubstrat och fastbränsle

Kan vi nyttja kylvattenvärmen i framtida kärnkraftverk? - En studie av samtidig el- och värmeproduktion i ett nytt kärnkraftverk

Köparens krav på bränsleflis?

Solgården. Stefan Larsson

Profu. Profu. Konkurrenssituationen på dagens värmemarknad. Erik Axelsson. 31 maj 2016

HÖGHUS ORRHOLMEN. Energibehovsberäkning. WSP Byggprojektering L:\2 M. all: Rapport dot ver 1.0

Avkastning Premiepension Bas sedan starten

Hjärtat i ett intelligent värmesystem

1 st IVT Premiumline HQ C8. I din fastighet föreslår vi: Denna kalkyl visar vad du kan spara i både pengar och miljö genom att installera en värmepump

Fjärrkylanläggning Rosenlundsverket Miljövänlig kyla i centrala Göteborg

yttervägg 5,9 5,9 3,6 4,9 - - Golv 10,5 10, ,5 7 7 Tak 10,5 10, ,5 7 7 Fönster Radiator 0,5 0,5 0,8 0,5 0,3 -

Resultat från energiberäkning

Elkundernas fördelning per avtalstyp

Vägen till Finnängen Ett energineutralt boende. Sveriges första renoverade plusenergihus. Andreas Molin Ppam.se Sweden AB


Solenergi vid Högskolan Dalarna. Frank Fiedler, Björn Persson Ludvika, 29 mars 2017

Energieffektivt byggande i kallt klimat. RONNY ÖSTIN Tillämpad fysik och elektronik CHRISTER JOHANSSON Esam AB

Elkundernas fördelning per avtalstyp jan -03 jan -02

BARBARA RUBINO 4 aspekter: 1. Aktuell debatt om passivhus. 2. En gammal idé. Utopi eller verklighet?

Elkundernas fördelning per avtalstyp

Förstudie Solceller på BRF Hamnkaptenen Uppdaterad

Solen som energikälla. Solen som energikälla

Uppföljning energieffektivisering. A Lind Maskin AB

Projektmöte Effsys2-projekt P9, SPF

Elkundernas fördelning per avtalstyp

Elkundernas fördelning per avtalstyp

Bengt Stridh, SolEl seminarium Nettodebitering. En förutsättning för småskalig solel

AB Svenskt Klimatneutralt Boende

Förnybar energi. vilka möjligheter finns för växthus? Mikael Lantz

InnoVentums idé. Vårt Solar Power Set består av. 8 fotovoltaiska (PV) paneler. 8 mikroinverter. Monteringssystem för PV panelerna. Konstruktion i trä

måndag tisdag onsdag torsdag fredag lördag söndag den 26 dec den 27 den 28 den 29 den 30 den 31 den 1 jan 17

Elkundernas fördelning per avtalstyp

Avkastning Premiepension Bas sedan starten

Tidaholms Energi. TEAB är en viktig drivkraft för att göra Tidaholmsbygden mer attraktiv och hållbar. 1

EN BÄTTRE BALANS MED SVAGT SJUNKANDE TRÄVARUPRISER 2015 OCH EN NY PRISUPPGÅNG I MITTEN AV 2016

Bergvärme rme och bergkyla

Resultat från energiberäkning

Resultat från energiberäkning

Sicklaön 377:2 Ytterlägenhet Nacka kommun

P8- Effektivt Uttnyttjande av Energibrunnar

Sommarens torka och medias rapportering om böndernas situation har drivit upp oron för stigande

EN BÄTTRE BALANS MED SVAGT SJUNKANDE TRÄVARUPRISER 2015 OCH EN NY PRISUPPGÅNG I MITTEN AV 2016

Brf Stadsparken Gyllenkroks Alle 19, Lund

Solvärme Teknik och olika applikationer och system. Mats Johansson KanEnergi Sweden AB

