Solvärmen jämnar ut förbrukningstoppar och ökar konkurrenskraften hos fjärrvärmebolagen

Vexves och Savo-Solars produkter finns med i det prisbelönta hybridenergisystemet som använder solvärme för att minska bioenergianläggningens förbrukningstoppar. Syftet med energibolaget Etelä-Savon Energias pilotprojekt är att främja användningen av förnybar energi, förbättra värmeanläggningens effektivitet och öka konkurrenskraften när det gäller priset på fjärrvärmen.

Etelä-Savon Energia (ESE) är ett energibolag med verksamhet i Östra Finland som satsar stort på att använda och producera klimatvänlig energi. ESE uppfyller redan idag Europeiska kommissionens krav på andelen förnybara energikällor i energiproduktionen. ESE producerar el, fjärrvärme och industriånga för S:t Michels centrum, olika tätorter och den lokala industrin samt söker ständigt nya och moderna sätt att framställa energi på.

För fyra år sedan anslöt sig Kristina kommun (Ristiina) med 5 000 invånare till S:t Michels ekonomiska region, och områdets värmeanläggning övergick i ESE:s ägo som inledde en modernisering av energiproduktionen i området. Då värmde de flesta av Kristinas hushåll fortfarande sina hem och sitt varmvatten med antingen olja eller el. Våren 2017 stod ett fjärrvärmenät på två kilometer klart, och idag får kommunens byggnader liksom hushållen i Kristinas tätorter sin värme från två flisvärmeanläggningar.

”Kristinas nya fjärrvärmenät har en ytterst liten värmeförlust eftersom vi använde oss av moderna material och metoder när vi byggde nätverket. Därför var Kristina även ett utmärkt val för vårt nya pilotprojekt”, säger ESE:s fjärrvärmechef Auli Haapiainen-Liikanen.

Kristinas pilotprojekt syftar till att minska belastningen på bioenergianläggningen med hjälp av solvärme under sommarsäsongen, i synnerhet under förbrukningstopparna, samt främja användningen av förnybar energi. Installationen av solfångare inleddes så snart fjärrvärmenätet stod klart i anslutning till Kristinas andra flisvärmeanläggning.

Omfattande fjärrvärmeinfrastruktur stöder solenergianvändningen

Om vi går tillbaka lite i tiden så var det ursprungligen företagets elavdelning som kom på idén att använda solvärme. De hade nämligen redan positiva erfarenheter av att använda solenergi. Idén började på allvar mogna för att sedan sättas i verket när ESE vann en tävling och fick VTT:s forskare till sitt förfogande för en dag.

Teknologiska forskningscentralen VTT har bedrivit en omfattande forskning kring såväl framtidens fjärrvärmenät som användningen av hybridsystem som en del av energiproduktionen. VTT hjälpte ESE att skapa en dynamisk modellering av fjärrvärmenätet för Kristinas pilotprojekt som använder sol- och bioenergi.

”Med hjälp av modelleringen kan man till exempel undersöka i hur hög grad olika slag av förnybar energi kan ingå i fjärrvärmenätet, hur driften av anläggningen sköts bäst och hur stort energilager som behövs”, förklarar VTT:s forskare Elina Hakkarainen.

Hakkarainen anser att Finlands omfattande fjärrvärmeinfrastruktur har stor potential när det gäller att använda solenergi på bred front. Enligt henne är Finlands fjärrvärmebolag dessutom aktivt intresserade av innovativa lösningar och av att utveckla näten.

”Med hjälp av hybridenergisystem kan man minska bränsleförbrukningen vid uppvärmningsanläggningarna och på så sätt minska utsläppen. Det är viktigt med pilotprojekt som det i Kristina så att vi kan förverkliga idéer i allt större skala”, tillägger Hakkarainen.

Utöver modelleringen inhämtades sakkunskap i Danmark där användningen av omfattande solfångarsystem har ökat kraftigt under de senaste åren. Under den resan bekantade sig gruppen, som bestod av representanter för ESE, Sundial, VTT och Vexve, med solfångarsystem från Løgumkloster och Jelling Varmeværk som levereras av Savo-Solar. Uppvärmningsanläggningarna bygger på diversifierad energiproduktion och vardera anläggning har solfångarfält på mer än 15 000 kvadratmeter. Cirka 20 procent av det årliga fjärrvärmebehovet täcks med den solvärme som de producerar, men genom att utöka systemen och lagra solenergi är avsikten att i framtiden komma upp till hela 50–60 procent.

