Aurinkoenergiavarasto kalliossa?

[globetrotter]

Tervehdys,

onko missään kokeiltu kuinka hyvin ns. aurinkovarasto monella matalalla porareijillä toimisi osana omakotitalon (matalaenergiatalon) lämmitystä? Eli aurinkokeräinten reilu ylimitoitus ja ylimääräiset lämmöt ajetaan suoraan kallioon.
Ajatuksena olisi myös lämmittää kalliota puukattilalla ympäri vuoden ensimmäiset vuodet kunnes saavutetaan paljon normaalia korkeampi keskilämpötila kalliossa. Sen jälkeen kallion lämmön ylläpito pelkillä aurikokeräimillä ja puukattila pihalle.
Voisiko onnistua Etelä-Suomessa? 

[sam123]

Tervehdys,

onko missään kokeiltu kuinka hyvin ns. aurinkovarasto monella matalalla porareijillä toimisi osana omakotitalon (matalaenergiatalon) lämmitystä? Eli aurinkokeräinten reilu ylimitoitus ja ylimääräiset lämmöt ajetaan suoraan kallioon.
Ajatuksena olisi myös lämmittää kalliota puukattilalla ympäri vuoden ensimmäiset vuodet kunnes saavutetaan paljon normaalia korkeampi keskilämpötila kalliossa. Sen jälkeen kallion lämmön ylläpito pelkillä aurikokeräimillä ja puukattila pihalle.
Voisiko onnistua Etelä-Suomessa? 

Ruotsissa on kokonainen asuinalue toteutettu aurinkokeräimillä. Ei onnistu yksityistaloudessa...tai onnistuu muutamalla miljoonalla.

[VesA]

https://keskustelu.suomi24.fi/t/14684074/keravan-aurinkokylan-vaiettu-historia

Tuo oli kyllä vesivarasto. Suomessa kalliossa virtaa vesi, reiät pitäisi tehdä ovelasti ettei lämpö huuhtoudu pohjavesivirtojen mukana.

Isommassa mitassa näitä on silti tehty https://www.energiatalous.fi/?p=1743

[denzil dexter]

Jos haluat tehdä kuumavaraston, josta voisi suoraan ottaa lämpöä kuuman veden valmistamiseen, siinä voivat hävikit pohjaveteen tulla ongelmaksi. Silloin voisi joku pussitettu rakenne olla toimivampi. Eli iso kuoppa maahan ellei ole jo, sitten veden virtauksen estävä kalvo siihen, sen jälkeen rakennetaan vuori päälle.

Tuollaisen keinomäen/montun sisusta voi olla kuumakin, jos maata kuuman alueen ympärillä on joka suuntaan useita metrejä - mieluummin 10 metriä. Pari vuotta voi mennä lämmitellessä, mutta jossain vaiheessa systeemi saavuttaa tasapainotilan jolloin saat sieltä melkein saman määrän lämpöä minkä sinne tunget.

Rakentaminen ihan tyhjästä on kallista, eli pitäisi olla valmiina joku soramonttu tms, sekä riittävä määrä täyttömaata joka muutenkin jouduttaisiin viemään jonnekin muualle tai siirtämään.

Jos taas haluaa vain tehostaa maalämpöpumpun toimintaa, silloin melkein mikä tahansa maaperä tai systeemi auttaa. Ottamalla kesän ajan hukkalämpöä vaikkapa peltikatolta ja ajamalla sen maan alle tai porakaivoon, saa sitten talvella paremmalla hyötysuhteella lämpöä lämpöpumpulla. Tai vaihtoehtoisesti pärjää hieman pienemmällä syvyydellä/pinta-alalla ilman jäätymisriskiä. Silloin kuitenkin puhutaan joidenkin asteiden lämpötilaeroista; luokkaa max 5-10 astetta muuta ympäristöä lämpimämpää. Ellei satu olemaan hyvä tuuri, ettei ole paljon virtaavaa pohjavettä lähellä.

[Puuha]

Jos sattuu löytymään käytöstä poistettu lietesäiliö niin sen eristämällä saa jo aika hyvän varaajan mihin pukata kesän energiat.

[globetrotter]

https://keskustelu.suomi24.fi/t/14684074/keravan-aurinkokylan-vaiettu-historia

Tuo oli kyllä vesivarasto. Suomessa kalliossa virtaa vesi, reiät pitäisi tehdä ovelasti ettei lämpö huuhtoudu pohjavesivirtojen mukana.

