Smart Geotherm. Afstemming van aanbod, vraag en buffering van (geo-)thermische energie in (middel)grote gebouwen

Transcriptie

1 Smart Geotherm Afstemming van aanbod, vraag en buffering van (geo-)thermische energie in (middel)grote gebouwen Gust Van Lysebetten Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB) Afdeling Geotechniek

2 Overzicht Smart Geotherm project Geothermie Geschiktheidskaarten Proefproject energiepalen

3 Smart Geotherm Energieprestatie gebouwen: EPBD 2010/31/EU 2020: bijna energieneutrale gebouwen (zeer) lage energievraag ingevuld door hernieuwbare energie o.a. GEOTHERMIE! 2011: 2% 2020: 12.5% (aandeel geothermie Belgische woningbouw)

4 Smart Geotherm Uitdaging = afstemming vraag, aanbod, buffering AANBOD Geothermie Zonnecollectoren WKK = economisch en ecologisch verantwoord Thermisch comfort gebouw! VRAAG LTV (20-24 C), HTK (14-20 C) Bijv. betonkernactivering BUFFERING BEO/KWO PCM/TCM

5 Geothermie Diepe geothermie Grote diepte (> 500m) Hoge temperatuur Ondiepe geothermie Smart Geotherm! Tot 500m, courant m Lage temperatuur (10-15 C) Koppeling met geothermische warmtepomp

6 Ondiepe geothermie Open systemen (KWO) Oppompen van grondwater Watervoerende laag! Gesloten systemen (BEO) Horizontaal/verticaal U-vormige buis gevuld met dragervloeistof Warmtegeleidbaarheid ondergrond!

7 Geschiktheidskaarten BEO (1/4) Tertiair geologische kaart Vlaanderen 15 TRT s (A-O) voor kalibratie GEOLOGISCHE FORMATIES F. van Lillo/ F. van Kattendijk/ F. van Diest F. van Berchem F. van Boom literatuur CATEGORIEËN GRONDSOORT ZAND KLEIH. ZAND LEEM ZANDH. KLEI KLEI kalibratie λ min + λ gem

8 Geschiktheidskaarten BEO (2/4) Thermische Respons Test (TRT) Gemiddelde warmtegeleidbaarheid over diepte boorgat Boorgatweerstand Kalibratie van λ min en λ gem per grondcategorie O.b.v. 15 TRTs verspreid over heel Vlaanderen (zie kaart) M.b.v. Vlaams Grondwatermodel (VMM)

9 Geschiktheidskaarten BEO (3/4) Kalibratie principe/resultaat Op basis van verhouding λ TRT,gemeten /λ WTCB,geschat Minimum: λ TRT,gemeten /λ WTCB,min,geschat < 1 (5%) Gemiddelde: λ TRT,gemeten /λ WTCB,gem,geschat < 1 (50%)

10 Geschiktheidskaarten BEO (4/4) Resultaat: Kaart warmtegeleidbaarheid, bijv. voor een diepte van 100m Warmtgeleidbaarheid i.f.v. de diepte

11 Geschiktheidskaarten Integratie in interactieve webmodule Uitbreiding voor KWO-toepassingen Aangepaste kaarten ~ doorlatendheid, dikte, diepte, Toekomst (Smart Geotherm): Screenings- en dimensioneringstool Aanbodzijde (ondergrond) + vraagzijde (gebouw) Duidelijk en juist beeld van geothermisch potentieel

12 Proefproject energiepalen Thermo-actieve geostructuren Geotechnische structuur (funderingspaal, vloerplaat, grond-/waterkerende wand, grondanker, ) Warmtewisselaar in structuur geïntegreerd Structurele + thermische functie Voordelen: Kosten boring uitgespaard Geen extra grondoppervlakte nodig

13 VHP jet grout kolom (Oud-Heverlee België) Micropalen (Polen)

14 Kelderwand (KWTH, Aachen - Duitsland) Tunnelwand (Oostenrijk, USA) Energiepalen (Zwitserland, Oostenrijk, USA, Duitsland, België, Nederland, Frankrijk, Spanje, Australië, )

15 Proefproject energiepalen Probleemstelling Extra complexiteit uitvoering Ontwerp en dimensionering geothermische installatie Ontwerp en dimensionering structureel element Betonspanningen? Verplaatsingen paalkop? ΔT paal Gemobiliseerde schachtwrijving en puntweerstand? Invloed temperatuurcycli?

16 Proefproject energiepalen Probleemstelling Opwarmen/afkoelen uitzetting/krimp van de paal axiale vervorming neemt toe/af schachtwrijving omgekeerd aan beweging paal + invloed inklemming paalbasis en kop!

17 Proefproject energiepalen Proefsite te Oostende 5 energiepalen type, diameter, schachtvorm, Rekmetingen in paal Temperatuurmetingen Paal Warmtewisselaar Grond Grondwatermetingen

18 Proefproject energiepalen Mechanische belasting ~ micropalen reactiesysteem Thermische belasting ~ TRT-installatie TRT T paal voor langere tijd T-cycli Invloed op paal en grond?

19 Proefproject energiepalen Geroerde / ongeroerde monsters Grondmechanische onderkenningsproeven Warmtegeleidbaarheid Start proeven begin 2014

20 DANK VOOR UW AANDACHT