DO-ontwerpnota (2024-05-01)

Dit is een deel van het hele principeschema dat is opgenomen in BIJLAGE 2. De buffervoorziening in Figuur 16 wordt verder toegelicht in hoofdstuk 2.2.

4.2.2

Gebied

Uitwisselstation en backbone

Zeeheldenwijk Energienet Urk Energienet Urk Totaal Projectdeel 1 1.532 MWh 4.515 MWh 3.258 MWh 10.879 MWh 1.727 MWh 6.364 MWh 3 MW 9 MW Minimaal DN355

Port of Urk Energienet Urk Energienet Urk Totaal Projectdeel 1 770 MWh 770 MWh 1.275 MWh 1.275 MWh 506 MWh 506 MWh 2 MW 2 MW Minimaal DN355

Circulatiepompen

Er worden twee circulatiepompen opgenomen in het uitwisselstation. Beide circulatiepompen worden opgesteld met een vermogen van 75% van het totaal ten behoeve van de redundantie. Bij onderhoud zal hierdoor de uitwisselcapaciteit afnemen. Dit zorgt niet direct voor problemen omdat binnen de clusters voldoende WKO-voorzieningen opgenomen zijn om warmte en koude te kunnen blijven leveren. De transportgroep is voorzien van een omkeerinrichting. Deze maakt het mogelijk om de stromingsrichting over de backbone om te keren. Afhankelijk van de benodigde energie kan er koude of warmte uitgewisseld worden tussen de clusternetten. In de volgende fase dienen de circulatiepompen gedimensioneerd te worden.

4.2.3

Regeltechniek

In het uitwisselstation worden de centrale regelkasten van de centrale regeltechniek van de clusternetten opgesteld. Hierin komt de data uit de verschillende regelsystemen samen. De centrale regeltechniek verzorgt de regeling van de bronnen, regeneratie, balansvoorziening, drukbehoud, lekdetectie, uitwisselstation, spuivoorziening, de aangesloten afleversets van het clusternet en de storingsmeldingen/regelingen. Dit wordt verder uitgediept in hoofdstuk 6.

4.3

Clusternet

Het clusternet is een bronwaternet (ook wel bekend als collectieve WKO of bronnet) waarin onderlinge uitwisseling tussen sectoren, bedrijven en andere aangesloten systemen mogelijk wordt gemaakt. Buiten dat er op dit net WKO-bronnen zijn aangesloten, zijn er ook aansluitingen die direct op de cluster zijn aangesloten (in plaats van achter een wijkcentrale).

4.3.1

Leidingtracé

Het tracé voor de clusterleidingen is als volgt beoogd voor Port of Urk (zie Figuur 17) en de Zeeheldenwijk (zie Figuur 18). De clusterleidingen bestaan uit HDPE met een SDR-klasse 17. De (toekomstige) ringleidingen hebben een diameter van DN450. Bij Port of Urk is het niet mogelijk om een ringleiding voor Projectdeel 1 te creëren. Dit is alleen mogelijk wanneer Port of Urk fase 2 wordt gerealiseerd. Hierdoor is het nadeel wanneer er werkzaamheden nodig zijn aan het leidingnet bij Port of Urk er mogelijk discontinuïteit kan optreden. Er zijn een paar aftakkingen zoals te zien bij Port of Urk in het oranje en deze hebben ook een andere diameter namelijk DN110. Voor de Zeeheldenwijk zijn de aftakkingen naar de wijken en naar de Overgangszone en Het Centrumgebied. Het Centrumgebied heeft een diameter DN125 en de wijken hebben een diameter van DN160 behalve de Terpen, deze heeft een diameter van DN200. Deze leidingen bestaan uit HDPE met een SDR-klasse 17 met een diameter van DN450. De wegen in Port of Urk zijn grotendeels geasfalteerd, wat ongewenst is om hieronder leidingen te leggen. Daarom geldt dat de leidingen bij voorkeur onder het trottoir of onder de groenzone naast de weg gepositioneerd worden zodat deze altijd ‘bereikbaar’ zijn bij ongevallen of aanpassingen.

Bij de beplanting in de groenzone dient er dan gezorgd te worden voor het vrijhouden van diepwortelende bomen en/of struikgewas. Indien het niet te vermijden is dat leidingen onder het asfalt komen dan dient er in ieder geval gezorgd te worden dat hulpstukken/appendage buiten de asfaltzone komen.

