Projekt LEGEND

Sustavno poticanje investiranja u korištenje plitke geotermalne energije u jadranskim regijama

Dalibor JovanovićIRENA – Istarska Regionalna Energetska Agencija d.o.o.

Pilot investicije projekta LEGEND

Zajedničke odrednice pilot investicija:

‐Javne zgrade‐Maksimalno 500 m2

‐Geotermalna dizalica topline

Pilot investicije projekta LEGEND

1. Vršno opterećenje (IRENA, LIR)

2. Optimalni temperaturni raspon (DUNEA)

3. Bazno opterećenje (IRENA, Ferrara, Skhodra, Teramo, Danilovgrad, Puglia)

Pilot investicije projekta LEGEND – modaliteti

Model opterećenja

Tip zemljanog izmjenjivača

1. Zatvoreni sustav (zemlja – voda) – vertikalni (IRENA, LIR)

2. Zatvoreni sustav (zemlja – voda) – energetske košare (IRENA, DUNEA)

3. Otvoreni sustav (voda – voda) – (Ferrara, Teramo, Puglia, Danilovgrad, Skhodra)

Radni režim

1. Grijanje/hlađenje – niskotemperaturno (IRENA, LIR, Puglia)

2. Grijanje – visokotemperaturno (IRENA, DUNEA, Ferrara, Teramo, Danilovgrad, Skhodra)

Pronalaženje investicijski optimalnog rješenja

Maksimalno efikasan/”zelen” sustav ili metoda optimalnog roka povrata investicije?

Bazno opterećenje

Optimalni temperaturni raspon

“Vršno” dizajniranje“Postotno” dizajniranje

Opće investicijske pretpostavke

1.Vanjske instalacije općenito nisu podložne ekonomiji volumena –odnos cijena/kW je linearan2.Unutrašnje instalacije nemaju linearan odnos cijena/kw3.Sustav je dvokomponentan –dizalica topline/zemljani izmjenjivač – sustav distribucije topline ne ulazi u izračun povrata investicije4.Konkurentski sustavi su dvokomponentni (izgaranje) ili jednokomponentni (zrak – voda dizalice topline, električni grijači)

Koliko je ”zelena” geotermalna energija?COP 3 Energy consumption 

(kWh)

Conversion factor Primary energy consumption

(kWh)

Electric (compressor) 1 3 3

Electric (other components) 0,1 3 0,3

Geothermal 2,0 0,1 0,2

Total  3,1 3,5

Thermal energy production 3,0

COP 3,56 Energy consumption 

(kWh)

Conversion factor Primary energy consumption

(kWh)

Electric (compressor) 1 3 3

Electric (other components) 0,1 3 0,3

Geothermal 2,56 0,1 0,256

Total  3,66 3,556

Thermal energy 3,56

COP 3,56 Thermal output (kWh) Conversion factor Primary energy consumption

(kWh)

Geothermal  heat  pump 

(COP3,56) 3,56

3 ‐ electric energy

0,1 ‐ geothermal energy 3,556

Gas  3,56 1,1 3,916

Wood 3,56 0,2 0,712

Vršno opterećenje – IRENAJaslice Pjerina Verbanac, Labin

Pjerina Verbanac nursery extension, Labin 

Neto grijana površina(m2) 337,85

Površina  grijana  toplinskom  pumpom 

(m2)

337,85

Zemljani izmjenjivač Vertical – closed loop (2 U)

Broj izmjenjivača 3

Dubina/duljina izmjenjivača (m) 100/300

Termo‐tehnički sustav

Vanjska projektirana temperatura (°C) ‐6°C

Uutarnja projektirana temperatura(°C) 22°C

Grijanje Hlađenje

Dizalica topline (kW)* 18,8 19,5

Podno, niskotemperaturno + ‐

Zidno, niskotemperaturno + +

Ventilokonvektori (fan coils) + +

Rekuperacija topline (ventilacija) + +

Investicija (€) 31.500

25 dana testiranja u režimu 24h/dan pod punim opterećenjem ‐ minimalna temperatura bušotine ‐2⁰C25 dana testiranja u režimu 24h/dan pod punim opterećenjem ‐ minimalna temperatura bušotine ‐2⁰C

Temperaturni 

raspon(°C)Godišnja 

učestalost (h)‐ Labin

Ponavljanje 

(h) %

Toplinski 

učinak dizalice 

topline

Dodatni kW 

(električni grijač)

Dodatni kWh 

(električni grijač)

Trošak 

dodatnih 

kWh (€)

2,8 to 2 74,25 1,70% 13,40 0,50 37,13 3,71

2 to 1 89,37 2,05% 14,10 1,20 107,24 10,72

1 to 0 70,70 1,62% 14,80 1,90 134,32 13,43

0 to ‐1 61,80 1,41% 15,40 2,50 154,51 15,45

‐1 to ‐2 35,57 0,81% 16,10 3,20 113,82 11,38

‐2 to ‐3  36,46 0,83% 16,80 3,90 142,19 14,22

‐3 to ‐4 40,91 0,94% 17,40 4,50 184,07 18,41

‐4 to ‐5 21,34 0,49% 18,10 5,20 110,98 11,10

‐5 to ‐6 4,00 0,09% 18,80 5,90 23,61 2,36

Total 434,40 9,95% 1007,88 100,79

NOVA CIJENA INVESTICIJE (ukljčujući 6 kW električni grijač) – 23.800 €

100 € godišnje ili 7.700 € unaprijed?

