A GEOTERMIKUS ENERGIA HASZNOSÍTÁSA A MEZŐGAZDASÁGBAN Dr. Takács János Szlovák Műszaki Egyetem, Pozsony Építőmérnöki Kar, Épületgépészeti tanszék jan.takacs@stuba.sk 2014. szeptember 25. MET 2014 Pesthidegkút - Klebesberg Kúria
1. Bevezetés
1. Bevezetés A geotermikus energia lelohelyei Szlovákiában
1. Bevezetés A beépített kapacitás Az éve energiatermelés (MW t ) (%) (TJ/év) Távhőrendszerek 31,6 16,6 576,9 Üvegházak és fóliasátrak 34,2 18,0 511,3 Haltenyészet 4,6 2,4 72,4 Termálfüdők 118,3 62,2 1 870,3 Hőszivatyúk 1,4 0,7 12,1 Összesen 190,1 100 3 034,0
2. Gúta és Szímő - katasztere Szímő Gúta
2.1 A gútai termálkút főbb paraméterei A gotermikus energia főbb paraméterei a hasznosítás szempontjából a következők: - vízhozam m o (szabad kifolyásal vagy szivattyúzással), - víz hőmérséklet a kútfejen θ o (mért érték a kútfejen), - referencia hőmérséklet a termálvíz hőmérséklete a lehűtés után θ r, - a termálvíz kémiai összetétele (döntően befolyásolja a geotermikus rendszer üzemvitelét), A Ko-X termálkút főbb műszaki paraméterei: 1. Táblázat A helyszín Gúta (Kolárovo) A kitermelés módja A vízhozam A kútfejen mért víz hő- Mérséklet Hűtési hőmérséklet A hasznosítható energetikai potenciál (l/s) ( C) ( C) kw Ko-X 10,83 78,0 25,0 2 403,3 20,00 78,0 25,0 4 438,2
2.2 Gúta a számítógépes vezérlés
2.3 Gúta A gútai üvegházak látványa
2.4 A műszaki megoldás leírása Az üvegház alapvető hőforrásaként alapvetően a Ko-X jelű z termálkút szolgál. A termálvíz kivétele a földfelszín alatt kb. 80 m mélységben elhelyezett búvárszivattyú segítségével történik. A kitermelt termálvíz 2 500 kw hő teljesítményű hőcserélőn keresztül egy 120 mᵌ térfogatú tárolótartályba merül. Innen történik a hő kivétel a fűtőrendszer közvetítőközege számára. Taralék hőforrásként egy 1 700 2 500 kw teljesítményű csúcskazán szolgál. Primer oldalon termálvíz hőmérsékletesése 78/25 C. A lehűtött termálvíz nyitott hűtőcsatornán keresztül kerül a környezetbe. A fűtőrendszer szekunder oldalának hőmérsékletesése 73/20 C. Ilyen mértékű lehűtés csak úgy lehetséges, hogy a szekunder oldalon több fajta fűtő kör sorba kapcsolásra: 1. Fűtőkör hőmérsékletesése a legmagasabb, méretezési hőmérsékletesése 73/ 50 C, és az üvegházak oldalfalainál helyezkednek el. 2. Fűtőkör hőmérsékletesése alacsonyabb, méretezési hőmérsékletesése 60/45 C, sima csöves kivitelben, egyúttal a szállító/gyűjtő kocsik sínjeit is alkotják. 3. Fűtőkör a legalacsonyabb hőmérsékletesése, méretezési hőmérsékletesése 45/35 C, sima csöves kivitelben a termesztett paradicsom sorközeiben elhelyezve. 4. Fűtőkör az öntözővíz előmelegítésére szolgál, a termesztett paradicsom táptalaja számára.
