Vaihtoehtoiset tuotantomuodot Rantsilan kaukolämpölaitokselle
Sadinmaa, Juho (2022)
2022
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022111622868
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022111622868
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön toimeksiantaja on Siikalatvan Lämpö Oy, joka vastaa kaukolämmön tuotannosta ja jakelusta Siikalatvan kunnassa. Siikalatvan Lämmöllä on neljä kaukolämpölaitosta, joista tässä työssä käsitellään Rantsilan lämpölaitosta. Työssä esitellään vaihtoehtoisia tuotantomuotoja, joilla korvataan polttamista ja käsitellään vaihtoehtoisia polttoaineita nykyisten tilalle. Työn yhtenä selvitystyönä on tarkastella matalan kuorman ajanjaksolle polttamisen korvaavia vaihtoehtoja. Tämän myötä tarkastellaan vuotuista tuotantoa sekä sähköntuotantoa omaan käyttöön.
Kiristyvien ilmasto- ja päästötavoitteiden sekä metsähakkeen kysynnän nousun vuoksi halutaan löytää vaihtoehtoja korvaamaan nykyisiä polttoaineita. Matalan kuorman ajanjaksolla lämpöä tuotetaan huonolla hyötysuhteella polttolaitoksilla. Tämän ajanjakson lämmön tuotantoa tarkastellaan ilman polttamista: aurinkolämmöllä, maalämmöllä ja lämmön varastoinnilla.
Matalan kuorman ajanjakso on määritelty tässä työssä olevan touko-syyskuun välinen aika. Kokonaan ilman polttamista tämän ajanjakson tarvittava lämpöenergia saataisiin tuotettua 72 suurkeräimellä ja 1 MW:n tehoisella maalämpöjärjestelmällä. Tarvittava kaivojen määrä tässä tapauksessa on 93 kpl 300 m:n syvyisiä energiakaivoja.
Työssä käsiteltiin vaihtoehtoa, jossa kesäajan lämmöntuotantoa ei korvata täysin vaan osittain. 24 suurkeräimellä ja 400 kW:n tehoisella maalämpöjärjestelmällä saadaan tuotettua 89 % kesäajan lämmön tarpeesta. Tässä tarkastelussa kaivojen määrä on 46 kpl 300 m:n syvyisiä kaivoja. Maalämpöjärjestelmän COP-arvolla 2,8 kaivoista otetaan touko-syyskuun välisenä aikana 61 % niiden vuotuisesta energiamäärästä.
Työn toisena selvitystyönä on tarkastella tuotantoa vuosittaisella tasolla. Vuosittainen tarkastelu on tehty 24 keräimen aurinkolämpöjärjestelmällä ja maalämpöjärjestelmällä, jossa on 46 kpl 300 m:n syvyisiä kaivoja ja 400 kW:n huipputeho. Tällä järjestelmällä saadaan korvattua 30 % vuosittaisesta ostoenergian tarpeesta.
Työssä tarkasteltiin myös maalämpöjärjestelmän myötä lisääntyvää sähköntarvetta. CHP-laitoksella, jonka sähköteho on 100 kW, saadaan katettua 78 % maalämpöjärjestelmän vaatimasta sähköenergian tarpeesta toukokuussa. Piikkiteholtaan 175 kW aurinkosähköjärjestelmällä saadaan tuotettua 25 % maalämpöjärjestelmän vaatimasta vuotuisesta sähköenergian tarpeesta.
Kiristyvien ilmasto- ja päästötavoitteiden sekä metsähakkeen kysynnän nousun vuoksi halutaan löytää vaihtoehtoja korvaamaan nykyisiä polttoaineita. Matalan kuorman ajanjaksolla lämpöä tuotetaan huonolla hyötysuhteella polttolaitoksilla. Tämän ajanjakson lämmön tuotantoa tarkastellaan ilman polttamista: aurinkolämmöllä, maalämmöllä ja lämmön varastoinnilla.
Matalan kuorman ajanjakso on määritelty tässä työssä olevan touko-syyskuun välinen aika. Kokonaan ilman polttamista tämän ajanjakson tarvittava lämpöenergia saataisiin tuotettua 72 suurkeräimellä ja 1 MW:n tehoisella maalämpöjärjestelmällä. Tarvittava kaivojen määrä tässä tapauksessa on 93 kpl 300 m:n syvyisiä energiakaivoja.
Työssä käsiteltiin vaihtoehtoa, jossa kesäajan lämmöntuotantoa ei korvata täysin vaan osittain. 24 suurkeräimellä ja 400 kW:n tehoisella maalämpöjärjestelmällä saadaan tuotettua 89 % kesäajan lämmön tarpeesta. Tässä tarkastelussa kaivojen määrä on 46 kpl 300 m:n syvyisiä kaivoja. Maalämpöjärjestelmän COP-arvolla 2,8 kaivoista otetaan touko-syyskuun välisenä aikana 61 % niiden vuotuisesta energiamäärästä.
Työn toisena selvitystyönä on tarkastella tuotantoa vuosittaisella tasolla. Vuosittainen tarkastelu on tehty 24 keräimen aurinkolämpöjärjestelmällä ja maalämpöjärjestelmällä, jossa on 46 kpl 300 m:n syvyisiä kaivoja ja 400 kW:n huipputeho. Tällä järjestelmällä saadaan korvattua 30 % vuosittaisesta ostoenergian tarpeesta.
Työssä tarkasteltiin myös maalämpöjärjestelmän myötä lisääntyvää sähköntarvetta. CHP-laitoksella, jonka sähköteho on 100 kW, saadaan katettua 78 % maalämpöjärjestelmän vaatimasta sähköenergian tarpeesta toukokuussa. Piikkiteholtaan 175 kW aurinkosähköjärjestelmällä saadaan tuotettua 25 % maalämpöjärjestelmän vaatimasta vuotuisesta sähköenergian tarpeesta.