Projekt LEGEND
Sustavno poticanje investiranja u korištenje plitke geotermalne energije u jadranskim regijama
Dalibor JovanovićIRENA – Istarska Regionalna Energetska Agencija d.o.o.
Pilot investicije projekta LEGEND
Zajedničke odrednice pilot investicija:
‐Javne zgrade‐Maksimalno 500 m2
‐Geotermalna dizalica topline
Pilot investicije projekta LEGEND
1. Vršno opterećenje (IRENA, LIR)
2. Optimalni temperaturni raspon (DUNEA)
3. Bazno opterećenje (IRENA, Ferrara, Skhodra, Teramo, Danilovgrad, Puglia)
Pilot investicije projekta LEGEND – modaliteti
Model opterećenja
Tip zemljanog izmjenjivača
1. Zatvoreni sustav (zemlja – voda) – vertikalni (IRENA, LIR)
2. Zatvoreni sustav (zemlja – voda) – energetske košare (IRENA, DUNEA)
3. Otvoreni sustav (voda – voda) – (Ferrara, Teramo, Puglia, Danilovgrad, Skhodra)
Radni režim
1. Grijanje/hlađenje – niskotemperaturno (IRENA, LIR, Puglia)
2. Grijanje – visokotemperaturno (IRENA, DUNEA, Ferrara, Teramo, Danilovgrad, Skhodra)
Pronalaženje investicijski optimalnog rješenja
Maksimalno efikasan/”zelen” sustav ili metoda optimalnog roka povrata investicije?
Bazno opterećenje
Optimalni temperaturni raspon
“Vršno” dizajniranje“Postotno” dizajniranje
Opće investicijske pretpostavke
1.Vanjske instalacije općenito nisu podložne ekonomiji volumena –odnos cijena/kW je linearan2.Unutrašnje instalacije nemaju linearan odnos cijena/kw3.Sustav je dvokomponentan –dizalica topline/zemljani izmjenjivač – sustav distribucije topline ne ulazi u izračun povrata investicije4.Konkurentski sustavi su dvokomponentni (izgaranje) ili jednokomponentni (zrak – voda dizalice topline, električni grijači)
Koliko je ”zelena” geotermalna energija?COP 3 Energy consumption
(kWh)
Conversion factor Primary energy consumption
(kWh)
Electric (compressor) 1 3 3
Electric (other components) 0,1 3 0,3
Geothermal 2,0 0,1 0,2
Total 3,1 3,5
Thermal energy production 3,0
COP 3,56 Energy consumption
(kWh)
Conversion factor Primary energy consumption
(kWh)
Electric (compressor) 1 3 3
Electric (other components) 0,1 3 0,3
Geothermal 2,56 0,1 0,256
Total 3,66 3,556
Thermal energy 3,56
COP 3,56 Thermal output (kWh) Conversion factor Primary energy consumption
(kWh)
Geothermal heat pump
(COP3,56) 3,56
3 ‐ electric energy
0,1 ‐ geothermal energy 3,556
Gas 3,56 1,1 3,916
Wood 3,56 0,2 0,712
Vršno opterećenje – IRENAJaslice Pjerina Verbanac, Labin
Pjerina Verbanac nursery extension, Labin
Neto grijana površina(m2) 337,85
Površina grijana toplinskom pumpom
(m2)
337,85
Zemljani izmjenjivač Vertical – closed loop (2 U)
Broj izmjenjivača 3
Dubina/duljina izmjenjivača (m) 100/300
Termo‐tehnički sustav
Vanjska projektirana temperatura (°C) ‐6°C
Uutarnja projektirana temperatura(°C) 22°C
Grijanje Hlađenje
Dizalica topline (kW)* 18,8 19,5
Podno, niskotemperaturno + ‐
Zidno, niskotemperaturno + +
Ventilokonvektori (fan coils) + +
Rekuperacija topline (ventilacija) + +
Investicija (€) 31.500
25 dana testiranja u režimu 24h/dan pod punim opterećenjem ‐ minimalna temperatura bušotine ‐2⁰C25 dana testiranja u režimu 24h/dan pod punim opterećenjem ‐ minimalna temperatura bušotine ‐2⁰C
Temperaturni
raspon(°C)Godišnja
učestalost (h)‐ Labin
Ponavljanje
(h) %
Toplinski
učinak dizalice
topline
Dodatni kW
(električni grijač)
Dodatni kWh
(električni grijač)
Trošak
dodatnih
kWh (€)
2,8 to 2 74,25 1,70% 13,40 0,50 37,13 3,71
2 to 1 89,37 2,05% 14,10 1,20 107,24 10,72
1 to 0 70,70 1,62% 14,80 1,90 134,32 13,43
0 to ‐1 61,80 1,41% 15,40 2,50 154,51 15,45
‐1 to ‐2 35,57 0,81% 16,10 3,20 113,82 11,38
‐2 to ‐3 36,46 0,83% 16,80 3,90 142,19 14,22
‐3 to ‐4 40,91 0,94% 17,40 4,50 184,07 18,41
‐4 to ‐5 21,34 0,49% 18,10 5,20 110,98 11,10
‐5 to ‐6 4,00 0,09% 18,80 5,90 23,61 2,36
Total 434,40 9,95% 1007,88 100,79
NOVA CIJENA INVESTICIJE (ukljčujući 6 kW električni grijač) – 23.800 €
100 € godišnje ili 7.700 € unaprijed?
