Testen van de STORM Controller op demonstratiesites
De STORM-controller is al gedemonstreerd in bestaande netwerken: een innovatief gecombineerd districtverwarmings- en koelnetwerk in Heerlen (Nederland) en een typisch 3e generatie districtverwarmingsnetwerk in Rottne (Zweden). De implementatie van de STORM-controller in deze thermische netwerken moet hun efficiëntie verbeteren. Om een DHC-systeem aan te sluiten, werd de STORM-controller digitaal gekoppeld aan de besturingssystemen van de deelnemende gebouwen en het productie- en distributiesysteem.
Deze koppeling kan tot stand worden gebracht met behulp van:
- sensoroverride-technologie
- gateway-oplossingen, inclusief gebouwautomatisering
- volledige integratie met een bestaand gegevensbeheersysteem
Beide demonstratiesites zijn operationeel en onderhevig aan constante veranderingen gedurende de looptijd van het project, zoals extra verbindingen, veranderende thermische energievraag door klanten, enz. Op deze manier is het mogelijk om referentiegegevens te verkrijgen voor de evaluatie van de prestaties van de STORM-controller.
Contacteer ons om de mogelijkheden te ontdekken
Use Case 1: Mijnwater, Heerlen, Nederland
Het Mijnwater DHC-systeem in Heerlen is een ultra-lage temperatuur DHC-netwerk van de vierde generatie, dat is aangesloten op geothermische opslag in de mijnwaterreservoirs van verlaten steenkoolmijnen. Op dit moment bedraagt de totale aangesloten oppervlakte 177.291m² met een grote verscheidenheid aan eigenaren en gebouwen. Het oorspronkelijke doel van het Mijnwater-systeem was om geothermische energie uit de mijnwaterreservoirs te halen. Het systeem is sindsdien geëvolueerd naar een slim DHC-netwerk, georganiseerd in clusters van gebouwen. Dit opgewaardeerde Mijnwater-netwerk wisselt thermische energie uit, biedt extra buffers en wordt gevoed door meerdere hernieuwbare bronnen.
Elk gebouw is verbonden met een gedecentraliseerde thermische energiecentrale, waar de temperatuurvraag wordt gegarandeerd door elektrische warmtepompen. De verwarming van gebouwen genereert koeling voor datacenters, winkels en kantoren en vice versa. Als er een onevenwicht is tussen de warmte- en koudebehoeften in het clustergrid, transporteert de Mijnwater-backbone deze resterende thermische energie naar andere clusters of uiteindelijk naar de mijnwaterreservoirs. De thermische energiestromen worden geoptimaliseerd en gecontroleerd door een volledig automatisch vraaggestuurd procesbesturingssysteem.
Het Mijnwater-systeem bestaat uit twee warme en twee koude bidirectionele putten. Deze putten zijn met elkaar verbonden door middel van een pijpleidingsysteem (de zogenaamde backbone) waardoor, afhankelijk van de vraag, mijnwater stroomt. De uitwisseling van thermische energie met de clusters vindt plaats via warmtewisselaars in de clusterinstallaties. Momenteel zijn er drie operationele clusternetten (A, B en C) terwijl de ontwikkeling van cluster D aan de gang is. De clusternetten zijn conventionele tweepijpssystemen waarop de gebouwen zijn aangesloten.
Elk gebouw heeft zijn eigen thermische energiecentrale met warmtepompen. Er is dus geen centrale thermische energiecentrale in het net. In feite verbindt het Mijnwater-net een wolk van warmtepompen in gebouwen, die voor de juiste gebouwcondities zorgen en tegelijkertijd de temperatuurcondities in het net op peil houden (door gebruik te maken van de achterkant van de warmtepompen). De gebouwen die zijn aangesloten op het Mijnwater-net hebben de juiste isolatiekwaliteit en/of warmteafgiftesystemen zoals vloerverwarming, zodat verwarming met warmtepompen haalbaar is.
