Maailman suurin lämpövarasto tulee säilömään 140 asteista vettä vantaalla

  • Viestiketjun aloittaja Viestiketjun aloittaja fraatti
  • Aloituspäivämäärä Aloituspäivämäärä
Luulen että varaston vaikutusalueella kyllä on maalämpökaivoja. En osaa sanoa kuinka kauas vaikutusta on, mutta luulisi että noin kuuma kyllä ajanmyötä levittää lämpöä todella kauas.

Ihan kiva olisi jos kaivosta pikkuhiljaa alkaisi tulemaan vaikka 15C litkua. Tekisi höpöä COP:lle :)
 
Mielenkiintoinen sitten olisi kauhuskenaario, jossa tuohon jollakin sotimisvälineellä täräytettäisiin reikä kattoon. Jos sisällön lämpötila olisi alle 100 °C tulisi vain reikä, johon nousisi kuuma vesi alhaalta tai vain vettä alkaisi valua alas. Jos maan alla olisi kuumempaa vettä, yli 100 °C lämpötilassa, vesi alkaisi kiehua "reiässä", luultavasti puhaltaisi reiän tyhjäksi ja osa sisällöstä purkautuisi vetenä ja höyrynä taivaalle.
Ei pelkkä reikä (luokkaa 50 metriä paksuun) kallioon vielä saa vettä pulppuamaan geysirimäisesti, ellei vesi samalla sekoitu niin, että lämmin pääsee riittävän ylös, jolloin höyryä vapautuu. Bunkkeri- tai ydinpommin taitaisi sekoittaminen ja riittävän suuren reiän syntyminen vaatia (jolloin kuuman veden pulppuaminen on ehkä harmeista pienimpiä).

Käsittääkseni pohjavettä tihkuvia halkeamia on tarkoitus tilkitä rakennusvaiheessa suuremmista alkaen ja luolaston vedenpinta pidetään sen verran alhaalle, että kuumaa vettä ei ainakin hydrostaattisen paineen ajamana virtaa ulospäin. Toki kallio aikaa myöten lämpenee luolan ympärillä ja pohjaveden konvektiovirtaukset saavat lämpöäkin siirtymään. Tuon lämpöhukan saisi ehkä pysymään kurissa, jos ajatuksen on porata ympäristöön reikiä, joista imetään vettä jäähdytettäväksi maalämpöpumpuilla varaston lataamiseksi ja jäähtynyt liuos sitten palautetaan imukehän ulkopuolelle. Noinhan on käsittääkseni tarkoitus toimia Hyvinkään sorakuoppavarastonkin yhteydessä.

Joskus olin kuuntelemassa, katsomassa piirustusluonnoksia ja itsekin kyselemässä asukasillassa yksityiskohtaisempia tietoja, mutta moisesta on jo pari vuotta aikaa ja muistikuvat yksityiskohdista haalistua.
 
Ei pelkkä reikä (luokkaa 50 metriä paksuun) kallioon vielä saa vettä pulppuamaan geysirimäisesti, ellei vesi samalla sekoitu niin, että lämmin pääsee riittävän ylös, jolloin höyryä vapautuu. Bunkkeri- tai ydinpommin taitaisi sekoittaminen ja riittävän suuren reiän syntyminen vaatia (jolloin kuuman veden pulppuaminen on ehkä harmeista pienimpiä).
Enpä nyt olisi niinkään varma. Kuuma vesihän nousisi pystysuorassa tunnelissa ylöspäin ihan vetenä. 140 °C vastaa 2,6 bar ylipainetta eli 140 asteinen vesi alkaisi kiehua siis jo 26 m syvyydessä. Voisi hyvinkin käydä, että pystysuora tunneli puklauttaisi osan vesipatsastaan ylös joka samalla osin höyrystyisi ja mikään ei estäisi etteikö tämä voisi toistua ja jatkua. Sitten siinä ei olisi enää ehkä olenkaan vesipatsasta. Sitä mukaa kuin vettä poistuisi, kiehuminen helpottuisi. Suuri lämpövarasto ei vähästä jäähtyisi. Jos reikä olisi syntynyt räjähdyksen tuloksena, se olisi luultavasti jo alkujaankin tyhjä.

Pienessä halkeamassa tai onkalossakin vesi jäähtyy sitä mukaan kuin kallion lämpötila alenee pinnalle päin. Jotta vesilukko voi pettää, virtauskanavan pitää olla sen verran suuri että "riittävästi lämpöä" pääsisi kulkeutumaan alhaalta ja täyttämään kanavan kuumalla vedellä vesipintaan saakka, millä korkeudella se sitten olisikin.
 