2.5 A hőforrás termálkút Ko-X A Ko-X termálkút feje A vízfogyasztásmérő
2.7 A hőforrás gépháza A lemezes hőcserélő A lemezes hőcserélő adatlapja
2.8 Az 1. fűtőkör Pohľad na rozdeľovač a zberač vykurovania A gyűjtő / elosztó rendszer látképe
2.8 Az 1. fűtőkör Pohľad na rozdeľovač a zberač vykurovania Elhelyezkedés az üvegházak oldalfalainál
2.9 A 2. fűtőkör Pohľad na rozdeľovač a zberač vykurovania Sima csöves kivitelben fűtőkör egyúttal a szállító / gyűjtő kocsik sínjeit is alkotják.
2.9 A 2. fűtőkör Pohľad na rozdeľovač a zberač vykurovania A szállító / gyűjtő kocsik sínjei
A termesztett paradicsom sorközeiben elhelyezve 2.10 A 3. fűtőkör Pohľad na rozdeľovač a zberač vykurovania
2.11 Az öntözőrendszer (4. fűtőkör) Pohľad na rozdeľovač a zberač vykurovania Az öntözővíz előmelegítése szolgál, a termesztett paradicsom tápanyagának bevitelével együtt
2.12 A széndioxid CO 2 betáplálásának technológiája Pohľad na rozdeľovač a zberač vykurovania A cseppfolyós CO 2 atmoszférikus levegővel való elpárologtatása biztosítja a klorofilképzéshez szükséges széndioxid mennyiség CO 2 betáplálását.
3.1 A Szímei termálkút főbb paraméterei A geotermikus energia termálkút legfontosabb adotságai: - tömegáram mo (szabad kifolyás, vagy búvárszivatyú), - a hévíz hőmérseklete θo (kútfejen), - a hévíz kihülése θr (homérséklet amalyel a hévíz távozik a GER), - vegyi összetétel (meghatározza a hévíz hasznosításának módját) Lelőhely Szímő Označenie vrtu a hévíz Tömegáram hőmérseklet e a hévíz kihülése Energetikai potenciál mo θo θr Q (l/s) ( C) ( C) kw
3.3 Szímő Pohľad na fóliovníky v Zemnom
3.4 A hőforrás termálkút HGZ-1 A Frekvenciaváltó HGZ-1 A Szímei termál kútfej HGZ-1
3.4 A hőforrás termálkút HGZ-1 A Szímei termál kútfej lefedését szolgáló építmény és a 250 m 3 hévíztárolo
3.5 A Szímei hőköszpont Lemezes hőcserélő
3.5 A Szímei hőköszpont A melegvizes csúcskazán, amelynek a hő-teljesítménye 1700-2500 kw
3.5 A Szímei hőköszpont Az füstgázok szűrőberendezése füstgázok szűrőberendezése
3.6 A Szímei gyűttők és elosztók A fütőtendszerek elosztása és a keringető szivatyúk
3.6 A Szímei fűtőkörök és elosztók A hőhordozó ilyen mértékű lehűtése úgy lehetséges, hogy a fűtési rendszerek sorba vannak kötve, a következő módon: 1. fűtőkör a legmagasabb hőmérséklet gradiensre van méretezve a tervezett hő lépcső 70/50 C, a fűtési rendszer a fóliasátor oldalfalain helyezkedik el. 2. fűtőkör az alacsonyabb hőmérséklet-gradiens méretezett számítási hőmérséklet csökkenés 55/45 C, a fűtőrendszer sima csővezeték, ami egyúttal a termés begyűjtését szolgáló kocsik sín vezetéke is. 3. fűtőkör a legalacsonyabb hőmérséklet gradiensre méretezett hőmérséklet csökkenés 45/35 C, ezek PVC csővezetékek. 4. fűtőkör az öntözővíz és a növények táplálását biztosító hidroponikus oldat előmelegítését szolgálja.