Pilotprojektet i Kristina bygger på inhemsk kompetens

ESE har tillit till lokala leverantörer när det gäller såväl bränsleanskaffning som annan verksamhet. Därför ansåg ESE att det var viktigt även i Kristina-projektet att använda sig av inhemsk sakkunskap och produkter av hög kvalitet.

”Vi vill skapa nät och uppvärmningslösningar som är långlivade. Därför bör produkterna som används för att bygga upp dem också vara det”, konstaterar ESE:s fjärrvärmechef Haapiainen-Liikanen.

Pilotprojektets solvärmesystem levererades av Savo-Solar som även finns i S:t Michels. Savo-Solars solfångare används runtom i världen och studier har visat att företagets plana solfångare är världens effektivaste (Solar Keymarks Cerficate).

”Våra inhemska solfångare är 10–20 procent effektivare än de flesta konkurrerande solfångare på marknaden, framför allt tack vare den teknik vi använder i absorbatorer och ytbeläggning. Det handlar om att vi på ett bättre sätt tar tillvara solinstrålningen. Tack vare absorbatorns uppbyggnad överförs värmeenergin effektivare till värmeöverföringsvätskan”, förklarar Miika Kilgast som ansvarar för Savo-Solars försäljning i Finland.

Bild: Elbolaget Etelä-Savon Energias Auli Haapiainen-Liikanen och Vexves försäljningschef Marko Nyrhinen granskar solvärmesystemet i Kristina. 

Solfångarna är de mest synliga komponenterna i det solvärmesystem som installerats i Kristina, men systemet består av många delar. ESE ansåg det vara viktigt att även de minsta och delvis dolda delarna i systemet var noggrant specificerade i planen för värmesystemet i Kristina.

”Hur viktigt detta är har vi insett först alldeles nyligen. Om vi inte noggrant specificerar vilka produkter som används inuti fjärrvärmeelementen finns en stor risk att det är komponenter av dålig kvalitet som hamnar där. Vi vill använda produkter som vi känner till och litar på”, säger Haapiainen-Liikanen.

En anledning till att Vexves ventiler valdes för pilotprojektet var också ESE:s goda erfarenheter av företagets produkter samt Vexves egenkontroll som håller hög kvalitet. Till pilotprojektet valdes avstängnings- och injusteringsventiler i Vexves produktserie Naval. De kommer att betjäna solvärmesystemet under hela dess livslängd. 

Laddningstank möjliggör användning av solvärme under förbrukningstoppar

Sundial Finland har specialiserat sig på solvärme och ansvarade för installationen av solfångarsystemet i Kristina. Våren 2017 inleddes arbetet med att installera åtta solfångare på ett 120 kvadratmeter stort solfångarfält i anslutning till skolcentrets värmeanläggning. Enligt Sundials verkställande direktör Jarno Kuokkanen förväntas solvärmesystemet i Kristina fungera i upp till 30 år.

”Ett sådant solvärmesystem som installerats i Kristina har inga stora service- eller driftskostnader. Merparten av systemets investeringar sker i inledningsfasen”, konstaterar Kuokkanen och lyfter därmed fram en av fördelarna med solvärme.

I Kristina installerades solfångarna på betongfötter på grund av urberget, men det är ett undantag. I vanliga fall sker installationen genom att stålpålar slås ned i marken.

Bild: Solfångarsystemet fick plats i samma utrymmen som flisvärmeanläggningen. Till vänster ses solfångarsystemets lagringstank och till höger styrenheten.

Solenergin som tas tillvara med solfångarna överförs med hjälp av värmeöverföringsvätskan via isolerade värmeöverföringsrör som leder till skolcentrets bioenergianläggning där varmvattenberedaren på 3 000 liter finns, liksom pumpenheten och styrcentralen. Någon separat byggnad behövde inte byggas eftersom det kompakta systemet fick plats i befintliga utrymmen vid anläggningen.