Isommassa mitassa näitä on silti tehty https://www.energiatalous.fi/?p=1743

Kiitos linkeistä! Nämä projektit ovat kuitenkin täysin erilaiset, Lippulaivan tapaus on "perinteinen" geoenergiakenttä yhdistettynä maalämpöön. Keravan tapaus on taas enemmän sitä mitä haen, siellä ladattiin kalliota pelkästään aurinkolämmöllä millä ymmärränkin ettei  saavuteta omavaraisuutta, sen takia olenkin miettinyt kallion lämmittämistä myös puukattilalla aluksi.

[globetrotter]

Jos sattuu löytymään käytöstä poistettu lietesäiliö niin sen eristämällä saa jo aika hyvän varaajan mihin pukata kesän energiat.

Olenkin miettinyt tätä vaihtoehtoa kun kaivinkonekin löytyy pihasta. Säiliö pitää kuitenkin olla niin jumalattoman iso ennen kuin siihen saa tarpeeksi energiaa talveksi. +90-asteisen 50 m3 säiliön purkaaminen 30-asteiseksi antaa vain n. 3500 kWh.
Energiaa saa tiheämmin siirretty veteen kuin kallioon mutta kun kalliossa on tuhansia kuutioita käytettävissä...

[globetrotter]

Ruotsissa on kokonainen asuinalue toteutettu aurinkokeräimillä. Ei onnistu yksityistaloudessa...tai onnistuu muutamalla miljoonalla.

Ei nyt liioiteta, en usko että omakotitasolla tarvitaan miljoonia, kymmeniätuhansia ehkä. Riippuu myös mistä kaikesta tarvi maksaa ja millä hinnalla saa. On hyvät kontaktit ja mistään työstä en tarvi maksaa, materiaalit saan tukusta tai maahantuojista suoraan ilman välikäsiä, porareiätkin saisin "halvalla".
En harkitse tällaista vaihtoehtoa rahan takia vaan oman kiinnostuksen takia. Sähköntarpeessakin tähtään omavaraisuuteen jotta Carunan hinnakorotuksille voisi näyttää keskisormea (=aurinkosähkö+tuulimylly+akut+agregaatti).
Jos pelkästään rahaa tuijottaa tulisi taloon vain puukattila ja perinteinen sähköliittymä.

[Puuha]

Jos sattuu löytymään käytöstä poistettu lietesäiliö niin sen eristämällä saa jo aika hyvän varaajan mihin pukata kesän energiat.

Olenkin miettinyt tätä vaihtoehtoa kun kaivinkonekin löytyy pihasta. Säiliö pitää kuitenkin olla niin jumalattoman iso ennen kuin siihen saa tarpeeksi energiaa talveksi. +90-asteisen 50 m3 säiliön purkaaminen 30-asteiseksi antaa vain n. 3500 kWh.
Energiaa saa tiheämmin siirretty veteen kuin kallioon mutta kun kalliossa on tuhansia kuutioita käytettävissä...

Siellä missä pohjavesi lähellä maan pintaa ei onnistu, edes rahalla. Muutaman tuhannen kuution säiliö ja sen varaaminen matalaan lämpötilaan sekä lämpötilaerojen pitäminen mahdollisimman matalana on kaikkein paras tapa. Korkeat lämpötilat vuotavat nopeasti hyvälläkin eristyksellä. Pallon muotoinen säiliö on paras sillä pallon säde kaksinkertaistuu, niin sen pinta-ala nelinkertaistuu ja tilavuus kahdeksankertaistuu.

Poraamalla lämpökaivon joudut dumppaamaan kallioon kymmeniä MWh useampia vuosia ennen kuin se missään näkyy. Siihen sitten ympäristöstä geologiset tutkimukset miten pohjavesi ja kallio sijoittuu maastossa riittävän suurelta säteeltä ajatellusta lämpökaivosta. Kaivon myös tulisi olla riittävän syvä ettei lämpö ei johdu maan pinnalle. Mutta joo, sehän ei ole ongelma kun rahaa vissin oli? 

