Солнечное сообщество Drake Landing (DLSC) — это планируемое сообщество в Окотоксе , Альберта , Канада , оснащенное центральной системой солнечного отопления и другими энергоэффективными технологиями. Эта система отопления является первой в своем роде в Северной Америке, хотя в Северной Европе были построены гораздо более крупные системы. 52 дома (небольшие вариации по размеру и стилю, со средней площадью надземного этажа 145 м 2 ) в поселке отапливаются с помощью солнечной системы централизованного теплоснабжения, которая заряжается теплом, исходящим от солнечных коллекторов на крышах гаражей, и позволяет использовать круглогодичное отопление с помощью подземного сезонного накопителя тепловой энергии (СТЭС). [1]
Система была разработана для моделирования способа решения проблемы глобального потепления и сжигания ископаемого топлива . Солнечная энергия улавливается 800 солнечными тепловыми коллекторами [2], расположенными на крышах гаражей всех 52 домов. [3] Он считается первым подразделением, работающим на солнечной энергии в Северной Америке , [4] хотя его потребности в электроэнергии и транспорте обеспечиваются за счет традиционных источников.
В 2012 году установка достигла мирового рекорда доли солнечной энергии в 97%; то есть обеспечение такого количества потребностей сообщества в отоплении солнечной энергией в течение одного года. [5] [6]
В сезоне 2015–2016 годов установка достигла 100% солнечной доли. [7] Это было достигнуто за счет того, что скважинная система аккумулирования тепла (BTES) наконец достигла высокой температуры после многих лет зарядки, а также за счет улучшения методов управления, работы насосов на более низкой скорости большую часть времени, снижения дополнительной потребности в энергии, а также использования прогнозов погоды. для оптимизации передачи тепла между различными резервуарами и контурами хранения. В некоторые другие годы вспомогательные газовые обогреватели используются в течение небольшой части года для обеспечения теплом районной сети. Системы работают с КПД 30.
В этом районе имеется 52 дома, в которых установлено 800 солнечных тепловых коллекторов ( общая площадь 2293 м 2 ). Эти солнечные коллекторы располагаются на крышах гаражей, расположенных за домами. В обычный летний день эти коллекторы могут генерировать 1,5 мегаватт тепловой энергии . Раствор гликоля (раствор антифриза; смесь воды и нетоксичного гликоля) нагревается солнечной энергией и проходит по изолированным трубопроводам под землей через систему траншей к теплообменнику в общественном энергетическом центре. Это известно как петля солнечного коллектора. Затем раствор гликоля передает свое тепло воде, находящейся в резервуарах кратковременного хранения. Контур централизованного теплоснабжения начинается с нагрева воды в теплообменнике до температуры 40–50 °C в энергетическом центре. Эта более низкая температура более энергоэффективна, поскольку сбор солнечной энергии более совместим с более низкими температурами. Это увеличивает общее количество тепла, доступного для каждого дома.
В теплое время года предварительно нагретая вода забирается из бака кратковременного хранения в скважинный накопитель тепловой энергии (БТЭС). Скважинный аккумулятор тепловой энергии представляет собой 144 скважины, расположенные на глубине 37 м (121 фут) под землей и занимающие площадь примерно 35 м (115 футов) в диаметре. Вода возвращается в резервуары кратковременного хранения в Энергетическом центре, где снова нагревается и замыкает контур. В холодные месяцы вода из БТЭС возвращается в резервуар кратковременного хранения, а затем направляется в каждый дом. Подобно резервуару с горячей водой , нагретая вода проходит через теплообменник, который продувает воздух через теплый фанкойл. Тепло передается из воды в воздух и распределяется по дому через воздуховоды. Когда температура достигает указанной на термостате, автоматический клапан отключает теплообменный узел. [8]
Здание Энергетического центра представляет собой здание площадью 232 квадратных метра (2500 квадратных футов), которое начало работу в 2007 году. [9] Оно расположено в непосредственной близости от всех 52 домов, которые его используют. Здесь расположены резервуары для кратковременного хранения и большая часть механического оборудования, такого как насосы, теплообменники и средства управления. Через Энергетический центр проходят контур солнечного коллектора, контур централизованного теплоснабжения и скважинный контур хранения тепловой энергии. Два горизонтальных резервуара для воды занимают большую часть пространства Энергетического центра. Эти резервуары имеют диаметр 12 футов (3,7 м) и длину 36 футов (11 м). На оставшемся пространстве Энергетического центра расположены насосы, клапаны, теплообменники и другое необходимое оборудование для эксплуатации и управления энергетической системой. Эти резервуары известны как кратковременное тепловое хранение (STTS). [8]
В Энергетическом центре также имеется фотоэлектрическая установка мощностью 22 кВт для работы с насосным оборудованием, питанием датчиков и другой автоматики в Энергетическом центре. Во время нормальной работы на объекте нет персонала, а мониторинг и управление осуществляется удаленно и в основном в автоматическом режиме.