NOVA CIJENA INVESTICIJE (ukljčujući 6 kW električni grijač) – 23.800 €

100 € godišnje ili 7.700 € unaprijed?

Vršno opterećenje – IRENAOptimiziranje investicije – Jaslice Pjerina Verbanac, stara zgrada

‐ Armirano betonska konstrukcija‐ Neizolirana zgrada, energetski neučinkovita stolarije‐ Neto grijana površina: 672m2:‐ Godišnja potrošnja energije za grijanje: 95.464 kWh 

(električna energija 2X36 kW grijači)‐ Godišnji troškovi grijanja: 10.357,84 €

PROJEKTNI ZADATAK:

1.SMANJIVANJE POTROŠNJE ELEKTRIČNE ENERGIJE U 2. PILOT ZGRADI2.SMANJIVANJE PERIODA POVRATA INVESTICIJE I POVEĆANJE UČINKOVITOSTI SUSTAVA U 1. PILOT ZGRADI

Vršno opterećenje – IRENAOptimiziranje investicije

Osnovne pretpostavke:Sezona grijanja: 210 dana

Proizvodnja energije u bušotinskom izmjenjivaču (300 m): 

24 sata/dan: 352 kWh8 sati/dan: 117 kWh8 sati/dan unutar sezone grijanja: 24.570 kWh

Godišnja potrošnja energije (grijanje) 1. pilot zgrade: 4.193 kWGodišnja potrošnja energije (grijanje) 2. pilot zgrade : 95.464 kWh 

Vršno opterećenje – IRENAOptimiziranje investicije

PROJEKTNO RJEŠENJE

Spajanje dizalice topline (22 kW) iz 1. pilot zgrade sa strojarnicom 2. pilot zgrade i korištenje viška energije iz bušotinskih izmjenjivača za predgrijavanje spremnika koji se grije električnim grijačima

Potencijalni problemi:

1. Temperatura povrata u buffer 1. zgrade viša od polaza u  zgradu

2. Monitoring iscrpljivanja bušotina

Optimalni temperaturni raspon – DUNEAOsnovna škola, OpuzenOsnovna škola Opuzen

Neto grijana površina(m2) 2.000

Površina grijana toplinskom pumpom (m2) 500

Zemljani izmjenjivač Energy baskets

Broj izmjenjivača 12

Duljina izmjenjivača (m) 200/2400

Termo‐tehnički sustav

Vanjska projektirana temperatura (°C) 3°C

Uutarnja projektirana temperatura(°C) 22°C

Heating Cooling

Toplinska pumpa (kW) 40,8 ‐

Niskotemperaturni radijatori + ‐

Investicija (€) 36.000

Optimalni temperaturni raspon – DUNEAOsnovna škola, Opuzen

DODATNI GODIŠNJI TROŠAK – 18,02 €4 DODATNE KOŠARE – 4.000 €, TOPLINSKA PUMPA 3.000 €

DODATNI GODIŠNJI TROŠAK – 18,02 €4 DODATNE KOŠARE – 4.000 €, TOPLINSKA PUMPA 3.000 €

Temperatu

rni 

raspon(°C)

Godišnja 

učestalost (h) ‐

Opuzen

Ponavlja

nje (h) %

Toplinsk

i 

kapcitet 

dizalice 

topline

Dodatni 

kW 

(elektri

čni grijač)

Dodatni

kWh 

(elektri

čni grijač)

Trošak 

dodatni

h kWh 

(€)

3 to 2 25,9 0,59% 42,9 2,1 54,39 3,55 

2 to 1 14,3 0,33% 45 4,2 60,06 3,92 

1 to 0 8,1 0,19% 47,2 6,4 51,84 3,38 

0 to ‐1 7,8 0,18% 49,3 8,5 66,3 4,32 

‐1 to ‐2 2,7 0,06% 51,5 10,7 28,89 1,88 

‐2 to ‐3 0,8 0,02% 53,6 12,8 10,24 0,67 

‐3 to ‐4 0,3 0,01% 55,8 15 4,5 0,29 

Total 102,5 1,37% 276,22 18,02 

Pokrivanje baznog opterećenja – FerraraTehnička škola, Codigoro

Guido Monaco di Pomposa srednja škola, Codigoro

Neto grijana površina(m2) 10.365 

Površina  grijana  toplinskom  pumpom 

(m2)

10.365 (base load 22,5%)