Figuur 16. Principe van uitwisselstation.

4.2.1

Leidingdiameters

Het uitwisselstation is midden op de backbone gepositioneerd en wordt gebruikt om energie tussen twee clusters uit te wisselen. De temperatuur in de backbone en/of het clusternet zullen in principe nooit hoger worden dan 25°C. Het energieverlies is dusdanig laag dat deze leidingen ongeïsoleerd uitgevoerd zullen zijn. Op basis van de energieprofielen die zijn gemaakt voor de Zeeheldenwijk en Port of Urk, die door het uitwisselstation zijn verbonden, zijn de uitwisselcapaciteiten zoals weergeven in Tabel 16 op jaarbasis. Om de leidingdiameters te bepalen moet er wel rekening mee gehouden worden dat de gelijktijdigheid mee wordt genomen, dit wordt verder besproken in 4.6.1. Deze gelijktijdigheid wordt toegepast op de piekvermogens per leidingdeel. Waar uiteindelijk een diameter voor de backbone bepaald kan worden. De gelijktijdigheid die is aangehouden is voor de backbone is 40%.

Pagina 13 van 50

30-4-2024

Energienet Urk

Tabel 17. Eigenschappen en uitgangspunten clusternet.

Eigenschap Medium in leiding Materiaal leiding Isolatie Aantal T-stukken Drukverlies/meter Stroomsnelheid Systeeminhoud Zeeheldenwijk Systeeminhoud Port of Urk Systeeminhoud Backbone Buffervaten

Uitgangspunt Water Kunststof Nee 150 stuks 200 Pa 2,5 m/s 60.170 L 106.580 L 21.000 L 2 x 10.000 L

Onderwerp

Figuur 17 Clusternet in Port of Urk (weergeven in blauw).

Minimale temperatuur warme leiding clusternet Maximale temperatuur koude leiding clusternet Minimale retour temperatuur naar warme leiding clusternet Maximale retour temperatuur naar koude leiding clusternet

Figuur 18. Clusternet in Zeeheldenwijk (weergeven in blauw).

4.3.3 Bij aanleg van het clusternet in Port of Urk wordt per straat minimaal 1x overstoken met clusterleiding die met een aflsuiter worden afgesloten. Wanneer bedrijven (in de toekomst) aan willen sluiten dan kan dit op het net zonder dat de druk van het systeem moet of de straat opengehaald moet worden. Er dient hierbij wel rekening gehouden te worden met de bereikbaar en vindbaarheid van de afsluiters.

Temperatuur 12 °C 12 °C > 18 °C < 8 °C

Afsluiters

Om het net te kunnen onderhouden, aanpassen of uitbreiden is het noodzakelijk om delen te kunnen afsluiten. Door het toepassen van een ring is het mogelijk om een gedeelte af te sluiten in plaats van alles wat erop volgt omdat het door het ontworpen systeem vanuit twee zijdes kan worden gevoed.

4.4

Voorzieningen clusternet

In dit hoofdstuk worden de verschillende voorzieningen weergegeven die als clusteraansluitingen aangesloten zijn op het clusternet.

4.4.1

Warmte-koude opslag (WKO)

In totaal is er in het onderzoeksplan gekeken naar twaalf potentiële doubletten. Een doublet bestaat uit één warme en één koude bron (zie Figuur 20 en Figuur 21). De bronnen hebben in totaal maximale capaciteit van circa 2.000 m³/h. Met de huidige voorziene aansluitingen is er uitgegaan van een zeven doubletten (één warme & één koude bron).

Figuur 19 Principe preventieve kruising wegen Port of Urk.

In de Zeeheldenwijk zijn de wegen grotendeels beklinkerd. Klinkerbestrating kan relatief eenvoudig verwijderd worden. Onder de klinkerbestrating kunnen daarom prima leidingen van het clusternet worden gelegd. Verder wordt er laast de leidingen in het clusternet een datakabel opgenomen voor de interactie tussen de verschillende deelsystemen van het energienet.

4.3.2

Figuur 20. Potentiële locatie van warme (rood) en koude (blauw) bronnen in Zeeheldenwijk.