NOVA CIJENA INVESTICIJE (ukljčujući 6 kW električni grijač) – 23.800 €
100 € godišnje ili 7.700 € unaprijed?
Vršno opterećenje – IRENAOptimiziranje investicije – Jaslice Pjerina Verbanac, stara zgrada
‐ Armirano betonska konstrukcija‐ Neizolirana zgrada, energetski neučinkovita stolarije‐ Neto grijana površina: 672m2:‐ Godišnja potrošnja energije za grijanje: 95.464 kWh
(električna energija 2X36 kW grijači)‐ Godišnji troškovi grijanja: 10.357,84 €
PROJEKTNI ZADATAK:
1.SMANJIVANJE POTROŠNJE ELEKTRIČNE ENERGIJE U 2. PILOT ZGRADI2.SMANJIVANJE PERIODA POVRATA INVESTICIJE I POVEĆANJE UČINKOVITOSTI SUSTAVA U 1. PILOT ZGRADI
Vršno opterećenje – IRENAOptimiziranje investicije
Osnovne pretpostavke:Sezona grijanja: 210 dana
Proizvodnja energije u bušotinskom izmjenjivaču (300 m):
24 sata/dan: 352 kWh8 sati/dan: 117 kWh8 sati/dan unutar sezone grijanja: 24.570 kWh
Godišnja potrošnja energije (grijanje) 1. pilot zgrade: 4.193 kWGodišnja potrošnja energije (grijanje) 2. pilot zgrade : 95.464 kWh
Vršno opterećenje – IRENAOptimiziranje investicije
PROJEKTNO RJEŠENJE
Spajanje dizalice topline (22 kW) iz 1. pilot zgrade sa strojarnicom 2. pilot zgrade i korištenje viška energije iz bušotinskih izmjenjivača za predgrijavanje spremnika koji se grije električnim grijačima
Potencijalni problemi:
1. Temperatura povrata u buffer 1. zgrade viša od polaza u zgradu
2. Monitoring iscrpljivanja bušotina
Optimalni temperaturni raspon – DUNEAOsnovna škola, OpuzenOsnovna škola Opuzen
Neto grijana površina(m2) 2.000
Površina grijana toplinskom pumpom (m2) 500
Zemljani izmjenjivač Energy baskets
Broj izmjenjivača 12
Duljina izmjenjivača (m) 200/2400
Termo‐tehnički sustav
Vanjska projektirana temperatura (°C) 3°C
Uutarnja projektirana temperatura(°C) 22°C
Heating Cooling
Toplinska pumpa (kW) 40,8 ‐
Niskotemperaturni radijatori + ‐
Investicija (€) 36.000
Optimalni temperaturni raspon – DUNEAOsnovna škola, Opuzen
DODATNI GODIŠNJI TROŠAK – 18,02 €4 DODATNE KOŠARE – 4.000 €, TOPLINSKA PUMPA 3.000 €
DODATNI GODIŠNJI TROŠAK – 18,02 €4 DODATNE KOŠARE – 4.000 €, TOPLINSKA PUMPA 3.000 €
Temperatu
rni
raspon(°C)
Godišnja
učestalost (h) ‐
Opuzen
Ponavlja
nje (h) %
Toplinsk
i
kapcitet
dizalice
topline
Dodatni
kW
(elektri
čni grijač)
Dodatni
kWh
(elektri
čni grijač)
Trošak
dodatni
h kWh
(€)
3 to 2 25,9 0,59% 42,9 2,1 54,39 3,55
2 to 1 14,3 0,33% 45 4,2 60,06 3,92
1 to 0 8,1 0,19% 47,2 6,4 51,84 3,38
0 to ‐1 7,8 0,18% 49,3 8,5 66,3 4,32
‐1 to ‐2 2,7 0,06% 51,5 10,7 28,89 1,88
‐2 to ‐3 0,8 0,02% 53,6 12,8 10,24 0,67
‐3 to ‐4 0,3 0,01% 55,8 15 4,5 0,29
Total 102,5 1,37% 276,22 18,02
Pokrivanje baznog opterećenja – FerraraTehnička škola, Codigoro
Guido Monaco di Pomposa srednja škola, Codigoro
Neto grijana površina(m2) 10.365
Površina grijana toplinskom pumpom
(m2)
10.365 (base load 22,5%)
Geotermalni sustav Open loop
Broj bunara 3: 1 ekstrakcijski, 1 reinjekcijski, 1 monitoring
Dubina bunara (m) 50
Prosječni protok (l/s) 4
Termo‐tehnički sustav
Vanjska projektirana temperatura (°C) ‐5°C
Uutarnja projektirana temperatura(°C) 20°C
Heating Cooling
Visoko temperaturna toplinska pumpa (kW) 100,0 ‐
Radijatori + ‐
Investicija (€) 103.800
Pronalaženje financijski prihvatljivijeg rješenja za široku upotrebu
CIJENA INVESTICIJE – OSNOVNI RAZLOG TRŽIŠNOG UDJELA GEOTERMALNIH DIZALICA TOPLINE