Geotermalni sustav Open loop

Broj bunara 3: 1 ekstrakcijski, 1 reinjekcijski, 1 monitoring

Dubina bunara (m) 50

Prosječni protok (l/s) 4

Termo‐tehnički sustav

Vanjska projektirana temperatura (°C) ‐5°C

Uutarnja projektirana temperatura(°C) 20°C

Heating Cooling

Visoko temperaturna toplinska pumpa (kW) 100,0 ‐

Radijatori + ‐

Investicija (€) 103.800

Pronalaženje financijski prihvatljivijeg rješenja za široku upotrebu

CIJENA INVESTICIJE – OSNOVNI RAZLOG TRŽIŠNOG UDJELA GEOTERMALNIH DIZALICA TOPLINE

Ektremne razlike u omjeru prosječne plaće/investicije

LEGEND partnerstvo

Albanija – 329/80.000 €Italija – 1604/80.000 €

Prilagodba specifičnoj lokaciji/korisniku/zgradi

Specifičnost hodograma geotermalnih instalacija

Projektiranje ‐> instalacija

Treba promijeniti u 

preliminarni radovi ‐> projektiranje ‐ > instalacija

Pronalaženje financijski prihvatljivijeg rješenja za široku upotrebu –

Rješenje unutar projekta LEGENDIRENA – Seminar izgradnje kapaciteta

Planirane akcije

1. FAZA‐Upoznati učenike srednje škole Mate Blažine u labinu s osnovama korištenja geotermalne energije

‐Dizajnirati i izraditi 15 cjenovno efikasnih zemljanih izmjenjivača topline i smanjiti cijenu vanjske instalacije‐Dizajnirati i konstriurati izmjenjivačko polje u 15 različitih tipova tla/struktura koji se najčešće pojavljaju u Istarskoj županiji

‐Izvesti 15 TRT testova

FAZA 2‐Izraditi jednostavni razdjelnik i toplinsku pumpu od osnovnih elemenata koja će se koristiti za grijanje kabineta fizike i elektrotehnike

Pronalaženje financijski prihvatljivijeg rješenja za široku upotrebu –IRENA – Seminar izgradnje kapaciteta

FAZA 1 Rezultati

Materijal Q8h (l/h) P

8h (kW) Q

10h  (l/h) P

10 h  (kW) P

Qfix (kW)

1Vapnenac (0‐4 mm) 1.100,96 1,05 1.016,36 0,97 0,95

2Dolomitno brašno (0‐35 µm) 814,19 0,75 747,05 0,69 0,92

3Vapneno brašno (0‐35 µm) 574,09 0,51 527,54 0,47 0,90

4Riječni pijesak 947,92 1,03 872,74 0,95 1,08

5Kvarcni pijesak 594,85 0,51 548,43 0,47 0,85

6Crvenica ‐Mokra 1.160,36 1,19 1.070,24 1,10 1,03

7Crvenica ‐ suha 703,41 0,66 651,53 0,61 0,93

8Tucanik (40‐80 mm) 1.201,92 1,24 1.094,78 1,13 1,03

9Ilovača 1.065,41 0,97 999,05 0,91 0,91

10Humus 909,28 1,00 828,88 0,91 1,10

11Spremnik vode (statični) 4.455,35 4,10 3.891,79 3,58 0,92

12Bentonitna glina 640,28 0,53 590,38 0,49 0,82

13Spremnik vode (protočni) 15.859,64 18,6015.859,64 18,60 1,17

14Temoaktivni cement 1.289,42 1,30 1.189,06 1,20 1,01

15Beton (MB 30) n/a n/a n/a n/a n/a

Ukupno 33,45 32,08

Qfix(l/h)

1000,00

Pronalaženje financijski prihvatljivijeg rješenja za široku upotrebu –IRENA – Seminar izgradnje kapaciteta

FAZA 1 Rezultati

FAZA 2

GEOTERMALNI PARK (KOŠARE)GEOTERMALNI PARK (KOŠARE)

Grijana/hlađena učionica, strojarnica, paraleni cjevovod do spremnika i fan coil jedinica (75 

m2)

Grijana/hlađena učionica, strojarnica, paraleni cjevovod do spremnika i fan coil jedinica (75 

m2)

Druga grijana učionica  (75 m2)

Druga grijana učionica  (75 m2)

Postojeća strojarnica 

(nema spoja s novim 

sustavom)

Postojeća strojarnica 

(nema spoja s novim 

sustavom)

On/off prekidač s temperaturim senzorom na vanjskom pločastom izmjenjivaču

On/off prekidač s temperaturim senzorom na vanjskom pločastom izmjenjivaču

On/off prekidač s mjerenjem temperature zraka u prostorijiOn/off prekidač s mjerenjem temperature zraka u prostoriji

Pronalaženje financijski prihvatljivijeg rješenja za široku upotrebu –

IRENA – Seminar izgradnje kapaciteta

Podatci o investiciji:

Ukupna cijena investicije: 10.000 €Ukupni prinos: 33,45 kWInvesticija/kW: 298,95€Optimalno rješenje/kW (osim vode): 194,73 €Labin – investicija u bušotine/kw: 1049,38 €

Realna cijena cjelokupne Investicije (10 kW, 150 m2)– 12.000 €

Geotermalni edukacijski komplet

IRENA – Istrian Regional Energy Agency Ltd.

HVALA NA PAŽNJI