Dr. Gerhard TOTSCHNIG, Dr. Demet SUNA
AIT Institiúid Teicneolaíochta na hOstaire GmbH, Giefinggasse 2 1210 Vín, An Ostair T: +43 664 88335436, E-phost: gerhard.totschnig@ait.ac.at, W: www.ait.ac.at
Réamhrá
Mar chuid de thogra H2020 REACT déantar anailís ar an bhféidearthacht atá ann úsáid an leictreachais a athrú ar bhonn solúbtha le caidéil teasa le foinse aeir i ngnáth-thithe cónaithe in Inis Mór: i.e: an tomhaltas leictreachais a oiriúnú do thréimhsí ama ina bhfuil sé tairbheach do chóras leictreachais an oileáin ina iomláine. Ciallaíonn sé sin; an leictreachas a úsáid nuair a bhíonn sé ar fáil agus saor, agus é a sheachaint nuair a bhíonn an soláthar gann agus costasach. Taispeánann torthaí na hanailíse seo go bhféadfaí 35% den éileamh leictreachais ar an meán a aistriú go hamanna nuair a bhíonn soláthar leictreachais sa bhreis ar fáil agus go bhféadfaí 32% de na costais leictreachais a shábháil. Mar sin féin, le go mbeidh siad in ann na córais go léir a oibriú ar bhealach eacnamaíoch teastaíonn taraifí solúbtha ó na húsáideoirí deiridh, ionas gur féidir leis na húsáideoirí deiridh cinneadh úsáide a dhéanamh bunaithe ar phraghas an leictreachais.
Cúlra agus an Cur Chuige
Tá na hOileáin Árann, trí oileán beaga atá tábhachtach go cultúrtha, suite amach ó chósta iarthair na hÉireann i gCuan na Gaillimhe, agus suntasach ó thaobh na staire ársa a bhaineann leo. Tá níos mó ná 75% d’achar talún Inis Mór ina ‘Limistéar Caomhnaithe Speisialta’, áit a bhfuil srian ar fhorbairt. Tá tírdhreach an oileáin aitheanta leis an aolchloch bhoireannach, le ballaí cloiche tirime agus aillte móra ó dheas agus in iarthar an oileáin. Tá cáil ar na hoileáin as na tithe atá tógtha as cloch, agus atá ag seasamh in aghaidh na gaoithe de ghnáth a thagann aniar agus aniar aneas. Is í an turasóireacht an príomhthionscal ar na hoileáin agus déantar an meán daonra a dhúbailt i rith míonna an tsamhraidh. Is é aidhm na hanailíse ná meastachán a dhéanamh ar acmhainneacht solúbthachta na dtithe cónaithe maidir le caidéil teasa le foinse aeir, sa chás is dá mbeadh praghsanna leictreachais inathraithe in aghaidh na huaire ar fáil.
Ó fhigiúr a 1 is féidir a fheiceáil go bhfuil beagnach gach teaghlach ar Inis Mór i dteach teaghlaigh / bungaló, níl mórán árasán ann. Téitear 86% de na háitribh chónaithe le breoslaí iontaise (ola, gual, móin, féach ar [2,3,4,5] ar fhigiúr a 1). Tógadh 50% de na tithe roimh 1970 (féach Tábla 1).
Sa chéad chéim, roghnaíodh na príomhfhoirgnimh (féach figiúr a 2) bunaithe ar chóras scórála bunaithe ar chritéir éagsúla mar shampla; teicniúil, pobal agus eacnamaíoch.
Uirlis agus modheolaíocht phleanála
Glactar leis go bhfaighidh na tithe cónaithe praghas leictreachais inathraithe in aghaidh na huaire mar atá i gcás spotphraghsanna an mhargaidh an lae ina dhiaidh na hÉireann. Ós rud go socraítear praghas an leictreachais bunaithe ar an lá roimhe sin, is féidir na caidéil teasa leictreachais a bharrfheabhsú sa chaoi is go n-úsáidtear leictreachas ag tréimhsí ama ina mbeidh an costas íseal.
Ó Fhigiúr a 3 is féidir a fheiceáil go bhfuil athruithe móra laethúla ar phraghsanna leictreachais sa tír. Trí na caidéil teasa a oibriú de réir éileamh an mhargaidh is féidir leis na líon tí costais a shábháil agus tacú le seasmhacht córas greille leictreachais an oileáin.
Múnla réitigh ama inathraithe
Don anailís seo tógadh gná-thithe cónaithe agus samhlaíodh go raibh caidéil teasa (ag úsáid foinse aer ón taobh amuigh) agus umair stórála teirmeacha iontu. Rinneadh anailís ar an meán solúbthacht ó thaobh an éilimh fuinnimh de agus an tsábháil costais a bheadh i gceist, trí mhúnla optamaithe a fhorbairt. Chun na riachtanais chumhachta a bheith i gceart, forbraíodh samhail le go mbeadh sé indéanta go mbeadh fhios agat an t-éileamh fuinnimh ag aon am ar leith don lá.