Kuuma vesihän nousisi pystysuorassa tunnelissa ylöspäin ihan vetenä.
Ei se nouse, ellei kuuma vesi joko pääse kiertämään (konvektiovirtauksina) tai sitten yläpuolelle on niin matala paine tai kuuma vesi pääsee kohomaan riittävän lähelle laitetilan lattiatasoa, että alkaa muodostua höyrykuplia ja termosifoni-ilmiö. Matka laitetilasta luolan ylöosaan on kuitenkin niin pitkä, että kun laitetila on pohjaveden ja meren pintaa metrikaupalla ylempänä, jo tilaan alempaa johtuvan pohjaveden paine estää kuuman veden spontaanin nousun, jos siis pohjavettä pääsee virtaamaan jostakin halkeamasta. Kai tuossa putkessa on jonkinlaisia hanojakin useampikin laitetilassa ja varmuuden vuoksi sarjassa ja laitetila on hätätilanteessa suljettavissa tiiviiksi (jotakin juttuakin näin asiasta esityksessä, mutten muista yksityiskohtia enää)? Kierron ja termosifoni-ilmiön saisi katkeamaan yksinkertaisesti jäähdyttämällä eli pumppaamalla nousuputkiin kylmää vettä. Kaukolämpöverkossahan lähtevän haaran paine on normaalisti luokkaa 10 bar ja kun suurimpien putkien halkaisija on metrin luokkaa (mm. usean sadan megawatin voimalaitoksen lähtöputkilla; sitähän luokkaa tuon varaston maksimaalinen purkuteho korkeintaan on), niin suuuret sulkuhanat ovat aivan rutiinia.

Noin syvällä kalliossa oleva luola on periaatteessa ydinpommin kestävä (ellei pääse ensin poraamaan maan pinnalta suurihalkaisijaista syvää reikää, jonne räjähde sitten laskettaisiin), mutta voisi ajatella, että jokin älykkäiden bunkkeripommien sarja voisi murtaa itselleen reitin laitetilaan joko nousutunnelia tai ajotunnelia pitkin, särkeä laitetilan hanoja ja laajentaa nousutunnelia. Hiukan epäilen, ettei tuo ainakaan parhaimmillakaan nykyaseilla käytännössä onnistuisi.
 
Kun kaukolämpöverkon ja varaston välillä on lämmönvaihtimet niin varaston paine on vain sen oma hydrostaattinen paine. Eli paine varaston korkeimmassa kohdassa riippuu siitä kuinka korkealla paisuntatilassa vedenpinta on. Paisunta tilaa tuskin paineistetaan erikseen. 140 C vesi kohoaa kuitenkin varaston korkeimpaan kohtaan, joka ilmeisesti on se 100 m maanpinnan alla. Paisuntatilan pohjan täytyy olla silloin min 26 m korkeammalla kuin varaston korkein kohta. Jos paisuntatila "huohottaa" ilman paineeseen niin sen tilavuus olis n. 50 000 m3. Jos paisuntatilaan räjäytetään/porataan reikä niin ei tapahdu mitään ( ninkun termodynaamisesti ). Jos varsinaiseen kuumaan varastotilaan porataan reikä niin tuleehan siitä "poriseva kahvinkeitin" ( termosifoni ).
 
Sitä tässä fundeerasin, miten varaston lämpöä on tarkoitus purkaa. Pumpun siivethän pitäisi upottaa positiivisen hydrostaattisen paineen alueelle. Huoltohan asiassa on ongelma, eikä pumppukoneistoja mielellään asennettaisi pohjaveden pinnan alapuolelle (ainakaan sähkölaitteita, tiivisteitä ja laakereita ym.), ellei niitä ole huollettavissa pohjaveden pinnan yläpuolelta. Periaatteessahan ratkaisu voisi olla akselin päässä nousukuilussa oleva "ratko-tyypin" pumppu, jolloin liitokset voisivat olla pohjaveden pinnan yläpuolella sähkölaitteiden tapaan ja pumppuosa sekä akseli olisi mahdollista nostaa huoltoa varten laitetilaan liitosten irrottaminen jälkeen.

Hiukan epäilen, että ajatus koko luolaston paineen korottamisesta paluupuolen pumpulla olisi hankala ja riskialtiskin luolaston suuren tilavuuden ja mahdollisten vuotojen takia.
 
