Aurinkoenergian varastoiminen maalämpökaivoon

Abstract

Opinnäytetyössä oli tarkoitus miettiä tapoja, joilla aurinkoenergiaa voitaisiin varastoida maalämpökaivoon. Työssä pohdittiin myös varastoimisen tuomista hyödyistä.

Tiukentuvat energiamääräykset ja huoli ilmastonmuutoksesta ovat kasvattaneet uusiutuvien energialähteiden käyttöä ympäri maailmaa viime vuosina. Tämä on kasvattanut aurinkosähkö- ja maalämpöjärjestelmien määrää Suomessa.

Maalämpökaivon lämpötila putoaa käytön myötä. Tämän myötä myös maalämpöjärjestelmän lämpöenergian tuotanto pienenee. Jotta maalämpöjärjestelmän tuottama lämpöenergia ei pienenisi käytön myötä on maalämpökaivoon laitettava lämpöenergiaa. Aurinkosähköjärjestelmät tuottavat usein ylijäämäsähköä, jota voitaisiin mahdollisesti hyödyntää maalämpökaivon lämmityksessä.

Työssä esiteltiin kolmea eri tapaa, joiden avulla ylijäämäenergiaa voitaisiin hyödyntää maalämpökaivossa. Lisäksi työssä tutustuttiin maalämpökaivon viilenemisen ja lämmityksen vaikutuksista maalämpöjärjestelmään.

Selvityksen perusteella aurinkoenergiaa voidaan varastoida maalämpökaivoon. Aurinkosähköenergian varastoiminen maalämpökaivoon vähentää maalämpökaivon viilenemistä ja parantaa maalämpöpumpun tehokerrointa, sekä pidemmällä, että lyhyellä aikavälillä. Asiasta pitäisi tehdä enemmän tutkimusta, jotta saataisiin selville, onko kaivon lämmittäminen kannattavaa.

The purpose of this thesis was to determine ways to store solar energy into an energy borehole. Also, the benefits of storing were considered.

Stricter energy consumption regulations and the rising concern about climate change has increased the usage of renewable around the world energy sources. This has increased the amount of solar and geothermal energy systems in Finland.

Usage of geothermal power lowers temperature inside of a borehole. This leads to geothermal system having lower performance and lower energy yield. To prevent this from happening, one must store thermal energy into a borehole. Solar energy systems often produce excess energy that cannot be utilized.

In this thesis three different methods were presented how to store excess solar energy into a borehole. Also, it was discussed how cooling and heating borehole affects geothermal energy system.

The findings indicate that it is possible to store solar energy into a borehole. Storing solar energy into a borehole decreases the amount of temperature drop during its lifetime and increases the performance of a geothermal energy system. But more research should be done to find out how effective this is and is it profitable to do so.