MÅNADSRAPPORT. Driftnämnden Ambulans, diagnostik och hälsa Hälsa och funktionsstöd Februari HÄLSO OCH SJUKVÅRDSUPPDRAG

Till dig som är företagskund. ny prismodell FJÄRRVÄRME inför vi en ny prismodell för fjärrvärme

Elkundernas fördelning per avtalstyp

Stöd för installation av solceller

Transkript:

BORRHÅL OCH VÄRMEPUMPSSYSTEM MED PV&PVT TEKNIK OCH EKONOMI Nelson Sommerfeldt, Doktorand Geoenergidagen, 4 oktober 2018

Tack till våra sponsorer och industripartners BRF Moranviken 2

Bakgrund Solenergi Solvärmemarknaden har givit vägen till solceller (PV) Svensk solcellsmarknad växer med ca. 40% per år Solceller är viktig del av nollenergibyggnader 3

Bakgrund Solvärmepump Lång forskningshistoria med solfångare och värmepumpar Ny trend med PV och VP Växande intresse i system med PV-termiskhybrid 4 Poppi et al. Techno-economic review of solar heat pump systems for residential heating applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2018, 81: 22-32. doi:10.1015/j.jrser.2017.07.041

Vad är solvärmepump? 1. Börja med värmepumpsystem 2. Lägg till några solpaneler 3. Ansluta dem 5

Vad är solvärmepump? 1. Börja med värmepumpsystem 2. Lägg till några solpaneler 3. Ansluta dem 6

Vad är solvärmepump? 1. Börja med värmepumpsystem 2. Lägg till några solpaneler 3. Ansluta dem 7

Den valda systemkonfigurationen Oglaserad, oisolerad PVT fångare Serie konfiguration Motivation 8 Enkel integration Flexibel kontroll Direkt tillgång till borrhål Låg-kostnad PVT Sommerfeldt, N., Madani, H. Review of Solar PV/Thermal Plus Ground Source Heat Pump Systems for European Multi-Family Houses. 11th ISES Eurosun Conference, Palma de Mallorca, Spain, October 2016

TRNSYS modell Komplett systemmodell Tre minuter tidssteg 20 år simulering 9

Målbyggnad Typiskt 1980 90 s hus 30 lgh / 2000 m2 uppvärmd yta Uppvärmning:125 kwh/m2-yr VV: 38 kwh/m2-yr Frekvensstyrd värmepump 21-88 kwth 3600 m total borrhållslängd 12 bh x 300 m x 20 m avstånd 144 PVT fångare 10 40 kwp / 236 m2

Solvärmepumps energiflöde Värme produktion/efterfrågan El produktion/efterfrågan MWh th 40 30 20 10 0 MWh el 12 10 8 6 4 2 0 Uppvärmning + VV PVT Termisk Ekomp PVT El 11

PVT energileverans MWh th 25 20 15 10 5 0 Värme (90 MWh/år) MWh el 6 5 4 3 2 1 0 El (37 MWh/år) jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec Till VP Till BH Till VP Till Lgh Till Elnät 12

Borrhålsenergi och -temperatur Förångares inloppstemp Energibalans i borrhålen Temperatur ( C) 25 20 15 10 5 0 0 2000 4000 6000 8000 Timme under året MWh th 25 15 5-5 -15-25 -35 utan PVT PVT till VP PVT till BH Uttag Tillförsel Netto 13

Test fall Borrhål Bas K1 K2 K3 Antal 12 10 8 6 Avstånd (m) 20 15 10 5 Total Längd (m) 3600 3000 2400 1800 PVT 6/6 5/6 4/6 3/6 2/6 Antal 144 120 96 72 48 Yta (m 2 ) 236 196 157 118 79 PV Kap. (kw p ) 40.3 34.2 26.4 19.8 13.2 14

Vad händer med färre borrhål? 3.6 3.2 4% SPF 4 2.8 2.4 2.0 1.6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 År 20/3600 20/3000 20/2400 20/1800 12+PVT 10+PVT 8+PVT 6+PVT Punkterna markerar åren när borrhålsväggen når 0 C 15

