75,000 м³ пом'якшеної води для сонячної системи опалення

Сонячна енергія

Сонце, безсумнівно, відіграє головну роль у енергетичному забезпеченні майбутнього. Зростання цін на енергоносії, підвищена увага до навколишнього середовища, а також технології, які постійно вдосконалюються, зробили виробництво підігрітої води та електроенергії за допомогою сонячного опалення вигідним і безпечним для постачання СО2 варіантом енергопостачання. Стійкий вибір, який водночас має низьку загальну вартість володіння (TCO).

Централізоване теплопостачання Marstal вже кілька років випробовує принципи роботи з меншою системою сонячного опалення. У 2011 році було прийнято рішення значно розширити раніше успішний завод. Тепер сонце має забезпечувати підігрітою водою половину жителів Марсталя – цілий рік!

Сонячні опалювальні панелі встановлені на околиці Марсталя. (Фото: Ерік Крістенсен, Wikipedia.org, тип CC BY-SA 3.0)

Виробництво відновлюваної енергії з накопиченням тепла

Сонячне опалення є ефективним джерелом енергії, але, звичайно, лише до тих пір, поки світить сонце. Отже, що ви робите, коли похмуро, чи взимку, коли сонячних годин менше? Ось тут і з’являється накопичувач тепла.

Для забезпечення тепловою енергією протягом року необхідно мати якийсь буфер, який може утримувати тепло, і який використовується котловане теплоакумулятор.

Ямковий теплоакумулятор у всій своїй простоті — це просто величезний резервуар з водою, що нагрівається до 75-85°C за допомогою сонячної системи опалення. Температура розраховується на основі компромісу між ефективністю та потужністю та аналізу навколишніх факторів навколишнього середовища.

Водопостачання та якість води

Консультаційна фірма провела початкові дослідження ґрунту і в той же час перевірила, звідки має надходити багато м³ води.

Спочатку було розглянуто, чи можна використовувати очищені стічні води з сусідніх очисних споруд. Однак швидко з’ясувалося, що розміщення такої великої кількості стічних вод на верхній частині резервуара підземних вод може викликати велике занепокоєння. Крім того, неконтрольовані та забруднюючі речовини можуть створити проблему для технічного обладнання. І це включатиме трубопровід довжиною 1,5 км через дороги та через житло на острові.

Також було перевірено, чи можуть комунальні підприємства «Аерое» забезпечити необхідну кількість питної води, але це не вдалося у встановлені терміни.

Тому централізоване теплопостачання Marstal зв’язалося з EUROWATER, щоб знайти перспективне рішення. Після глибокого аналізу було зрозуміло, що водопостачання має надходити безпосередньо з трьох сусідніх колодязів підземних вод. Вода буде фільтруватися за допомогою напірних фільтрів з наступним пом’якшенням для досягнення належної якості води.

Багато літрів води можна було подати лише один раз. Таким чином, орендована водопідготовка була ідеальним вибором для цього тимчасового призначення. У той же час велику кількість води потрібно було доставити відносно швидко, щоб запустити сонячну систему опалення в потрібний час.

Дуже велика діра в землі

75,000 м³ води займає багато місця. Точніше озеро площею 18 000 м² і глибиною 16 метрів у найглибшій точці. Розкопки тривали протягом тривалого періоду часу і створили вражаюче видовище.

Після розкопок яма була вистелена зсередини товстим звареним «поліетиленовим пакетом» для ізоляції та запобігання витоку води. Невдовзі після монтажу була введена в експлуатацію установка водопідготовки в контейнері, і менш ніж за 70 днів теплосховище було заповнено водою необхідної, пом’якшеної якості. Нарешті, поверх котловану поклали ізоляційну кришку з товстих пінопластових матів.

Викопування котловану для зберігання тепла. Ліворуч знаходиться насадка висотою 16 м. (Фото: Лео Холм)

Очистка води

У системі сонячного опалення рідина, що циркулює в сонячних панелях, нагрівається сонцем. За допомогою теплообмінника і теплового насоса тепло передається і використовується для підігріву води централізованого опалення.

У SUNSTORE 4 сонячні батареї одночасно нагрівають як воду централізованого опалення, так і теплоакумулятор, оскільки завод має розрахунковий перевиробництво протягом активних місяців.

Вода з котловану теплоакумулятора (як і вода централізованого опалення) циркулює в трубах, теплообмінниках і теплових насосах, і це пред'являє високі вимоги до якості води, щоб уникнути корозії та відкладень в техніці.

Поставлена ​​сира вода була неочищеною підземною водою, тому її не можна було подавати безпосередньо в котлован для зберігання тепла. Спочатку його потрібно було пом’якшити – процес, який видаляє кальцій і магній. Пом’якшення може бути здійснене без хімічних речовин за допомогою іонного обміну, якщо наявна вода відповідає якості питної води. Тому перед процесом пом’якшення необхідно було очистити воду від заліза та марганцю через напірні фільтри.

Паралельно працювали два напірні фільтри, а також три іонообмінні установки безперервного виробництва. Шляхом щогодинного зворотного промивання напірних фільтрів та регенерації іонообмінних установок вдалося налагодити стабільну подачу пом’якшеної води в теплоакумуляторну яму.

Поставка та монтаж тимчасової очисної споруди. (Фото: Свенд Фленсборг)

Яма теплоакумулятора майже заповнена пом’якшеною водою і відсутня лише кришка. Посередині озера знаходиться верхівка насадки. (Фото: Лео Холм)