Solvärme kan matas in i fjärrvärmenätet från lagringstanken när det behövs. Avsikten är att i synnerhet under sommarsäsongens förbrukningstoppar täcka energibehovet i ålderdomshemmet och hälsocentralen som ligger intill värmeanläggningen, och att driva själva anläggningen med en högre verkningsgrad och jämnare belastning. Enligt kalkylerna produceras dock mer energi sommartid än vad som behövs för egna behov.

”Under sommaren alstras mycket mer solenergi än vad som behövs för varmvatten under förbrukningstopparna. Fördelen med lagringstanken är att värme då kan matas in i själva rörsystemet. Fjärrvärmenätet i Kristina har en volym som är 3,5 gånger större än lagringstankens. Fjärrvärmenätet kan på sätt och vis användas som en ackumulator”, konstaterar ESE:s fjärrvärmechef Auli Haapiainen-Liikanen.

Inspirerande och framgångsrikt hybridenergisystem

Hybridenergisystemet i Kristina har varit i drift i bara ett halvår men har redan blivit prisbelönt i kategorin ”Inspirerande lösningar” i en tävling som arrangerats inom ramen för EU-projektet Celsius.  

Trots att en optimering av systemet fortfarande pågår, kan man redan nu se positiva resultat. Att övergå från oljeuppvärmning till ett hybridenergisystem sparar enligt beräkningar 290 000 liter olja under det första året. Solvärmen står för upp till 8 procent av detta. De inbesparingar som görs i bränslekostnader ökar också konkurrenskraften när det gäller priset på fjärrvärmen. Lägre oljeförbrukning minskar dessutom de växthusgasutsläpp som hus- och vattenuppvärmningen ger upphov till.

Avsikten är att solvärmesystemet i Kristina ska automatiseras i framtiden. På tomten till skolcentrets värmeanläggning finns dessutom plats att utöka solfångarfältets storlek med 50 procent. Auli Haapiainen-Liikanen utesluter inte heller möjligheten att solvärme framöver kommer att användas på bredare front i och kring S:t Michel.

”Det kan vara utmanande att installera omfattande solvärmesystem i stadskärnor, men det är vår plikt som ett modernt energibolag att använda oss av nya och innovativa lösningar som stödjer en hållbar utveckling”, menar Haapiainen-Liikanen.

 

Solvärmedrift i Europa

Till solenergins fördelar hör att den är miljövänlig, enkel och behändig, tyst (jämfört med t.ex. vindkraft) och kan kombineras med alla former av uppvärmningssystem. Trots det används solvärme för uppvärmning ännu i liten utsträckning i Europa. År 2012 hade endast en procent av solfångarna kopplats till fjärrvärmesystem. I många europeiska länder är användningen av solvärme i stor utsträckning fortfarande beroende av statliga stöd och bestämmelser. Sett till befolkningsmängden hör Österrike, Grekland, Tyskland och Danmark till de aktivaste länderna i Europa när det gäller att använda solvärme.

Särskilt i de södra och mellersta delarna av Europa kan solvärme användas året om, men man kan dra nytta av solvärme även på mer nordliga breddgrader genom att välja rätt typ av lösningar. Den totala solinstrålningen i Södra och Västra Finland är till exempel i samma storleksklass som i Nordtyskland. I Nordeuropa har dock solenergin sina toppar under sommarsäsongen.

Solvärme lämpar sig bäst i hybridenergisystem där olika typer av värmekällor producerar energi och är till stöd för varandra. I fjärrvärmeproduktion är det lönsamt att använda solvärme som under sommarhalvåret kan ersätta andra värmekällor som har högre produktionskostnader.

Källor: SDHVTTFinsolar

Mer information

Regional Sales Director, Nordics and North America

Maria Kalli
+358 10 7340 867
com;ve.;vex;li/;kal;ia.;mar

Fjärrvärmechef

Auli Haapiainen-Liikanen
+358 44 735 3819
i;e.f;/es;nen;ika;-li;nen;iai;aap;i.h;aul

Tillbaka till Nyhetsrummet