Drake Landing Solar Community – Wikipedia

before-content-x4

Das Drake Landing Solar Community (DLSC) ist eine geplante Gemeinde in Okotoks, Alberta, Kanada, die mit einer zentralen Solaranlage und anderen energieeffizienten Technologien ausgestattet ist. Dieses Heizsystem ist das erste seiner Art in Nordamerika, obwohl in Nordeuropa viel größere Systeme gebaut wurden. Die 52 Häuser (wenige Variationen von Größe und Stil, mit einer durchschnittlichen überdurchschnittlichen Grundfläche von 145 m2) in der Gemeinde werden mit einem Solar-Fernwärmesystem beheizt, das mit Wärme aus Solarkollektoren auf den Garagendächern aufgeladen wird und die ganzjährige Heizung durch unterirdischen saisonalen Wärmespeicher (STES) ermöglicht.[1]

Das System wurde entwickelt, um einen Weg zur Bekämpfung der globalen Erwärmung und der Verbrennung fossiler Brennstoffe zu modellieren. Die Sonnenenergie wird von 800 Solarthermiekollektoren erfasst[2] befindet sich auf den Dächern aller 52 Hausgaragen.[3] Es wird als erste solarbetriebene Unterteilung in Nordamerika in Rechnung gestellt.[4] obwohl sein Strom- und Transportbedarf aus konventionellen Quellen gedeckt wird.

2012 erreichte die Anlage einen Weltrekord-Solaranteil von 97%; Das heißt, diese Menge des Wärmebedarfs der Gemeinde wird über einen Zeitraum von einem Jahr mit Solarenergie versorgt.[5][6]

In der Saison 2015-2016 erreichte die Installation einen Solaranteil von 100%.[7] Dies wurde erreicht, indem das Bohrloch-Wärmespeichersystem (BTES) nach Jahren des Ladens endlich eine hohe Temperatur erreichte, die Steuermethoden verbesserte, die Pumpen die meiste Zeit mit niedrigerer Drehzahl betrieben, den zusätzlichen Energiebedarf reduzierte und Wettervorhersagen zur Optimierung der Übertragung verwendete Wärme zwischen verschiedenen Lagertanks und Kreisläufen. In einigen anderen Jahren werden für einen kleinen Teil des Jahres Hilfsgasheizungen verwendet, um einen Fernkreislauf mit Wärme zu versorgen. Das System arbeitet mit einem Leistungskoeffizienten von 30.

Wie es funktioniert[edit]

Es gibt 52 Häuser in dieser Unterteilung, die eine Reihe von 800 Solarthermiekollektoren (2293 m) enthalten2 Gesamtbruttofläche). Diese Sonnenkollektoren sind auf den Dächern von Garagen hinter den Häusern angeordnet. Während eines typischen Sommertages können diese Kollektoren 1,5 Megawatt Wärmeleistung erzeugen. Eine Glykollösung (eine Frostschutzlösung; eine Mischung aus Wasser und ungiftigem Glykol) wird durch die Sonnenenergie erwärmt und gelangt durch isolierte Rohrleitungen unter der Erde durch ein Grabensystem zum Wärmetauscher im Energiezentrum der Gemeinde. Dies ist als Solarkollektorschleife bekannt. Die Glykollösung überträgt dann ihre Wärme auf Wasser in den Kurzzeitspeichertanks. Die Fernwärmeschleife beginnt mit der Erwärmung des Wassers im Wärmetauscher auf eine Temperatur von 40-50 ° C im Energiezentrum. Diese niedrigere Temperatur ist energieeffizienter, da das Sammeln von Sonnenenergie besser mit niedrigeren Temperaturen kompatibel ist. Dies erhöht die Gesamtwärmemenge, die jedem Haus zur Verfügung steht.

In den wärmeren Monaten wird das zuvor erwärmte Wasser aus dem Kurzzeitspeicher in den Borehole Thermal Energy Storage (BTES) geleitet. Der Bohrloch-Wärmespeicher besteht aus 144 Löchern, die sich 37 m (121 ft) unter der Erde befinden und sich über eine ungefähre Fläche von 35 m (115 ft) Durchmesser erstrecken. Das Wasser kehrt zu den Kurzzeitspeichertanks im Energiezentrum zurück und wird erneut erwärmt, um den Kreislauf zu vervollständigen. In den kälteren Monaten gelangt das Wasser aus dem BTES zurück in den Kurzzeitspeicher und wird dann zu jedem Haus geleitet. Ähnlich wie bei einem Warmwasserspeicher wird das erwärmte Wasser durch einen Wärmetauscher geleitet, der Luft über den warmen Gebläsekonvektor bläst. Die Wärme gelangt vom Wasser in die Luft und wird über Rohrleitungen durch das Haus geleitet. Wenn die auf dem Thermostat angegebene Temperatur erreicht ist, schaltet ein automatisches Ventil die Wärmeübertragungseinheit ab.[8]

Energiezentrum[edit]

Das Energy Center-Gebäude ist ein 232 Quadratmeter großes Gebäude, das 2007 in Betrieb genommen wurde.[9] Es befindet sich in unmittelbarer Nähe zu allen 52 Häusern, die es nutzen. Hier befinden sich die Kurzzeitspeichertanks und die meisten mechanischen Geräte wie Pumpen, Wärmetauscher und Steuerungen. Die Solarkollektorschleife, die Fernwärmeschleife und die Bohrloch-Wärmespeicherschleife verlaufen durch das Energiezentrum. Zwei horizontale Wassertanks nehmen den größten Teil des Raums innerhalb des Energiezentrums ein. Diese Tanks haben einen Durchmesser von 3,7 m und eine Länge von 11 m. Der verbleibende Raum im Energiezentrum beherbergt Pumpen, Ventile, Wärmetauscher und andere notwendige Geräte für den Betrieb und die Steuerung des Energiesystems. Diese Tanks werden als Kurzzeit-Wärmespeicher (STTS) bezeichnet.[8]

Das Energiezentrum verfügt außerdem über eine 22-kW-PV-Anlage, die bei der Pumpausrüstung, der Stromversorgung von Sensoren und anderer Automatisierung im Energiezentrum hilft. Während des normalen Betriebs ist kein Personal vor Ort, und es wird fernüberwacht und meistens automatisiert überwacht.