Belangrijkste resultaten van de Mijnwater-demosite
In de Mijnwater demosite in Heerlen (NL) heeft STORM de volgende resultaten behaald:
- Capaciteitsverbetering van 42,1% = 48.000 woningen die extra op het net kunnen worden aangesloten
- Piekwarmtereductie van 17,3%
- CO2-emissiereductie van 6 kiloton/jaar
Use Case 2: Rottne, Sweden
Rottne is een kleine stad die ongeveer 19 km ten noorden van de stad Växjö ligt en 2.427 inwoners telt. Het stadsverwarmingssysteem in Rottne is een traditioneel systeem van de derde generatie met een distributienet op hoge temperatuur. De productie-installatie in Rottne werd in september 1998 in gebruik genomen en in 2004 uitgebreid. In 2012 werd de productie-installatie in Rottne volledig fossielvrij door de invoering van biobrandstoffen. De basislast warmteproductie in Rottne is gebaseerd op twee biomassaketels van 1,5 MW en 1 MW maximaal vermogen. De biomassa is afkomstig uit de omliggende bossen en de houtindustrie en bestaat uit houtsnippers, takken en pieken. Een bijkomende ketel met een vermogen van 3 MW, die werkt op koolzaadmethylester (RME), wordt gebruikt voor piekbelastingen en back-up. De productie-installatie in Rottne produceert ongeveer 12,8 GWh per jaar. De RME-pieklastketel wordt geactiveerd wanneer de warmtevraag de capaciteit van de twee biomassaketels overstijgt. Dit gebeurt ongeveer wanneer de buitentemperatuur ongeveer 1° C bedraagt. In het midden van de winter komt het vaak voor dat de RME-ketel in werking treedt wegens veranderende buitentemperaturen.
Om de hoeveelheid warmte die met de dure RME-brandstof wordt geproduceerd te beperken, moet de warmtevraag worden beheerst om pieken in de vraag te voorkomen. Er zijn 180 aansluitingen op het net en evenveel onderstations, die eigendom zijn van de klanten. 70% van alle aansluitingen zijn voor villa's en kleine huizen. Er zijn echter 53 aansluitingen voor andere gebouwen zoals meergezinswoningen, industrieën, openbare gebouwen en kantoren. Hier kan dezelfde aansluiting voor verschillende gebouwen worden gebruikt, aangezien de eigenaren van de gebouwen een eigen netwerk naar hun gebouwen kunnen hebben, maar de warmte uit één onderstation betrekken. Het stadsverwarmingsnet in Rottne heeft de STORM-regelaar in 2014 geïmplementeerd. Het beoogde klantensegment voor de STORM-regelaar bestaat uit grote gebouweigenaren (B2B), zoals eigenaren van utiliteitsgebouwen en woningbouwcoöperaties. Het STORM systeem is geïnstalleerd in negen van de grootste klantstations in het netwerk van Rottne, die 34% van het totale warmteverbruik in Rottne vertegenwoordigen en een warmtebelasting van 1,7 MW bij een buitentemperatuur van 14°C, terwijl de totale warmtebelasting van het hele net 4,4 MW zou bedragen. De regelapparatuur en een basisbeheersysteem voor de vraagzijde waren al aanwezig voordat het project van start ging.
In de eerste stap werd de STORM Forecaster geïmplementeerd. Handmatige regelacties waren gebaseerd op deze voorspellingen. De tweede stap was het implementeren van de STORM Planner, met behulp van de peak shaving regelstrategie. Deze strategie is sinds februari 2018 actief in de laatste versie.
Belangrijkste resultaten van de demosite in Rottne
De Växjö demosite in Rottne (Zweden) realiseerde:
- 6% minder elektriciteitsverbruik
- Vermindering van de piekwarmte met 12,7%
Het STORM-effect
De implementatie van deze controller in het besturingssysteem van ons zeer innovatieve 5G DHC-systeem heeft geleid tot zulke veelbelovende resultaten op het gebied van Peak Shaving (17,3%) en Cell Balancing (42,1%), dat - dankzij deze gecombineerde kenmerken - de capaciteit van ons netwerk met 52% kan worden vergroot.
Om competitief te blijven met alternatieve verwarmingsbronnen op de markt, is het voor ons zeer belangrijk om onze productiekosten laag te houden. Het verbruik van RME (bio-olie) is voor ons een belangrijke sleutelfactor die wij nu, dankzij het STORM-project, nog verder kunnen beïnvloeden.
STORM - Testing and performance evaluation in two demonstration sites
Product sheet: STORM District Energy Controller technology
Contacteer ons om de mogelijkheden te bespreken