3.7.1 A fűtőrendszerek
3.7.2 A fűtőrendszerek
3.8. Az 1. fűtőrendszer
3.9 A 1.és 2. fűtőrendszer
3.10. Energetikai elemzés Az energetikai elemzésnél a geotermikus energia maximális hasznosítására törekszünk. Adott esetben a fűtőközeg fokozatosan, három fűtőrendszeren folyik át és az utolsó fokozatban a öntözővíz melegítése történik úgy, hogy a lehűtött héviz 20 C fokot ér el. A megválasztott hőmérsékleti gradiensek alapján meghatározzuk energiamérleget: vagyis a hasznos vagy. Haszontalan,- hulladék energiát: Hasznosan alkalmazott energia mennyisége a következő: a/ 1. Fűtőrendszer E h,1 = M 1i. c v. (θ 0 θ 1 ) / 3600 (MWh) (1) b/ 2. Fűtőrendszer E h,2 = M 1i. c v. (θ 1 θ 2 ) / 3600 (MWh) (2) c/ 3. Fűtőrendszer E h,3 = M 1i. c v. (θ 2 θ 3 ) / 3600 (MWh) (3) d/ 1. Öntözővíz melegítése E h,4 = M 1i. c v. (θ 3 θ 4 ) / 3600 (MWh) (4) A fel nem használt - a hulladék energia E CS = M 1i. c v. (θ 4 - θ r ) / 3600 (MWh) (6) Ugyanakkor: E elmelet = E h + E CS (MWh) (7)
3.10. Energetikai elemzés
4. Zárszó - Szímő A nyitott GER tervezése és megvalósítása Európai Unió támogatásával jött létre. Szlovákiában először alkalmaztak holland technológiát. A tervezés, kiépítés és a megvalósítás során szorosan együttműködtek Hollandia, Franciaország és Finnország szakértői. Az alacsony hőmérsékletű fűtési rendszerek és a megújuló energiaforrások GE kombinációja - az egyik alternatíva, ebben az esetben a megújuló források biztosítják a teljes hő-fogyasztást. Az egész rendszer számítógépesen vezérelt és a technológia összes üzemviteli adata rögzítésre kerül egy számítógépes adatbázisba. Ez a példa megerősíti, hogy Szlovákiában is lehet sikeresen vállalkozni a mezőgazdaságban, de céltudatosan és hatékonyan kell ezt megtenni. A Szímőn termesztett uborkának jobb a minősége, mind a külföldön termesztetteknek. A kiváló minőség a termesztési technológián kívül a felhasznált jó minőségű víznek is köszönhető. Az egész fűtési rendszert és a csúcskazánt a fóliasátrak tulajdonosa saját kezűleg építette fel hollandiai alapanyagokból.
4. Zárszó - Gúta A bemutatott nyitott geotermikus energetikai rendszer tervezése és kivitelezése holland technológia megvalósításával valósult meg. A tervezés és a megvalósítás során szoros munkakapcsolat alakult ki a holland és szlovákiai szakemberek között A meleg vizes alacsony hőmérsékletű fűtési rendszerek kombinációja a (és azok sorba-kapcsolása) a megújuló GE hasznosítása az egyik járható út Szlovákiában az összes energia felhasználás keretében a ME hasznosítási arányának növelésére. Az adott energetikai rendszer üzemeltetése számítógéppel vezérelt és az üzemviteli adatok nyomon követhetők a számítógépes vezérlés adatbázisa segítségével. Az adott gútai példa bizonyítja azt, hogy a mezőgazdaság területén is lehet sikeres a vállalkozás Szlovákiában. A megtermelt paradicsom szlovákiai üzlethálózatokon keresztül kerül értékesítésre, de eljut egész Európába és jó minőségű árúnak számít. A bemutatott geotermikus energia hasznosítása Gútán mezőgazdasági célokra vázolt például szolgálhat, hogyan segíthetőek ki azok az elkötelezettségek, amelyeket az Európai parlament és az európai Tanács 2010/31/EÚ 2010. május 19.-én kelt irányelvei alapján az épületek energia hatékonyságának növelése alapján kötelezi a tagállamokat 2020-ig az energtikai hatékonyság 20 %-os növelését, az energia felhasználás 20 %-os csökkentését, ugyanakkor a megújuló energiák hasznosítási arányának 20 %-al való növelését, valamint a üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának 20 %-os csökkentését.
Köszönöm megtisztelő figyelmüket