Sitä tässä fundeerasin, miten varaston lämpöä on tarkoitus purkaa.
Kai niiden pumppujen täytyy olla sellaisella korkeudella, että painetaso ylittää tuon 2,6 m, lisäksi pumput tarvitsevat aina pienen paineen imuyhteeseensä ettei vesi kiehu pumpussa. Kuulostaa muuten kuin kiviä pumppaisi. Veden hydrostaattinen paine vastannee normaalisti suunnilleen syvyyttä maanpinnasta. Vesihän on väistämättä hapekasta ja lämpö on otettava talteen lämmönsiirtimillä ettei koko kaupunki ruostu.
 
Altaan yläosassa paine on vähintään 4 baaria ettei vesi kiehuisi. Taitaa olla ihan kaukolämpöverkon painetasoilla hoidettava homma.
Ei (keskipakois-) pumpun juoksupyörää tietenkään voi määrättömästi varaston kattotasoa ylemmäs viedä, mutta viittasin tuossa edellä, että olisi parempi, jos kaikki laitteiston huolto- ja korjaustyöt voisi tehdä pohjaveden pintaa ylempänä. Mutta todellakin käyttövoiman voisi johtaa pumpulle akselilla alaspäin (matka ei ole juuri mitään verrattuna vaikkapa suurten laivojen potkuriakseleiden pituuteen) tai tehdä muutoin pumppu-nousuputki-asetelmakokonaisuudesta tarvittaessa ylös nostettavan, jolloin ei ole tarpeellista tyhjentää tai padota varastoa erikoisjärjestelyillä, jos jokin pumppuun liittyvä on joko huollettava tai korjattava. Saattaa toki olla, että pumppujen konehuoneet voisi suhteellisen turvallisesti asentaa tarvittavan luokkaa kolmekymmentä metriä pohjaveden pintaa alemmas, jolloin kavitaatiolta vältyttäneen (jopa 140-asteisella vedellä), jos imputkessa on riittävän varmat useampikertaiset sulkuventtiilit, jotka ovat tavalla tai toisella huollettavissa. Onhan konehuone toki mahdollista myös paineistaa huoltotöitä varten, vaikkakin tuollainen ainakin ensialkuun tuntuu varsin riskialttiilta ja sivukustannuksia aiheuttavalta ratkaisulta huoltotarkoituksissa, jollaiseen ei hevillä lähdettäne.
 
Mutta todellakin käyttövoiman voisi johtaa pumpulle akselilla alaspäin

Lämmönsiirrin voidaan työntää sinne altaaseen ja sen pumpun tai pikemmikin potkurin tarvitsee vain puskea tai ilmeä kuumaa vettä sen läpi. Loppuosa on kaukolämpöverkkoa. Viileälle vedelle voi altaassa olla valmiiksi pohjalle ohjaava kuilu.

Voihan siellä olle vaikka iso "kierukka", jolloin kaikki nämä ongelmat on poissa.
 
Lämmönsiirrin voidaan työntää sinne altaaseen ja sen pumpun tai pikemmikin potkurin tarvitsee vain puskea tai ilmeä kuumaa vettä sen läpi. Loppuosa on kaukolämpöverkkoa. Viileälle vedelle voi altaassa olla valmiiksi pohjalle ohjaava kuilu.

Voihan siellä olle vaikka iso "kierukka", jolloin kaikki nämä ongelmat on poissa.
Yksi mahdollisuus tuollainekin on. 140-asteinen vesi ei edes tarvitsisi mitään pumppua, vaan termosifoni-ilmiö saa veden kiertämään laitetilasssa, joka on jossakin varaston katon ja pohjaveden pinnan välillä. En tiedä, jäähtyykö varaston katon taso välistä viileämmäksi. Lämmönvaihtimessa vettä kuljettavat kuplat tiivistyvät samaan tapaan kuin perinteisessä kahvinkeittimessä ja jäähtynyt vesi palaisi varastoon suuremman tiheytensä ajamana.
 
Lämmönsiirrin voidaan työntää sinne altaaseen
Arvelen vahvasti, että käytetään oikeita lämmönsiirtimiä, joilla lämpöä voidaan siirtää tehokkaasti ja hallitusti, niin että tuollaista systeemiä puretaan ja ladataan kuten varaajaa pitääkin. Nämä ovat käytännössä joko putki- tai levymallisia. Levymallinen on kompaktimpi ja mahdollistaa käytännössä ideaalin vastavirtaan virtauksen ja se on myös mahdollista tehdä täysin purettavaksi puhdistusta varten, vaikka se ei epäpuhtauksista yleensä kovin tykkääkään. Putkityyppinen on erityisen hyvä höyryn lauhduttimena tai kiehuttimena tai kun paine on erityisen suuri.
 

