75,000 m³ blødgjort vand til solvarmeanlæg

Solen spiller uden tvivl en stor rolle i fremtidens energiforsyning. Stigende energipriser, øget fokus på miljøet, samt teknologier, der hele tiden forbedres, har gjort opvarmning af fjernvarmevand og produktion af elektricitet med solvarme til en rentabel og CO2-venlig mulighed for energiforsyninger. Et valg, der både kan mærkes på pengepungen og samvittigheden.

Hos Marstal Fjernvarme på Ærø har man gennem en årrække testet principperne med et mindre solvarmeanlæg til fjernevarme. I 2011 valgte man så at udvide det tidligere succesfulde anlæg betragteligt. Nu skulle solen forsyne halvdelen af Marstals beboere med varmt vand – hele året!

Marstal Fjernvarme ligger lige i udkanten af byen. På korttjenesten Google Maps kan man stadig se udgravning af SUNSTORE 4 damvarmelageret (Foto: Google maps)

Vedvarende energiproduktion med varmelager

Solvarme er en effektiv energikilde, men selvfølgelig kun så længe solen skinner. Hvad gør man så, når det er overskyet, eller om vinteren, hvor der er færre solskinstimer? Her kommer varmelageret ind i billedet. For at kunne levere varmeenergi hele året, er det nødvendigt at have en form for stødpude eller buffer, der kan holde på varmen, og her benytter man sig ofte af et såkaldt damvarmelager.

Et damvarmelager er i al sin enkelhed blot en kæmpestor vandbeholder, med vand opvarmet til 75-85°C af solvarmeanlæg. Temperaturen er beregnet på baggrund af en afvejning mellem effektivitet og kapacitet, og en analyse af de omgivende miljøfaktorer.

Vandleverance og vandkvalitet

Et konsulentfirma foretog de indledende jordbundsundersøgelser, og der blev samtidig undersøgt, hvor de mange m³ vand skulle leveres fra. Først blev det overvejet, om renset spildevand fra et nærtliggende rensningsanlæg kunne bruges. Det blev dog hurtigt klarlagt, at det kunne skabe stor bekymring at anbringe en så stor mængde spildevand ovenpå et grundvandsreservoir. Desuden kunne ukontrollérbare og miljøfremmede stoffer udgøre et problem for det tekniske udstyr. Derudover indebar logistikken et 1,5 km langt vandrør på tværs af veje og gennem beboelse på øen.

Det blev også undersøgt, om Ærøs vandværker kunne levere den nødvendige mængde vand i drikkevandskvalitet, men det var ikke muligt inden for tidsrammen.

Marstal Fjernvarme kontaktede derfor SILHORKO for at finde en løsning der både var økonomisk, miljø- og tidsmæssig fordelagtig. Derfor blev løsningen at få leveret grundvand direkte fra 3 nærtliggende grundvandsboringer, rense det til drikkevandskvalitet, og bagefter blødgøre det.

De mange liter vand skulle kun produceres én gang, og derfor var et udlejningsanlæg et oplagt valg. Samtidig skulle den store mængde vand leveres relativt hurtigt, så solvarmeanlægget kunne startes op på et gunstigt tidspunkt. 

Et meget stort hul i jorden

75.000 m³ vand fylder rigtig meget. Så meget at det udgør en ganske stor sø på 150 x 120 meter, og 16 meter dyb på det dybeste sted. Udgravningen foregik over en længere periode, og udgjorde et imponerende syn.

Efter udgravning blev hullet foret indvendigt med tykke, sammensvejsede plastduge, der både isolerer og tætner, så intet vand kan undslippe. Ganske kort tid efter opsætning blev vandbehandlingsanlægget sat i drift, og på under 70 døgn blev damvarmelageret fyldt op med vand af den nødvendige, blødgjorte kvalitet. Til sidst blev der lagt et isolerende låg af tykke skummåtter på.

Udgravning af damvarmelageret. Til venstre ses den 16 m høje dyse (Foto: Leo Holm)

Vandbehandling

I et solvarmeanlæg varmes en cirkulerende væske i solpanelerne op af solen. Ved hjælp af en varmeveksler og varmepumpe overføres varmen til dér, hvor den skal bruges, f.eks. fjernvarmevand. På SUNSTORE 4 varmer solpanelerne både fjernvarmevand og damvarmelageret op på samme tid, idet anlægget har en kalkuleret overproduktion i de aktive måneder.

Vandet fra damvarmelageret cirkulerer (ligesom fjernvarmevandet) i rør, varmevekslere og varmepumper, og det stiller høje krav til vandkvaliteten. Det skal være så rent, at der ikke sætter sig kalk, rust, partikler eller organiske materialer i maskineriet.

Det leverede råvand var ubehandlet grundvand, og kunne derfor ikke føres direkte i damvarmelageret. Det skulle først blødgøres, en proces der fjerner calcium og magnesium.

Blødgøring kan udføres kemikaliefrit med ionbytning, men kræver en vandkvalitet, der minimum overholder drikkevandskravene. Det var derfor nødvendigt først at filtrere vandet for jern og mangan gennem trykfiltre inden blødgøringsprocessen. SILHORKO sammensatte et behandlingstrin med to trykfiltre i parallel drift, samt tre ionbytteranlæg med kontinuerlig produktion. Ved at time skyllefaserne i trykfiltrene og ionbytteranlæggenes regenerationsfaser, var det muligt at etablere en stabil og ubrudt leverance af blødgjort vand til damvarmelageret.

Levering og installation af udlejningsanlægget (Foto: Svend Flensborg)

Damvarmelageret er næsten fyldt op med blødgjort vand, og kun låget mangler. Midt i søen ses dysens top (Foto: Leo Holm)