Säsonglagring av värme

Säsonglagring av värme vinner terräng


Borrhålen för bergvärmen och säsonglagringen finns i marken framför skolan.

Mellan 20 000 och 30 000 euro per år. Den summan väntas Kaustisen evankelinen opisto i Kaustby spara i uppvärmningskostnader efter att det kombinerade systemet av bergvärme och säsonglagring av värme från solfångare tagits i bruk.

Start-upföretaget Heliostorage med säte i Såka är arkitekten bakom den innovativa hybriduppvärmningssystemet i Kaustbyskolan som tidigare värmdes upp med olja. Heliostorages varumärke är säsonglagring av värme.

Systemet går under namnet Borehole Thermal Energy Storage BTES där värmen, i det här fallet från solfångare, lagras under sommarhalvåret i ett antal borrhål för att användas under den kalla årstiden för uppvärmning av husen. Något förenklat utgör de enda kostnaderna för systemet, när det tagits i bruk, den el som cirkulationspumpen förbrukar. Om denna energi produceras med solpaneler, blir kostnaden av värmeproduktionen noll.

Kaustisen evankelinen opisto är bland de första kunderna som gått in för denna unika och kostnadseffektiva uppvärmningsmetod. Förra hösten borrade KS Geoenergi, dels borrhålen för bergvärmen, dels borrhålen för BTES. I vår ska solfångarna på taket börja monteras varefter taket börjar producera gratis värme som skolan kan använda nästa vinter.

- Solfångarna får en yta på 530 kvadratmeter och kommer att producera över 200 MWh per år vilket är en tredjedel av skolans totala energiförbrukning, säger Timo Sivula, Senior Vice president och marknadsföringsansvarig på Heliostogare.


Aluminiumprofiler som kommer att monteras på taket till Kaustisen evankelinen opisto.

Riktigt all energi som sofångarna producerar kan inte tas tillvara men nettonyttan beräknas bli 125 MWh per år. Bergvärmen svarar sedan för resten eller cirka två tredjedelar av fastighetens energibehov.

Väl i bruk är produktionskostnaderna cirka två euro/MWh, det vill säga den elkonsumtion som cirkulationspumpen drar. Jämfört med bergvärme endast en bråkdel för att inte tala om jämförelsen med oljeeldning. Inom 7-10 år väntas investeringen ha betalat sig tillbaka.

Solfångarna som ersätter de befintliga takpannorna av tegel består av aluminiumprofil i vilka en glykolblandning cirkulerar. Aluminiumprofilerna är speciallackerade med en speciell svart färg för att suga åt sig så mycket värme som möjligt. Ovanpå aluminiumytan finns dessutom ett lager av polykarbonatglas.

- Det gör att värmeförlusten blir betydligt mindre då man slipper vindens nedkylande effekt, säger Sivula.

Polykarbonatglaset gör att solfångarna fungerar som ett växthus. Ett lager av mineralull på undre sidan av profilskivorna bidrar ytterligare till att värmen som alstras av solen inte rymmer utan sugs upp av glukollösningen och överförs till de 21 borrhålen i marken. Temperaturen i borrhålen kan stiga till 70 grader.

- I princip ska värmen från solfångarna räcka till att producera värme i fastigheten från april till oktober, säger Timo Sivula.

Han säger att tekniken med att lagra värmen i marken fungerar. Därom har Heliostorage goda erfarenheter. I Finn Springs fabrik i Sykäräinen, Toholampi, där källvatten buteljeras för kommersiellt bruk, tas spillvärmen från produktionen numera tillvara och lagras i marken. Tidigare gick spillvärmen bokstavligen till spillo. Sedan april i fjol har spillvärmen från kompressorerna i fabriken laddats i 63 borrhål och med ett borrhålsdjup på 50 meter var.

På taket till kontorsbyggnaden finns dessutom solfångare om än på en mindre skala än på taket till Kaustisen opisto och bidrar under sommarhalvåret med värme BTES-fältet.

- Av värmen som lagras kommer ungefär 90 procent från överskottsvärmen inom produktionen och tio procent från solgångarna på taket, säger Sivula om fördelningen av värmeproduktionen.

Tack vare det nya systemet har fabriken kunnat minska på köpet av fjärrvärmen som tidigare uppgick till cirka 300 MWh per år. Redan nu värms kontorskomplexet och den intill liggande simhallen upp av överskottsvärmen från produktionen för att sedan ledas vidare till borrhålen i marken.

- 320 MW har nu lagrats.


Projektchef Jari Myllykangas är nöjd med hur systemet med att överskottsvärmen från kompressorerna i Finn Spring lagras i marken för att tas tillvara senare.

Efter att BTES-fältet laddats med värme ytterligare i sommar övergår fabriken nästa vinter till att förbruka värmen från BTES-fältet för uppvärmning. Förra sommaren värmdes fältet upp med cirka tio grader per månad.

- Enligt GTK:s simulationer ska den bli 65 grader när det är fullt. Då ska det gå att ta ut 100 kW:s effekt kontinurerligt under sex månaders tid. Det räcker mer än väl.

Nästa vinter är det tänkt att Finn-Spring ska börja pumpa upp värmen från borrhålen för att värma upp fabriksfastigheten. Systemet är ändå inte dimensionerat för att fabriken ska bli helt självförsörjande av värme utan en liten andel fjärrvärme kommer troligen att behövas även framdeles.

Under resans gång har Heliostorage fått lösa flera tekniska problem. Ett sådant var hur hindra att BTES-fältet inte kyls ned av sval glykol från solfångarna under vårar och höstar samt under kvällar sommartid. Leds den svala värmen i mitten av fältet kyls det ned.

Den problematiken har Heliostorage löst genom att göra olika sektioner i BTES-fältet. Då solen är högt på sommaren leds värmen eller glykollösningen som cirkulerar i solfångarna i mitten av fältet och då vädret är kallare leds värmen i kanten. Med hjälp av automatik där Heliostorage har utvecklat softvaran kan man automatiskt styra i vilken sektion av fältet värmen leds. På det sättet har verkningsgraden för systemet kunnat maximeras.


Timo Sivula visar ”pumphuset” varifrån rören till BTES-fältet leds och förenas med rören som överför spillvärmen och värmen från solfångarna.


Menun visar i ”maskinrummets nervcenter” visar i realtid den faktiska mängden som lagrat, hur mycket energi som lagrats, temperaturen mm.


Solfångare på ett egnahemshustak i Såka.