Aurinkokeräimien käyttö turpeen kenttäkuivauksessa
Nevalainen, Niko (2006)
Tiivistelmä
Tämä tutkimus tehtiin osana Vapo Oy:n uuden turvetuotantotekniikan kehitystä. Kihniön Aitonevalle on rakennettu uuden turvetuotantotekniikan tutkimusalue, johon kuuluu muun muassa yksi lämmittämätön kuivatuskenttä sekä yksi aurinkolämmöllä lämmitetty kuivatuskenttä aurinkokeräimineen ja putkistoineen. Työn tavoitteena oli selvittää aurinkolämmöllä lämmitetyn kuivatuskentän tuotannon teho verrattuna lämmittämättömään kenttään. Toinen tavoite oli selvittää Aitonevan tutkimusalueella käytössä olevista aurinkokeräimistä turpeen kuivaustarkoitukseen parhaiten soveltuva keräin.
Tuotantoa uudella menetelmällä tehtiin vuoden 2005 kesän ajan. Tuotantotehon ero pyrittiin selvittämään seuraamalla yksittäisten turvetuotantoerien eli satokiertojen kuivumista kosteusnäyttein ja toisaalta vertaamalla koko kesän aikana saatua tuotantoa. Aurinkokeräimien vertailu toteutettiin energiamäärä- ja hyötysuhdemittauksin. Lisäksi kuivatuskenttien lämpötiloja mitattiin kentässä tapahtuvan lämmönsiirron selvittämiseksi.
Mittausten perusteella havaittiin, ettälämmitetyn ja lämmittämättömän kentän välillä on tutkimuksen aikaisella kenttärakenteella 6-8 % ero satokierron aikana haihdutetussa vesimäärässä. Tätä voidaanpitää odotuksia pienempänä. Kenttien lämpötilamittausten perusteella osoittautui, että kentän pintarakenne tulisi eristää maaperästä, koska kentän alle siirrettyä lämpöä siirtyy häviöinä kylmään pohjamaahan. Käytössä olleista aurinkokeräimistä parhaaksi osoittautui katettu kumimattokeräin niin hyötysuhteen kuin tehokkuudenkin puolesta. Työn aikana todettiin, että tutkimusta keräimien ja varsinkinkenttärakenteen suhteen tulee jatkaa tulevaisuudessa ennen aurinkokeräinkentän laajamittaisen käytön aloittamista. This thesis is a part ofthe development of a new peat production technology. In summer 2004 and spring 2005 a research site was built in Aitoneva Finland. The area includes, among others, two similar peat drying fields. One of them is solar water heated and the other is not. The main purpose of this thesis is to find out the difference between the heated and the non-heated field in peat drying. The second purpose is to caompare solar collectors which are used in Aitoneva and to find out the best solar collector for peat drying.
Peat production with the new technology was practised in summer 2006. The difference between the heated and the non-heated field was established by taking humidity samples and comparing the amounts of evaporated water from peat production cycles during the summer. Another method was comparing production capacity during the summer. The best solar collector was determined by measuring the heat outputs and coefficients of the solar collectors in Aitoneva.
The result of this research is that the difference between the heated and the non-heated field is approximately 6-8% in the amounts of evaporated water from the peat. The difference was smallerthan expected. Temperature measurements in the fields have proven that the heatloss to the cold subsoil is quite significant. The conclusion is that the surface structure of the drying fields should be insulated from the cold subsoil because of the heat loss. The rubber matting solar collector with a cover has provento be the best collector of those tested in Aitoneva with regards the coefficient and heat output. Based on the research it is clear that drying peat with the new technology needs more research and developing, especially regarding the field structure, before large scale use.
Tuotantoa uudella menetelmällä tehtiin vuoden 2005 kesän ajan. Tuotantotehon ero pyrittiin selvittämään seuraamalla yksittäisten turvetuotantoerien eli satokiertojen kuivumista kosteusnäyttein ja toisaalta vertaamalla koko kesän aikana saatua tuotantoa. Aurinkokeräimien vertailu toteutettiin energiamäärä- ja hyötysuhdemittauksin. Lisäksi kuivatuskenttien lämpötiloja mitattiin kentässä tapahtuvan lämmönsiirron selvittämiseksi.
Mittausten perusteella havaittiin, ettälämmitetyn ja lämmittämättömän kentän välillä on tutkimuksen aikaisella kenttärakenteella 6-8 % ero satokierron aikana haihdutetussa vesimäärässä. Tätä voidaanpitää odotuksia pienempänä. Kenttien lämpötilamittausten perusteella osoittautui, että kentän pintarakenne tulisi eristää maaperästä, koska kentän alle siirrettyä lämpöä siirtyy häviöinä kylmään pohjamaahan. Käytössä olleista aurinkokeräimistä parhaaksi osoittautui katettu kumimattokeräin niin hyötysuhteen kuin tehokkuudenkin puolesta. Työn aikana todettiin, että tutkimusta keräimien ja varsinkinkenttärakenteen suhteen tulee jatkaa tulevaisuudessa ennen aurinkokeräinkentän laajamittaisen käytön aloittamista.
Peat production with the new technology was practised in summer 2006. The difference between the heated and the non-heated field was established by taking humidity samples and comparing the amounts of evaporated water from peat production cycles during the summer. Another method was comparing production capacity during the summer. The best solar collector was determined by measuring the heat outputs and coefficients of the solar collectors in Aitoneva.
The result of this research is that the difference between the heated and the non-heated field is approximately 6-8% in the amounts of evaporated water from the peat. The difference was smallerthan expected. Temperature measurements in the fields have proven that the heatloss to the cold subsoil is quite significant. The conclusion is that the surface structure of the drying fields should be insulated from the cold subsoil because of the heat loss. The rubber matting solar collector with a cover has provento be the best collector of those tested in Aitoneva with regards the coefficient and heat output. Based on the research it is clear that drying peat with the new technology needs more research and developing, especially regarding the field structure, before large scale use.