Projekt LEGEND

Sustavno poticanje investiranja u korištenje plitke geotermalne energije u jadranskim regijama

Dalibor JovanovićIRENA – Istarska Regionalna Energetska Agencija d.o.o.

Ivica PavlekovićEkoplan – sustavi 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 linearan

2. Unutrašnje instalacije nemaju linearan odnos cijena/kw

3. Sustav je dvokomponentan –dizalica topline/zemljani izmjenjivač – sustav distribucije topline ne ulazi u izračun povrata investicije

4. Konkurentski sustavi su dvokomponentni (izgaranje) ili jednokomponentni (zrak –voda dizalice topline, električni grijači)

Koliko je ”zelena” geotermalna energija?COP 3 Potrošnja energije

(kWh)

Faktor pretvorbe Potrošnja primarne energije

(kWh)

Električna (kompresor) 1 3 3

Električna (ostale komponente) 0,1 3 0,3

Geotermalna 2,0 0,1 0,2

Ukupna 3,1 3,5

Proizvodnja toplinske energije 3,0

COP 3,56 Potrošnja energije

(kWh)

Faktor pretvorbe Potrošnja primarne energije

(kWh)

Električna (kompresor) 1 3 3

Električna (ostale komponente) 0,1 3 0,3

Geotermalna 2,56 0,1 0,256

Ukupna 3,66 3,556

Proizvodnja toplinske energije 3,56

Toplinski učinak

(kWh)

Faktor pretvorbe Potrošnja primarne energije

(kWh)

Geotermalna dizalica topline

(COP3,56) 3,56

3 - electric energy

0,1 - geothermal energy 3,556

Plinski kotao 3,56 1,1 3,916

Kotao na biomasu 3,56 0,2 0,712

Sustav geotermalne dizalicetopline sa COP-om odminimalno 3,56 predstavljaekološki prihvatljivo rješenje uRepublici Hrvatskoj –konverzijski faktori uvjetovanisu načinom proizvodnjeelektrične. S obzirom na to daje ovako visoke koeficijenteučinkovitosti moguće postićigotovo isključivo korištenjemniskotemperaturnih sustavadistribucije grijanja, mogućeje reći da geotermalnedizalice topline kombiniranesa sustavima radijatora iliventilokonvektora nisuekološki prihvatljivo rješenje.

Geotermalna energija u ovakvim uvjetima ekološki je povoljnija od zemnog plina, ali je dalekonepovoljnija od biomase. Ovaj problem moguće je riješiti korištenjem hibridnih sustava koji koristeobnovljive izvore energije – ”otočna” (off grid) rješenja koja koriste kombinaciju dizalice topline i PVpanela

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 Vertikalni – zatvorena petlja (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

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?

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 ZGRADI

2. 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: 12.026 kWhGodišnja 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. Neujednačen sezonski režim (grijanje/hlađenje)

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 Energetske košare

Broj izmjenjivača 12

Duljina izmjenjivača (m) 200/2400

Termo-tehnički sustav

Vanjska projektirana temperatura (°C) 3°C

Uutarnja projektirana temperatura(°C) 22°C

Grijanje Hlađenje

Toplinska pumpa (kW) 40,8 -

Niskotemperaturni radijatori + -

Investicija (€) 36.000

Optimalni temperaturni raspon – DUNEAOsnovna škola, Opuzen

DODATNI GODIŠNJI TROŠAK – 18,02 €DODATNA INVESTICIJA U SUSTAV VRŠNOG OPTEREĆENJA - 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

(električ

ni

grijač)

Dodatni

kWh

(električ

ni

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

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) P8h (kW) Q10h (l/h) P10 h (kW) PQfix (kW)

1 Vapnenac (0-4 mm) 1.100,96 1,05 1.016,36 0,97 0,95

2 Dolomitno brašno (0-35 µm) 814,19 0,75 747,05 0,69 0,92

3 Vapneno brašno (0-35 µm) 574,09 0,51 527,54 0,47 0,90

4 Riječni pijesak 947,92 1,03 872,74 0,95 1,08

5 Kvarcni 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

7 Crvenica - suha 703,41 0,66 651,53 0,61 0,93

8 Tucanik (40-80 mm) 1.201,92 1,24 1.094,78 1,13 1,03

9 Ilovača 1.065,41 0,97 999,05 0,91 0,91

10 Humus 909,28 1,00 828,88 0,91 1,10

11 Spremnik 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

13 Spremnik vode (protočni) 15.859,64 18,60 15.859,64 18,60 1,17

14 Temoaktivni cement 1.289,42 1,30 1.189,06 1,20 1,01

15 Beton (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)

Grijana/hlađena učionica, strojarnica, paraleni cjevovod do spremnika i fan coil jedinica (75

m2)

Druga grijana učionica (75 m2)

Postojeća strojarnica

(nema spoja s novim sustavom)

On/off prekidač s temperaturim senzorom na vanjskom pločastom izmjenjivaču

On/off prekidač s mjerenjem temperature zraka u prostoriji

Pronalaženje financijski prihvatljivijeg rješenja za široku upotrebu –

IRENA – Seminar izgradnje kapaciteta

Podatci o investiciji – geotermalno polje:

Ukupna cijena investicije u vanjsko polje: 10.000 €Ukupni prinos: 33,45 kWInvesticija/kW: 298,95€Optimalno rješenje/kW (osim vode): 194,73 €Labin (jaslice) – investicija u bušotine/kw: 1049,38 €

Realna cijena cjelokupne investicije (10 kW, 150 m2) – 12.000 €

Labin (jaslice- nova zgrada, 20 kW, 350 m2) – 75.000 €

Geotermalni edukacijski komplet

Projekt ALTENERGY – kapitalizacija rezultata projekta LEGEND

Dječji vrtić Grdelin Buzet

IRENA – Istrian Regional Energy Agency Ltd.

HVALA NA PAŽNJI