Problem to success of excess energy at geothermal well ÆR3

Abstract

The district heating company Hitaveita Öxarfjarðarhérðas is getting to hot water out of their well or around 116°C and is looking for solutions on what to do with this excess energy. The company is paying high electric bills to cool down the water with external heat exchangers and is looking for a less expensive solution. Few methods are available either to harvest the energy or look for a less expensive option. By harvesting the energy it is possible to send the hot water forward to the costumer where it will be cooled closer to cold water sources or to produce electricity with an ORC system, Organic Rankine Cycle. The technology behind ORC is not new but the popularity of the solution is increasing and has become more visible over past years. The ideas put forward must consider that the well is located on a site where there is low availability of cold water and electricity for cooling is an expensive solution. It is a possibility to get cold water from a well located 9,5 km away that would not need to be pumped. But that water could not be mixed with the well water since it contains many minerals that might fall out. The company has been having problems with corrosion when the well water gets into contact with oxygen, along with scaling when the water gets exposed to sudden pressure drop. For this reason it was tried to find a solution that would consider these properties of the water and try to keep the water in a closed system. The result show it is possible to improve the current setup without taking a big step into other expensive solutions and give more time to collect more data about the well performance. With more data it would be easier to estimate how much an ORC unit could produce of electricity. It is a plausible solution to lengthen the pipeline although since it becomes so long it will need an additional pump to get the water from the well to the pump house. Last option would be to send the water at this temperature forward but plastic is not an optional material in a pipeline carrying this hot water. The pipeline would have to be completely out of steel.

Hitaveita Öxarfjarðarhéraðs fær of heitt vatn upp úr borholu hjá sér eða um 116°C og er að leita lausna við því hvað skal gera við þessa umframorku. Hitaveitan er að borga háan rafmagnskostnað til að kæla vatnið með utanáliggjandi varmaskiptir og er að leitast við því að finna ódýrari lausn við því. Farið verður yfir nokkrar aðferðir til þess að annaðhvort nýta varmann eða ódýrari kælingar lausn. Hægt er að nýta varmann með því að senda vatnið svona heitt áfram til notandans þar sem hann nýtir varmann eða þá að framleiða rafmagn með svokölluðu ORC kerfi, Organic Rankine cycle. Tæknin á bakvið ORC er ekki ný en vinsældir hennar eru þó að aukast og hefur á síðustu árum hefur orðið meira áberandi. Hugmyndir til að finna ódýrari lausnir miðast við aðstæður á þessum stað þar sem ekki er aðgengi að köldu vatni og rafmagnsverð er dýrt. Kemur til greina að sækja kalt vatn úr lóni sem myndi vera sjálfrennandi til borholunnar. Ókostur þess er að lögnin yrði um 9,5 km löng og ekki væri hægt að blanda því við hitaveituvatnið vegna þess hversu mikið af steinefnum finnast í því sem gætu fallið út. Hitaveitan hefur verið að glíma við mikil tæringarvandamál þegar vatnið hefur komist í snertingu við súrefni ásamt því að það eru efni sem falla út við þrýstifall á vatninu. Leitast var við að reyna halda þrýsting á vatninu í lokuðu kerfi til að koma í veg fyrir þessi vandamál. Niðurstaðan er sú að hægt er að betrumbæta núverandi kælibúnað áður en farið verður út í miklar aðgerðir með aðrar lausnir sem eru í boði. Með meiri gögn um borholuna væri hægt að meta hversu stóran ORC búnað væri mögulegt að setja upp. Möguleiki er að lengja lögnina en vegna þrýstifalls þá þyrfti að vera dæla til að hjálpa vatninu inn í hús. Einnig kemur til greina að senda vatnið áfram svona heitt en til þess þarf að skipta út allri lögn yfir í stál þar sem mikill hluti dreifikerfisins er enn þá úr plasti.