Bohrlochwärmesystem[edit]

Das Bohrloch-Wärmesystem befindet sich unter der Erde, um große Mengen an im Sommer gesammelter Wärme zu speichern und im Winter zu nutzen. Es besteht aus 144 Bohrlöchern, die sich bis zu einer Tiefe von 37 m erstrecken. An der Oberfläche werden die Rohre in Sechsergruppen miteinander verbunden, um eine Verbindung zum Energiezentrum herzustellen. Das gesamte BTES ist von einer Dämmschicht bedeckt, auf der ein Park errichtet wird. Wenn das erwärmte Wasser gespeichert werden soll, wird es durch die Rohrserie gepumpt. Die Wärme wird dann beim Abkühlen des Wassers auf den umgebenden Boden übertragen und kehrt zum Energiezentrum zurück. Wenn die Häuser Wärme benötigen, fließt Wasser in die Mitte des BTES-Feldes und nimmt die Wärme aus dem umgebenden Boden auf. Das erwärmte Wasser gelangt dann zum Kurzzeit-Energietank im Energiezentrum und wird durch die Fernwärmeschleife zu den Häusern gepumpt.[8]

Das BTES befindet sich in unmittelbarer Nähe des Energiezentrums und enthält neben Rohren auch verschiedene Temperatursensoren. Die Bauarbeiten begannen im Jahr 2005 und waren im Jahr 2007 voll funktionsfähig. Im Sommer dauerte es ungefähr 4 Jahre, bis die Wärme vollständig aufgeladen war, und erreichte im fünften Jahr das Maximum.

Sponsoren und Partner[edit]

Dieses Projekt wurde von CanmetENERGY von Natural Resources Canada in Zusammenarbeit mit Regierungsorganisationen und der kanadischen Industrie konzipiert. Von den 7 Millionen US-Dollar, die für dieses Projekt benötigt wurden, war dies die Aufteilung der Mittel:

Hausbesitzer waren bereit, für diese energieeffizienten Häuser zu bezahlen, da dies eine qualitativ hochwertige Bauweise sicherstellte. Bis zur Inbetriebnahme des Solarheizungssystems setzte ATCO Gas (ein in Alberta ansässiges Erdgasverteilungsunternehmen) die Heizkosten für die Hausbesitzer der Drake Landing Solar Community auf 60 USD pro Monat fest. Angesichts der steigenden Kraftstoffkosten war dies ein starker Anreiz für Hausbesitzer, das DLSC-Projekt zu unterstützen. Selbst wenn das Projekt gescheitert wäre, hätte ATCO Gas die speziellen Warmwasseröfen durch herkömmliche Erdgasöfen ersetzt. Das Risiko für die Hausbesitzer war begrenzt, und dies ermutigte sie, das Projekt zu unterstützen.[11]

Lokale Nachhaltigkeit[edit]

Die 52 Häuser in der Drake Landing Solar Community sind nach dem kanadischen R-2000-Standard für natürliche Ressourcen sowie nach dem Goldstandard Alberta Built Green ™ zertifiziert.[12]

Kosten und Finanzierung[edit]

  • Jedes Haus wurde für durchschnittlich 380.000 US-Dollar verkauft.
  • Hausbesitzer erhalten durchschnittlich 60 US-Dollar pro Monat für die Heizung.
  • 7 Millionen US-Dollar für den ersten Start des Drake Landing Solar Community-Projekts.
  • Wenn dieses Projekt wiederholt würde, würde es 4 Millionen US-Dollar kosten, da ungefähr 3 Millionen US-Dollar für einmalige Forschung und Entwicklung bestimmt waren.
  • Die optimale Größe der Gemeinde wäre 200-300 Häuser, um Skaleneffekte zu erzielen. Die Anzahl der Systeme würde gleich bleiben; nur die Anzahl der Bohrlöcher müsste erhöht werden.[13]

Internationale Effekte[edit]

Eine Gruppe von Forschern aus Südkorea besuchte im April 2012 die Drake Landing Solar Community, um die Geothermie-Heiztechnologie und ihre Anwendung auf Gemeinden in Südkorea zu untersuchen, insbesondere vor den Olympischen Winterspielen 2018 in Pyeongchang. Das Hauptaugenmerk dieser Forschungsreise lag auf dem Erlernen der Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit der Technologie.[14]

Performance[edit]

Am 5. Oktober 2012 stellte der DLSC einen neuen Weltrekord auf, indem er 97% des Raumheizungsbedarfs mit Solarthermie deckte.[15] In der Heizperiode 2015-2016 wurde 100% des Raumheizungsbedarfs mit Solarenergie gedeckt.[16]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

Externe Links[edit]

Koordinaten: 50 ° 43’51 ” N. 113 ° 57’01 ” W./.50,73095 ° N 113,95029 ° W./. 50,73095; -113.95029


after-content-x4