[virtuaaliharri]

onko missään kokeiltu kuinka hyvin ns. aurinkovarasto monella matalalla porareijillä toimisi osana omakotitalon (matalaenergiatalon) lämmitystä? Eli aurinkokeräinten reilu ylimitoitus ja ylimääräiset lämmöt ajetaan suoraan kallioon.
Ajatuksena olisi myös lämmittää kalliota puukattilalla ympäri vuoden ensimmäiset vuodet kunnes saavutetaan paljon normaalia korkeampi keskilämpötila kalliossa. Sen jälkeen kallion lämmön ylläpito pelkillä aurikokeräimillä ja puukattila pihalle.
Voisiko onnistua Etelä-Suomessa? 

Tuossa muodossa ei liene Suomessa kokeiltu (tai ainakaan en sellaiseen ole törmännyt). Lähinnä tuota lienee se mitä Heliostorage kehittää parhaillaan. Aiemmin muistelen lukeneeni, että heidän ideana olisi varastoida lämpö syvemmälle kallioperään - nyt en huomannut tästä sivuillaan mitään mainintaa.

Saveen puolestaan varastoidaan lämpöä nollaE-talossa, jossa talon alle on upotettu energiapaalukenttä. Tässä tarkin kuvaus talon lämmitysjärjestelmästä, mihin olen törmännyt: http://joutsentalo.fi/vierailijablogi-nollae-nikolas-salomaa-lammitysjarjestelma-2020/. Mikäli savi on tarpeeksi märkään, on se lähes yhtä hyvä lämpövarasto kuin vesikin, kunhan lämmönkeruu- ja dumppausputkea on riittävästi saveen upotettuna.

Tutkimuksen 'A long-term performance analysis of three different configurations for community-sized solar heating systems in high latitudes' mukaan Suomessa BTES:in (borehole thermal energy storage)  lämpöhäviöt ovat noin 40-60%. En tiedä kuinka pienen BTES:in ovat laskelmiinsa sisällyttäneet, sillä voin kuvitella, että muutaman kallioreiän tapauksessa häviöt olisivat vieläkin suuremmat, mutta jotain osviittaa tuosta saanee.

[globetrotter]

Tuossa muodossa ei liene Suomessa kokeiltu (tai ainakaan en sellaiseen ole törmännyt). Lähinnä tuota lienee se mitä Heliostorage kehittää parhaillaan. Aiemmin muistelen lukeneeni, että heidän ideana olisi varastoida lämpö syvemmälle kallioperään - nyt en huomannut tästä sivuillaan mitään mainintaa.

Saveen puolestaan varastoidaan lämpöä nollaE-talossa, jossa talon alle on upotettu energiapaalukenttä. Tässä tarkin kuvaus talon lämmitysjärjestelmästä, mihin olen törmännyt: http://joutsentalo.fi/vierailijablogi-nollae-nikolas-salomaa-lammitysjarjestelma-2020/. Mikäli savi on tarpeeksi märkään, on se lähes yhtä hyvä lämpövarasto kuin vesikin, kunhan lämmönkeruu- ja dumppausputkea on riittävästi saveen upotettuna.

Tutkimuksen 'A long-term performance analysis of three different configurations for community-sized solar heating systems in high latitudes' mukaan Suomessa BTES:in (borehole thermal energy storage)  lämpöhäviöt ovat noin 40-60%. En tiedä kuinka pienen BTES:in ovat laskelmiinsa sisällyttäneet, sillä voin kuvitella, että muutaman kallioreiän tapauksessa häviöt olisivat vieläkin suuremmat, mutta jotain osviittaa tuosta saanee.

Mielenkiintoista. Lämpöhäviöt talossa on kuvan mukaan 17647 kWh/vuosi ja "Jos aurinko ei paista ja lämpöenergiaa tarvitaan, otetaan lämpö talon alta varastosta." "Vuosi vuodelta maa kuitenkin lämpenee ja noin viiden vuoden kuluttua ollaan tilanteessa, jossa  90 prosenttia talon lämmitysenergiasta tulee suoraan auringosta."
Samaa ajattelua kuin mulla mutta energiapaaluilla energiakaivojen sijaan. Lisäenergiaa varastosta tarvii vain silloin kun aurinkokeräimet eivät pysty kattamaan vuorokauden lämmitysenergian tarpeen.
Jos poraa esim. 5 reikää joista 1 keskellä, lataa energiaa jokaiseen mutta purkaa vain keskimmäisestä ja vielä lataa puukattilalla ensimmäiset vuodet pääsisi nopeammin tuohon 90%:iin (jos on edes mahdollista). Kunhan tietäisin pohjaveden tasoa ja virtausta sekä peruskallion syvyys maanpinnasta... 