Vad händer med mindre avstånd? 3.6 SPF 4 3.2 2.8 2.4 13% 2.0 1.6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 År 20/3600 15/3600 10/3600 5/3600 20+PVT 15+PVT 10+PVT 5+PVT Punkterna markerar åren när borrhålsväggen når 0 C 16

Färre borrhål och mindre avstånd 3.6 SPF 4 3.2 2.8 2.4 2.0 1.6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 År 23% 60% 20/3600 15/3000 10/2400 5/1800 Bas+PVT K1+PVT K2+PVT K3+PVT Punkterna markerar åren när borrhålsväggen når 0 C 17

Köldbärartemp ut från BH 10/2400 (K2) Köldbärartemp ( C) 12 10 8 6 4 2 0-2 -4-6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 År med PVT utom PVT Streckade linje är medelvärden, fasta linjer är min/max, alla värden är månadsmedel 18

Borrhålväggstemperatur 10/2400 (K2) Borrhålväggstemp ( C) 12 10 8 6 4 2 0-2 -4-6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 År med PVT utom PVT 19

Minskad PVT yta 15/3000 (K1) SPF 4 3.4 3.2 3.0 2.8 2.6 2.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 År 20/3600 15/3000 K1+144 K1+120 K1+96 K1+72 K1+48 Punkterna markerar åren när borrhålsväggen når 0 C 20

Minskad PVT yta 10/2400 (K2) SPF 4 3.4 3.2 3.0 2.8 2.6 2.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 År 20/3600 10/2400 K2+144 K2+120 K2+96 K2+72 K2+48 Punkterna markerar åren när borrhålsväggen når 0 C 21

Minskat krav på markyta 2400 m 2 300 m 2 87% 22

Minskat krav på markyta 2400 m 2 600 m 2 75% 23

Total livscykelskostnader (20 år) MSEK 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 Fjärrvärme = 3.83 MSEK Sol Restvärde BH Restvärde TLCC El Solpaneler Borrhål 20x3600 20x3600 20x3600 15x3000 10x2400 Värmepump +144 PV +144 PVT +48 PVT +144 PVT Alla kostnader inkl. moms och solenergibidrag 24

Fixa underdimensionerade borrhålsfält SPF 4 3.5 3.4 3.3 3.2 3.1 3.0 2.9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 År 20/2400 8+2 BH 8+4 BH 8+6 BH 20/3600 48 PVT 96 PVT 144 PVT Punkterna markerar åren när borrhålsväggen når 0 C 25

Jämförelse investering o besparing 1200 1000 ksek 800 600 400 200 Restvärde (30 år) Besparing (30 år) Netto (30 år) Investering 0 4 BH 96 PVT 6 BH 144 PVT Alla kostnader inkl. moms och solenergibidrag 26

Slutsatser (1/2) PVT-hybrider i serie inte höjer SPF markant men tillåter minskningen av borrhålslängd och/eller -avstånd med minimal risk Bergvärme med typiskt borrhålfält och solceller är det mest energi- och kostnadseffektiva alternativet när det finns tillräckligt med utrymme PVT-hybrider kan vara ett kostnadseffektivt alternativ till borrning i renoveringsobjekt men kräver större investering 27

Slutsatser (2/2) PVT har potential att expandera bergvärmemarknaden för flerfamiljshus, vilken tidigare var otillgänglig pga otillräckligt markutrymme Eventuell modifiering av borrhålsfälten pga PVT integration bör simuleras i ett systemmodelleringsverktyg före konstruktion 28

Framtidsarbete Vidare borrhålsanalys (e.g. borrhålstermiskkapacitet) Vidare värmeväxlare-, pumpar-, ventil-, och vätskeanalys Minska PVT fångare- och anläggningskostnader Testsystem och modellvalidering 29

Vidare information Effsys Expand Slutrapport KTH Projectwebsidan 30

Tack för mig