Hyvinkäälle rakennetaan maailman suurin lämmön kuoppavarasto (PTES – Pit Thermal Energy Storage)​

Hyvinkään Lämpövoima Oy rakentaa Hyvinkäälle Kulomäen käytöstä poistetulle sorakuopalle suuren lämpövaraston. Kyseessä on maailman suurin lämmön ns. kuoppavarasto ja samalla ensimmäinen laatuaan Suomessa.
 
Hyvinkäälle rakennetaan maailman suurin lämmön kuoppavarasto (PTES – Pit Thermal Energy Storage)
Alkaa valmistumaan tämä, "vesitäyttö on alkamassa lokakuun 2026 alussa."

806397333_29047651524837728_415594017615153657_n.jpg


lampovaraston-rakenne.png
 
Vähän epäilyttää näiden lämpöhäviöt ja nyt tarkoitan vantaan lämpövarastoa, mutta asiakashan nämä maksaa loppupeleissä, kävi miten kävi. Ne muuten lupasi vantaalla, että siellä voi hiihtäkin milloin vaan, kun hommasivat sen lumenteko laitteen. Ei muuten hiihdetty viime vuoden joulukuussakaan vantaalla. Toivottavasti ei sama hemmo laskenut tämän varaston lämpöhäviöitä.
 
Vähän epäilyttää näiden lämpöhäviöt ja nyt tarkoitan vantaan lämpövarastoa, mutta asiakashan nämä maksaa loppupeleissä, kävi miten kävi. Ne muuten lupasi vantaalla, että siellä voi hiihtäkin milloin vaan, kun hommasivat sen lumenteko laitteen. Ei muuten hiihdetty viime vuoden joulukuussakaan vantaalla. Toivottavasti ei sama hemmo laskenut tämän varaston lämpöhäviöitä.
Mitä isompi varasto, niin suhteessa sen pienempi ulkopinta-ala, ja siten myös häviöt.

Jos 300m3 kausivaraston tekisi omakotitaloon, niin se pitäisi eristää 30cm kerroksella uretaania, joka tekisi n. 80m3, eli karkeasti 25%,

Jos säiliö on 1000 000m3, 30cm eristeen tekisi 18000m3 urtsumöykyllä, eli 1,8%.

Käytännössä sitä miljoonan motin säiliötä ei ole tarpeen eristää lainkaan, kun ulkopinta-ala on tilavuuteen nähden niin pieni, se häviön osuus kokonaisenergiasta ei ole enää merkittävä, varsinkin kun kausivaraston ideahan on että se varataan käytännössä ilmaisella/hukka energialla.

Toki, jos uretaani olisi halvempaa, tuollainen kausivarastohan olisi järkevämpi omakotitaloon kuin esim maalämpö.
 
Putkisto tuodaan alakautta.
Olisiko jonkinlainen ”vakuutus” jos olisi tuotu yläkautta?
Saadaanko tuo läpivienti pysymään tiiviinä? Jonkin verran päällä oleva vesimassa kuitenkin aiheuttaa painetta pohjalle.
 
Mitä isompi varasto, niin suhteessa sen pienempi ulkopinta-ala, ja siten myös häviöt.
Ja mitä paksummat seinämät, sitä parempi lämmöneristävyys olkoon materiaali mitä hyvänsä (jos siis vain lämmön johtumisesta välitetään, eli seinämän sisällä ei tapahdu konvektiovirtauksia faasimuutoksista puhumattakaan).

Luokkaa 10 ... 20 metriä kalliota eristää tasapainotilan saavuttamisen jälkeen yhtä hyvin kuin puoli metriä uretaanivaahtoeristettä, jos pohjaveden kulku ao. kerroksessa on saatu tukituksi tavalla tai toisella (yleensä tehdään injektoimalla jotakin kovettuvaa tiivistysainetta riittävän tiheästi porattujen reikien kautta ja pitämällä luolasto suunnilleen samassa paineessa tai hiukan alempana kuten Vantaalla on tarkoitus toimia). Noista hommista on paljon pitkäaikaista kokemusta.
 
Mitäpä niillä häviöillä on väliä, ei kaukolämpöverkon häviötkään ketään kiinnosta.
Ne verkothan on eristetty, mutta asiakas maksaa häviöt kaukolämpölaskussa. Onneksi ei tuu lämpöä/energiaa täältä vantaalta meille.🤣

Käytännössä sitä miljoonan motin säiliötä ei ole tarpeen eristää lainkaan, kun ulkopinta-ala on tilavuuteen nähden niin pieni, se häviön osuus kokonaisenergiasta ei ole enää merkittävä, varsinkin kun kausivaraston ideahan on että se varataan käytännössä ilmaisella/hukka energialla.

