Analyse av varmepumpeteknologi kombinert med solenergi

Abstract

Ved bruk av varmepumpe tilknyttet et termisk energilager i berggrunnen vil en i mange tilfeller oppleve at temperaturen i grunnen synker over tid. Dette gjør driftsforholdene til varmepumpen dårligere. I verste fall kan temperaturen i grunnen bli så lav at energibrønnen fryser. Dette er noe man ikke ønsker, og kan redusere levetiden for varmesystemet betraktelig. For å hindre dette kan et tiltak være å installere solfangere som lader energibrønnen med solvarme. Berg Fengsel ble benyttet som case og datagrunnlag for analysen. Det har blitt sett på to systemløsninger. I det ene tilfellet (Systemløsning A) benyttes solvarmen bare til lading av brønn, hvor målet er å hindre at brønnparken fryser. I det andre tilfellet (Systemløsning B) benyttes solvarmen til lading av brønn, men også til oppvarming av varmt tappevann. Det er gjennomført teknisk og økonomisk analyse av begge systemløsningene. Den tekniske analysen ble gjennomført ved hjelp av to simuleringsprogram: T*Sol (solfanger) og EED (energibrønn). For å lettere kunne se hvordan systemløsningene påvirker det elektriske energibehovet ble det benyttet referansesystemer. Begge systemløsningene har hvert sitt referansesystem som gjør at det ikke er grunnlag til sammenligning av Systemløsning A og Systemløsning B. En må derfor gjøre separate analyser av systemløsningene. Det er ofte store investeringsutgifter knyttet til solvarmeanlegg, og i denne oppgaven ligger total systemkostnader i området 2 377 - 4 233 kr/m2 for de ulike solfangertypene. I Systemløsning A er ingen av alternativene lønnsomme. Utildekket solfangersystem kom best ut av den økonomiske analysen med en nåverdi på -219 044 kroner. For Systemløsning B får investering av plan solfangersystem en nåverdi på 107 909 kroner, hvis en bare tilfører solvarme til oppvarming av tappevann i perioden mai – september, og en nåverdi på 402 403 kroner når en tilfører solvarme til oppvarming av tappevann gjennom hele året. I Systemløsning A er brønnparken så underdimensjonert at det må gjøres tiltak for å redde denne. Alternativ til å lade brønn med solvarme er å utvide brønnparken, men denne investeringen har en nåverdi på -570 884 kroner. Utildekket solfangersystem er derfor det beste tiltaket. For Systemløsning B er spørsmålet om en kan redusere solfangerareal ved kortere driftstid for tilførsel av solvarme til oppvarming av varmt tappevann. Den tekniske analysen viser at nødvendig solfangerareal er like stort for kortere driftstid som for lengere driftstid.