Ektremne razlike u omjeru prosječne plaće/investicije
LEGEND partnerstvo
Albanija – 329/80.000 €Italija – 1604/80.000 €
Prilagodba specifičnoj lokaciji/korisniku/zgradi
Specifičnost hodograma geotermalnih instalacija
Projektiranje ‐> instalacija
Treba promijeniti u
preliminarni radovi ‐> projektiranje ‐ > instalacija
Pronalaženje financijski prihvatljivijeg rješenja za široku upotrebu –
Rješenje unutar projekta LEGENDIRENA – Seminar izgradnje kapaciteta
Planirane akcije
1. FAZA‐Upoznati učenike srednje škole Mate Blažine u labinu s osnovama korištenja geotermalne energije
‐Dizajnirati i izraditi 15 cjenovno efikasnih zemljanih izmjenjivača topline i smanjiti cijenu vanjske instalacije‐Dizajnirati i konstriurati izmjenjivačko polje u 15 različitih tipova tla/struktura koji se najčešće pojavljaju u Istarskoj županiji
‐Izvesti 15 TRT testova
FAZA 2‐Izraditi jednostavni razdjelnik i toplinsku pumpu od osnovnih elemenata koja će se koristiti za grijanje kabineta fizike i elektrotehnike
Pronalaženje financijski prihvatljivijeg rješenja za široku upotrebu –IRENA – Seminar izgradnje kapaciteta
FAZA 1 Rezultati
Materijal Q8h (l/h) P
8h (kW) Q
10h (l/h) P
10 h (kW) P
Qfix (kW)
1Vapnenac (0‐4 mm) 1.100,96 1,05 1.016,36 0,97 0,95
2Dolomitno brašno (0‐35 µm) 814,19 0,75 747,05 0,69 0,92
3Vapneno brašno (0‐35 µm) 574,09 0,51 527,54 0,47 0,90
4Riječni pijesak 947,92 1,03 872,74 0,95 1,08
5Kvarcni pijesak 594,85 0,51 548,43 0,47 0,85
6Crvenica ‐Mokra 1.160,36 1,19 1.070,24 1,10 1,03
7Crvenica ‐ suha 703,41 0,66 651,53 0,61 0,93
8Tucanik (40‐80 mm) 1.201,92 1,24 1.094,78 1,13 1,03
9Ilovača 1.065,41 0,97 999,05 0,91 0,91
10Humus 909,28 1,00 828,88 0,91 1,10
11Spremnik vode (statični) 4.455,35 4,10 3.891,79 3,58 0,92
12Bentonitna glina 640,28 0,53 590,38 0,49 0,82
13Spremnik vode (protočni) 15.859,64 18,6015.859,64 18,60 1,17
14Temoaktivni cement 1.289,42 1,30 1.189,06 1,20 1,01
15Beton (MB 30) n/a n/a n/a n/a n/a
Ukupno 33,45 32,08
Qfix(l/h)
1000,00
Pronalaženje financijski prihvatljivijeg rješenja za široku upotrebu –IRENA – Seminar izgradnje kapaciteta
FAZA 1 Rezultati
FAZA 2
GEOTERMALNI PARK (KOŠARE)GEOTERMALNI PARK (KOŠARE)
Grijana/hlađena učionica, strojarnica, paraleni cjevovod do spremnika i fan coil jedinica (75
m2)
Grijana/hlađena učionica, strojarnica, paraleni cjevovod do spremnika i fan coil jedinica (75
m2)
Druga grijana učionica (75 m2)
Druga grijana učionica (75 m2)
Postojeća strojarnica
(nema spoja s novim
sustavom)
Postojeća strojarnica
(nema spoja s novim
sustavom)
On/off prekidač s temperaturim senzorom na vanjskom pločastom izmjenjivaču
On/off prekidač s temperaturim senzorom na vanjskom pločastom izmjenjivaču
On/off prekidač s mjerenjem temperature zraka u prostorijiOn/off prekidač s mjerenjem temperature zraka u prostoriji
Pronalaženje financijski prihvatljivijeg rješenja za široku upotrebu –
IRENA – Seminar izgradnje kapaciteta
Podatci o investiciji:
Ukupna cijena investicije: 10.000 €Ukupni prinos: 33,45 kWInvesticija/kW: 298,95€Optimalno rješenje/kW (osim vode): 194,73 €Labin – investicija u bušotine/kw: 1049,38 €
Realna cijena cjelokupne Investicije (10 kW, 150 m2)– 12.000 €
Geotermalni edukacijski komplet
IRENA – Istrian Regional Energy Agency Ltd.
HVALA NA PAŽNJI