Nuair a bhíonn éileamh uisce te ann, tá réiteach ama do nóiméad amháin ag an tsamhail. In amanna gan tomhaltas uisce te, tá uair an chloig amháin mar réiteach ama chun an t-umar uisce te a théamh agus a athlíonadh. Mar thoradh air sin, tá an bhliain optamaithe roinnte ina céimeanna do 42,000 ó thaobh ama de. Is é bunús na samhla seo ná samhail fhisiciúil de thithe cónaithe éagsúla agus a gcórais teasa a bheith agat agus eolas faoina sonraí teirmeacha, an méid a gnóthaigh an teach ó thaobh teasa de, an méid a gnóthaigh an teach ó thaobh teas na gréine de, agus caillteanais teasa sa teach. Úsáideadh sonraí radaíochta gréine agus teochta [1] d’Inis Mór don bhliain 2016 san ionsamhlú.
Samhail caidéil teasa
Braitheann feidhmíocht na gcaidéal teasa go láidir ar theocht na foinse teasa agus ar theocht an tsoláthair teasa. Maidir leis na suíomhanna píolótacha seo, is iad na caidéil teasa le foinse aeir a déantar measúnú ina leith. Tá costais infheistíochta sách íseal acu agus is féidir na caidéil teasa éagsúla a chaighdeánú lena chéile. Is í an fhoinse teasa ná an t-aer comhthimpeallach lasmuigh, óna mbaintear an teas. Déanann comhéifeacht na feidhmíochta (COP) cur síos ar an gcumhacht teirmeach a sholáthraíonn an caidéal teasa i ndáil leis an leictreachas ídithe:
Aschur Teirmeach = Ionchur Leictreach * COP (Thermal Output=Electrical Input * COP)
Maidir leis na foirgnimh píolótacha ar an oileán, déanann an caidéal teasa teocht an uisce a thiontú go teochtaí níos airde, agus soláthraítear an t-uisce te go dtí radaitheoirí teasa atá crochta ar bhallaí an tí. Braitheann fachtóir feidhmíochta an chaidéil teasa COP go láidir ar theocht an aeir lasmuigh agus ar theocht an tsoláthair do na radaitheoirí.
Athraíonn teocht an aeir an chuid is mó den am idir 5 agus 10 ° C sa gheimhreadh (féach Figiúr a 5). Is meán maith teochta é sin chun go mbeadh na caidéil teasa ag feidhmiú i gceart.
Teorainneacha an radaitheora
Braitheann teocht an tseomra go mór ar an teocht atá ag an uisce ag teacht go dtí na radaitheoirí [2]. Cailleann radaitheoirí a gcumas an teas a sheachadadh ag teochtaí soláthair níos ísle (féach Figiúir a 6).
Ar an taobh eile, éiríonn na caidéil teasa níos éifeachtaí (COP níos airde) ag teochtaí soláthair níos ísle agus tá sé de chumas ag na caidéil teasa éileamh an uisce te a mhéadú nuair is gá.
Aistriú cliste mód na gcaidéal teasa
Os rud é go mbíonn luachanna ísle COP agus drochéifeachtúlacht leictreach an chaidéil teasa mar thoradh ar theochtaí soláthair ard, is féidir leis an rialú caidéil teasa san ionsamhlú teocht an tsoláthair do na radaitheoirí a athrú / a bharrfheabhsú ag brath ar na riachtanais téimh agus na praghsanna cumhachta i 10°C céimeanna (40°C, 50°C, 60°C, 70°C) a léirítear i bhfigiúr a 7. Chomh maith le téamh, is féidir leis an gcaidéal teasa an stóráil a athéamh agus uisce te a sholáthar go díreach.
I bhfigiúr a 8 taispeántar an soláthar teasa i rith na bliana 2016 lena n-áirítear na teochtaí soláthair i ndathanna éagsúla. Is féidir a fheiceáil go ndéantar teocht an tsoláthair a choigeartú go minic. Is toradh é seo ar an gcás costais íosta do theach 1 (féach an sainmhíniú thíos). Is iad na leibhéil éagsúla cumhachta téimh teorainneacha an radaitheora, ag an teocht soláthair a thugtar.
Cásanna le haghaidh ionsamhlaithe
Maidir leis na seacht bhfoirgnimh ar Inis Mór atá liostaithe i dTábla a 2 thíos, tá córas optamaithe forbartha dóibh. Úsáidtear comparáid idir dhá chás chun anailís a dhéanamh ar an méid solúbthachta agus coigilteas éilimh leictreachais gur féidir a ghiniúint trí thithe cónaithe atá feistithe le caidéil teasa a reáchtáil go barrmhaith. Maidir le comhartha stiúrtha do na caidéil teasa, d’úsáideamar spotphraghas margaidh na hÉireann.
