Varmelagring i jorden - ATV - Jord og Grundvand

Solvarme‐Strandbylagrings‐projekterDronninglundBrædstrupMarstal21-03-2011 3

BorehulsvarmelagreDronninglundStrandbyBrædstrupMarstal21-03-2011 6

Strandby Varmeværk8.000 m 2 solfangereProjekt:+ Borehulsvarmelager?21-03-2011 7

Brædstrup Varmeværk8.100 m 2 solfangere = 10 % af varmeproduktionenProjekt:+ 10.600 m 2 solfangere+ borehulsvarmelager (pilotprojekt)21-03-2011 8

Behov for lagring af solvarme iBrædstrup21-03-2011 9Kilde: Brædstrup Fjernvarme

21-03-2011 10

Typer af varmeslanger i borehullerne21-03-2011 Thomas Schmidt, Solites, Stuttgart

Varmesondernes ”hoveder”Fra Rehau’s priskatalog21-03-2011 12

Varmeslangerne monteres21-03-2011 13

Ledningsføringen mellem borehullerneLedningsføring mellem borehuller i Crailsheim, Tyskland21-03-2011 14

Planlagt ledningsføring i Brædstrup21-03-2011 15

Min. slope: 2%Soil 50 cmGeo textileGravel 5 cmDrainage matt 2 cmSemi permeable roof foilGeo textileMussels shells 25 cmSemi permeable foilPex tubesMussels shells 25 cmOriginal soilBorehole21-03-2011 16

Forsøg med topisolering –muslingeskaller!21-03-2011Kompaktering i small-scale. VIA University College -Horsens

Types of SoilThermal ConductivityW / (mK)Saturated Soil 0.15 - 4Sand perfectly dry 0.15 – 0.25Sand moist 0.25 - 2Sand saturated 2 - 4Clay dry to moist 0.15 – 1.8Clay saturated 0.6 – 2.5Soil with organic matter 0.15 - 2Solid Rocks 2 - 7Tuff (porous volcanic rock) 0.5 to 2.5Water 0.6Air 0.001Fra: www.Huxeflux.com21-03-2011 7

Varmeledningsevnen afhænger af:• Porøsiteten• Vandindholdet• Jordtypen (jordmineralerne)• Jordpartiklernes uensartethed (uensformigheden)21-03-2011 20

21-03-2011Thermal conductivity versus saturation for sand.B. R. Becker et al.University of Missouri-TrumanCampus.

21-03-2011Thermal conductivity vs. dry density for unfrozen sand at twosaturation levels. B. Becker et al.University of Missouri-TrumanCampus.

Varmeledningsevner for jordmineralerVarmeledningsevne(W/(mK))Volumetriskvarmekapacitet(MJ/(m 3 K)Kvarts 3 1,9 – 2,0Plagioklas 1,5 – 2,3 1,6 – 2,2Feldspat 2,3 – 2,5 1,6 – 1,821-03-2011 23

Number of contacts/particle vs. Dry dentisy for mixed shaped (□) andround shaped particles (+). B. Becker et al.University of Missouri-Truman Campus.21-03-2011

Målte varmeledningsevner iBrædstrupSample depth(m)Main lithologyThermalconductivity(W/(m·K))Standarddeviation(W/(m·K))3-4 Silt and clay till 2.12* 0.113-4 Silt and clay till 2.88 2.217-8 Clay till 3.60 0.2518-19 Sand, mediumcoarse0.22 0.0026-27 Sand, fine 1.69* 0.0137-38 Silt and sand 1.02 0.0348-49 Sand and silt 0.55 0.0249-50 Sand and silt 1.71* 0.02*The soil in theese samples is manuelly compresed, the others are hydraulic compressed.

Geotermisk respons test21-03-2011Responstest udført i Brædstrup af HSW GmbH ogGEO

Beregnede varmekapaciteter ‐BrædstrupSoilUnitweight(kg/m 3 )Naturalwatercontent(%)Estimateddistribution ofminerals(%)Estimated distributionof volume(%)Heatcapacity(kJ/(kg·K))Volumetricheatcapacity(MJ/(m 3 K))Feldspar Quartz FeldsparQuartz Water AirSand, sorted 1800 5 5 95 3 65 5 27 0.82 1.5Silt/sand,unsorted2000 7 10 90 8 67 7 18 0.86 1.7Clay till 2200 13 20 80 17 66 13 4 0.97 2.121-03-2011 27

Varmekapaciteter [MJ/(m 3 K)]Vand er suverænt god tilvarmelagring!Våd jord er god til varmelagring!Tør jord er dårlig til varmelagring!21-03-2011 28

Nødvendige ansøgninger/tilladelser:• Anmeldelse i hht. BEK nr. 1335 af 06/12/2006(Bekendtgørelse om vurdering af....virkning på miljøet (VVM).• Miljøvurdering i hht. lov om miljøvurdering af planer og programmer.• Miljøscooping.• Evt. en VVM‐redegørelse.• Udarbejdelse af Lokalplan.• Miljøgodkendelse og evt. §19‐godkendelse (Miljøbeskyttelsesloven).• Byggetilladelse for overjordisk tanklager og bygning.• Anmeldelse af borearbejdet.• Projektforslag i henhold til ”Bekendtgørelse af lov om varmeforsyning”.21-03-2011 29