Missä sitä ilmaista energiaa vielä tänäpäivänä on lokakuun-maaliskuun aikana?
 
No mistä se ilmainen energia sitten tulee maaliskuun ja lokakuun välillä? Oon sitä meiltä, ettei oikein ilmaista energiaa ole olemassakaan..

Pitkin kesää on useinkin käytännössä ilmaista energiaa. Ensi yönäkään ei sähkö maksa juuri mitään. Varantoa voidaan ladata 120 MW tehollla.
 
Ja vantaan jätteenpolttolaitoksesta pitkin kesää kun ei lämpöenergiaa juuri kulu.
Pitäisko ne jätteet poltella sitten syksyllä/talvella, kun lämpoä tarvitaan. Ei tuosta millään muuten ilmaista energiaa saada, kun sen varaston rakentaminen maksaa jotain.
 
Pitäisko ne jätteet poltella sitten syksyllä/talvella, kun lämpoä tarvitaan. Ei tuosta millään muuten ilmaista energiaa saada, kun sen varaston rakentaminen maksaa jotain.

En tiedä millä kapasiteetilla se niintä roskia poltelee. Voihan se olla, että roskaa pitää polttaa, koska niitä tuodaan koko ajan lisää ilmaiseksi.

Varanto on varmasti kallis rakentaa, mutta valmiina se ei ole kovin kallis ylläpitää. Se tuottaa joka vuosi rahaa kun kesällä ladattu halpa energia muuttuu talvella myytäväksi kalliiksi energiaksi. Kaukolämmössähän tariffit on vuodenajasta riippuvaisia.
 
Kyllä siellä koko ajan palaa jätteet, sitä kun tulee jatkuvasti, siis kotitalouksiltakin, ei sitä enään juuri haudata.
 
Missä sitä ilmaista energiaa vielä tänäpäivänä on lokakuun-maaliskuun aikana?
Pitäisko ne jätteet poltella sitten syksyllä/talvella, kun lämpoä tarvitaan. Ei tuosta millään muuten ilmaista energiaa saada, kun sen varaston rakentaminen maksaa jotain.
Jäte on siinä mielessä ilmaista, että jätteiden tuottajat maksavat kulut. Tavaraa on sen verran paljon, että vuoden mittaan varsin merkittävä osuus toimitettavasta lämmöstä saadaa roskien hävittämisestä (nyt kun myös vaarallisten jätteiden hävityslaitteisto on lisätty arsenaaliin). Roskien varastoiminen on hankalaa ja haittallista ja tulisi luultavasti monin verroin kalliimmaksi kuin poltosta syntyvän lämmön varastointi. Kesällä roskaa syntyy liikaa lämmöntarpeeseen nähden (vaikka lämpöä jonkin verran toimitetaankin naapurikaupunkien verkkoihin), joten se on joko varastoitava tai päästettävä kaloille tai harakoille.
 
Voihan se olla, että roskaa pitää polttaa, koska niitä tuodaan koko ajan lisää ilmaiseksi.
Aika kaposessa on ne täysin ilmaiset jakeet tuolla Sortti-asemallakin = saavat rahaa niin sieltä jätteen tuottajalta kuin siitä polttamisesta ulos myymästään lämmöstäkin, biojakeita ja siitä tuotettua kompostimultaakaan unohtamatta. Harva tuotantolaitos kykenee toimimaan näin, että ne saavat rahaa sekä siitä käyttämästään raaka-aineesta, kuin myös siitä tuottamastaan hyödykkeestä.
 
Se on kausivarasto eli se ilmainen energia tulee silloin sieltä varastosta.
No ei tuota ole kausivarastoksi suunniteltu. Kertalataus 18 GWh ja vuosikäyttö 100 GWh eli n. 5 kertalatausta. Eli sähköllä tuota varmasti on tarkoitus ladata pääosin sen ollessa halpaa.

Edit: siis noi luvut Hyvinkään lämpövarastolle.

Edit 2: Vantaalla on aivan sama käyttölogiikka (120 MW sähkökattila tuossa), mutta en ole nähnyt lukua suunnitellulle vuosikäytölle. AI:n mielestä se on satoja GWh.
 
Viimeksi muokattu:
Takaisin
Ylös Bottom