Скважинная теплоэнергетическая система (БТЭС) расположена под землей и предназначена для хранения большого количества тепла, собранного летом, для использования зимой. Он состоит из 144 скважин , глубина которых достигает 37 м (121 фут). На поверхности трубы соединены в группы по шесть штук для подключения к Энергетическому центру. Вся БТЭС покрыта слоем утеплителя, поверх которого строится парк. Когда нагретую воду необходимо хранить, она прокачивается через ряд труб. Тепло передается окружающей почве, когда вода охлаждается и возвращается в энергетический центр. Когда домам требуется тепло, вода течет к центру поля BTES и забирает тепло из окружающей почвы. Нагретая вода затем поступает в резервуар кратковременного энергоснабжения Энергетического центра и перекачивается через контур централизованного теплоснабжения в дома. [8]
БТЭС находится в непосредственной близости от Энергоцентра, а за пределами труб также содержит различные датчики температуры. Строительство началось в 2005 году, а в 2007 году оно было полностью введено в эксплуатацию. На полную зарядку теплом летом потребовалось около 4 лет, максимум был достигнут на 5-й год.
Этот проект был задуман CanmetENERGY из Natural Resources Canada в партнерстве с правительственными организациями и канадскими предприятиями. Из 7 миллионов долларов, необходимых для этого проекта, распределение средств было следующим:
Домовладельцы были готовы платить за эти энергоэффективные дома, поскольку это обеспечивало высокое качество строительства. Пока система солнечного отопления не начала работать, ATCO Gas (компания по распределению природного газа из Альберты) фиксировала расходы на отопление на уровне 60 долларов в месяц для домовладельцев Drake Landing Solar Community. Учитывая рост цен на топливо, это стало мощным стимулом для домовладельцев поддержать проект DLSC. Даже если бы проект провалился, ATCO Gas заменила бы специальные водогрейные печи традиционными газовыми печами. Риск для домовладельцев был ограничен, и это побудило их поддержать проект. [11]
52 дома в Drake Landing Solar Community сертифицированы по стандарту R-2000 Natural Resource Canada , а также по золотому стандарту «Built Green™ Alberta». [12]
Группа исследователей из Южной Кореи посетила солнечное сообщество Drake Landing Solar Community в апреле 2012 года, чтобы изучить технологию геотермального отопления и то, как ее можно применить в общинах Южной Кореи, особенно в преддверии зимних Олимпийских игр 2018 года в Пхенчхане . Основной целью этой исследовательской поездки было изучение экономики и надежности технологии. [14]
5 октября 2012 года DLSC установила новый мировой рекорд, покрыв 97% потребностей в отоплении помещений за счет солнечной тепловой энергии. [15] В отопительном сезоне 2015–2016 годов 100% потребностей в отоплении помещений было обеспечено за счет солнечной энергии. [16]
{{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь ) [ отсутствует заголовок ]50 ° 43'51 "N 113 ° 57'01" W / 50,73095 ° N 113,95029 ° W / 50,73095; -113,95029