Na Cásanna:
- Costas a Íoslaghdú: Glactar leis go bhfeiceann na caidéil teasa praghsanna spotmhargaidh 2016 mar phraghsanna leictreachais. Is féidir leis an tsamhail teochtaí an tsoláthair teasa idir 40-70 ° C a oiriúnú ag gach céim ionsamhlaithe. Déanann an t-ionsamhlú iarracht na costais leictreachais a íoslaghdú. Tá teocht an tseomra teoranta le bheith laistigh de ± 0.5 ° C ón bpointe socraithe le linn an tséasúir téimh. Níl aon teorainn ar theocht an tseomra i rith an tsamhraidh.
- Cás Tagartha: Anseo ní fheiceann an tsamhail ach praghas leictreachais seasmhach de 30 EUR / MWh. Is í teocht an tsoláthair teasa 60 ° C i gcónaí i rith na bliana. Déanann an tsamhail iarracht tomhaltas leictreachais a laghdú. Tá teocht an tseomra teoranta le bheith laistigh de ± 0.5 ° C ón bpointe socraithe le linn an tséasúir téimh. Níl aon teorainn ar theocht an tseomra i rith an tsamhraidh.
Torthaí
Ar an meán thar na foirgnimh go léir, laghdaítear na costais leictreachais san ionsamhlú “costais íoslaghdaithe” faoi 32% agus tá an t-éileamh leictreachais -16% níos ísle. Tarlaíonn sé seo toisc go ndéanann an caidéal teasa, san insamhalú “costais íoslaghdaithe”, an teocht soláthair a choigeartú go dtí an íosmhéid a theastaíonn agus téann sé níos fearr nuair a bhíonn na praghsanna cumhachta íseal. Ach sa “chás tagartha” bíonn teocht an tsoláthair i gcónaí ag 60 ° C gan barrfheabhsú sofaisticiúil a dhéanamh. Is féidir thart ar 35% den ualach a aistriú ar an meán chun praghsanna leictreachais níos ísle a ghiaráil.
Na Conclúidí
Tá sé mar aidhm ag an togra REACT sprioc neamhspléachas fuinnimh 100% a bhaint amach do na hoileáin, rud a chiallaíonn glacadh uaillmhianach le foinsí fuinnimh in-athnuaite. Ó tharla go bhfuil na féidearthachtaí teasa in-athnuaite mar theirmeach gréine agus bithmheatán teoranta in Inis Mór, meastar go gcuirfear caidéil teasa in ionad an tsoláthair teasa go léir ó bhreoslaí iontaise. Faoi na toimhdí a tugadh do na gnáthfhoirgnimh chónaithe le caidéil teasa, foinse aeir ón taobh amuigh, ar an meán d’fhéadfaí 35% den éileamh leictreachais a aistriú chun an t-éileamh a bharrfheabhsú de réir na bpraghsanna leictreachais agus chun solúbthacht a sholáthar don chóras cumhachta. Leis seo d’fhéadfaí 32% de na costais leictreachais a shábháil. Is féidir é seo a mheas mar chás buaite do chustaiméirí agus don chóras leictreachais. Tríd is tríd, agus na scrúduithe go léir a rinneadh in Inis Mór á dtabhairt i gcrích, is féidir a rá gur féidir dícharbónú iomlán a bhaint amach faoi 2030 don earnáil leictreachais, agus don earnáil teasa trí chaidéil teasa leictreacha a úsáid. Tá na teochtaí lasmuigh sa gheimhreadh den chuid is mó idir 5-10 ° C agus tá siad seo go mór i bhfabhar caidéil teasa foinse aeir. Mar sin féin, le go mbeidh siad in ann na córais go léir a oibriú ar bhealach eacnamaíoch teastaíonn taraifí solúbtha úsáideora deiridh, ionas gur féidir le húsáideoirí deiridh freagairt do chomharthaí praghais.
Tagairtí
[1] H2020 Project REACT Website, REACT 2020 – Renewable Energy for Self-Sustainable Island Communities “. [Online]. Verfügbar unter: https://react2020.eu/. [zugegriffen: 03-Feb-2020].
[2] C. Pleijel, Energy Audit on the Aran Island, Intelligent Energy Europe“, 2015.
[3] Energy Master Plan 2018, Árainn and Inis Meáin“. Fuinneamh Oileáin Árann – Aran Island Energy, 2018.
[4] All Electric Aran Islands Concept. A Design for a Wind and Ocean powered system supplying electricity, Heat and Transport “. Sustainable Energy Authority of Island, 2015.
[5] SEAI, All Electric Aran Islands Concept. A Design for a Wind and Ocean powered system supplying electricity, Heat and Transport, 2015“, SEAI – Sustainable Energy Authority of Island, 2015.
Údair:
DI Dr. Gerhard Totschnig, Innealtóir Taighde, Institiúid Teicneolaíochta na hOstaire AIT, Vín, an Ostair, gerhard.totschnig@ait.ac.at
DI Dr. Demet Suna, Eolaí, Institiúid Teicneolaíochta na hOstaire AIT, Vín, an Ostair, demet.suna@ait.ac.at
[1] https://re.jrc.ec.europa.eu/pvg_tools/en/tools.html#HR
[2] http://www.delta-q.de/export/sites/default/de/downloads/heizflaechenauslegung_recknagel.pdf