[globetrotter]

Siellä missä pohjavesi lähellä maan pintaa ei onnistu, edes rahalla. Muutaman tuhannen kuution säiliö ja sen varaaminen matalaan lämpötilaan sekä lämpötilaerojen pitäminen mahdollisimman matalana on kaikkein paras tapa. Korkeat lämpötilat vuotavat nopeasti hyvälläkin eristyksellä. Pallon muotoinen säiliö on paras sillä pallon säde kaksinkertaistuu, niin sen pinta-ala nelinkertaistuu ja tilavuus kahdeksankertaistuu.

Poraamalla lämpökaivon joudut dumppaamaan kallioon kymmeniä MWh useampia vuosia ennen kuin se missään näkyy. Siihen sitten ympäristöstä geologiset tutkimukset miten pohjavesi ja kallio sijoittuu maastossa riittävän suurelta säteeltä ajatellusta lämpökaivosta. Kaivon myös tulisi olla riittävän syvä ettei lämpö ei johdu maan pinnalle. Mutta joo, sehän ei ole ongelma kun rahaa vissin oli? 

Joo kunhan vaan voittaisi Eurojackpotissa. 
Laitan kuitenkin talotekniikkaan muutama 10k€ enemmän kuin "normitaloon".

Jos kaivot poraa vinoon talojen alle toimii talot routaeristeenä isolta alueelta. Ajattelin muutama 50m syvä kaivo ympyrämuodostelmassa ja lataus myös puukattilalla ympäri vuoden, ensimmäiset vuodet, silloin kun aurinko ei paista. Puuta kun saa ilmaiseksi metsästä jos jaksaa pilkkoa. Kaivon putkisto pitäisi vaan olla metallia muovikollektorien sijaan jotta voisi ladata kaivot suoraan 80-90-asteisella vedellä. Puukattilalla tuo muutama kymmenen MWh onnistuisi lämmittämällä muutama tunti päivässä muutama vuosi ja sen lisäksi olisi 250-300 tyhjiöputkea mukana lataamassa. Jos keräimillä pärjäisi 8-9kk vuodesta tarvitsisi vain purkaa varastoa 3-4kk vuodesta, jolloin kuitenkin tarvii 60% vuoden lämmitysenergiasta. NollaE:n talossa tämä tarkoittaisi runsaat 10000 kWh.

[Puuha]

Pitää olla aika iso talo että sillä on merkitystä kun tuollaisen kalliovaraajan halkaisija lämpöenergian osalta voi olla 50-100m mikä sekin on vielä aika pieni. Vaikka talo olisi siinä päällä niin talon alla lämpö kulkee aivan saman lailla myös sivusuunnassa kylmempään päin. Ajan kuluessa talon alapuoli lämpenee niin paljon että talon kivijalan ympäriltä alkaa vuotolämpö pääsemään ohitse. Nouseeko maasta kosteus näin rakenteisiin kun lämpötila nousee? Miten eliötoiminta muuttuu maaperässä ja onko se haitallista rakenteille?

[VesA]

Ruotsalaiset ovat oikein mitanneet normaalin maalämpökaivon lataamista kesällä - se auttoi vuoden mittaan 10% jos oikein muistan.

Avainjuttu tässä olisi sen pohjaveden väistely - luulemma. Tarpeeksi matalat kaivot saattavat siihen riittää.

[sam123]

Englannissa yksi propellipää lataa maalämpökaivojaan. Koitin sille joskus kertoa että asteen nosto keruuliuoksessa nostaa COP:ia vain jotain 0.3 yksikköä. Täysin turhaa touhua siis niinkuin aloittajankin ajatus lämmittää maaperää jollakin roviolla  Pieteettistä raportointia aikaisempina vuosina. Nyttemmin varmaan ikä ja tietoisuus siitä ettei pyörää tullutkaan keksittyä on lopettanut kirjoittelun: http://www.chargingtheearth-solar.co.uk/

Taisi tuossa joutsentalossa olla ideana jotkut heikkotehoiset "ei optimisuunnatut" keräimet autotallin katolla. Oliko 50m2? Ei riitä yhtikäs mihinkään mutta selväähän on ettei projektin suunnitelijakaan usko moiseen *askaan ja on laittanut kaukoviisaasti taloon maalämpöpumpun.