Figuur 21. Potentiële locatie van warme (rood) en koude (blauw) bronnen in Port of Urk.

Elke bron, van ca. 170 m3/uur, kan los en op verschillende plekken in het clusternet ingekoppeld worden. Een warme bron wordt op de warme leiding aangesloten en een koude bron op de koude leiding van het clusternet.

Eigenschappen

Het clusternet heeft een aantal eigenschappen. Deze zijn weergeven in Tabel 17.

Vanwege de fasering van de wijken, zijn niet alle bronnen tegelijkertijd nodig. Zodoende dat er in Energienet Urk Projectdeel 1 vier bronparen hoeven te worden gerealiseerd, twee in de Zeeheldenwijk en twee in Port of Urk.

Ontwerpnota DO-fase

Status: Definitief

Pagina 14 van 50

De centrale regeltechniek van de bronnen worden in het uitwisselstation en het bufferstation geplaatst. Hierin wordt ook de regeling van de spuivoorziening, balansvoorziening, expansievoorziening en uitwisselstation opgenomen. Per voorziening zal er een eigen regelkast geplaatst dienen te worden, die communiceert met de centrale regeltechniek.

4.4.3

Balansvoorziening

De balansvoorziening wordt via de ‘afleverset clusteraansluiting’ aangesloten op het clusternet. In hoofdstuk 3.3 is balansvoorziening toegelicht.

Voor de bronnen dient er een spuivoorziening ingericht te worden. Bij het spuien van een bron, wordt met het maximale debiet water onttrokken uit de bodem om zo het filter schoon te spoelen. Omdat er zout bronwater onttrokken wordt dient in het volgende projectdeel bepaald te worden op welke wijzen het onttrokken bronwater afgevoerd wordt. Er zijn drie mogelijkheden:   

4.4.4

Prosumenten

Zoals beschreven in hoofdstuk 2 worden gebruikers/afnemers binnen vijfde-generatie-energienet-jargon prosumenten worden genoemd. Dit zijn in principe alle gebouwen die direct aangesloten worden op het clusternet.

lozen op oppervlakte water; lozen op het riool; een kaarsenfilter plaatsen waarover het water gespoeld wordt en weer in de bodem geïnjecteerd wordt.

Prosumenten worden altijd via de ‘afleverset clusteraansluiting’ aangesloten op het clusternet. Binnen de huidige scope van het project ligt hier ook de demarcatie.

Het uitgangspunt is dat zoutwater geloosd mag worden op het riool in geval van spuien. Hiervoor is echter wel een vergunning nodig. Dit dient tevens afgestemd te worden met de rioolbeheer van de gemeente Urk vanwege het zoutgehalte.

Om het systeem hydraulisch te laten functioneren, wordt er in beide clusters 3 buffervaten opgenomen van ca. 5.000 L. Er is gekozen om 3 buffervaten te plaatsen in verband met de benodigde hoogte. Bij één groot buffervat van 15.000 L is er 5,5 m hoogte nodig, bij 3 losse buffervaten is de hoogte maximaal 3 m. Deze 3 buffervaten zijn geschakeld aan elkaar zodat het gezien kan worden als één groot buffervat met een totaal inhoud van 15.000 L, te zien in Figuur 25. Dit grote buffervat vangt het verschil in flow op tussen de verschillende gebruikers en voorzieningen in het clusternet. De bronpompen zullen schakelen op basis van de metingen in het buffervat. Het is van belang dat het water in het buffervat rustig in stroomt, zodat er een ‘’gelaagd’’ buffervat ontstaat. Dit houdt in dat bovenin het buffervat warmwater zit en onderin koud water.

4.4.2

4.4.5

Afleverset clusteraansluiting

Elke in koppeling (behalve WKO) van een gebruiker zoals een wijkcentrale, balansvoorziening of prosument (bijvoorbeeld bedrijf) op het clusternet wordt gerealiseerd met een afleverset. De afleverset is de hydraulische scheiding tussen de wijkcentrale of een andere gebruiker/energiecentrale en het clusternet.

Buffervaten clusternet

De module is voorzien van een warmtewisselaar om warmte en koude uit het clusternet over te kunnen dragen aan de wijkcentrale. De warmtewisselaar en het leidingwerk inclusief benodigde componenten aan de clusternetzijde dienen geschikt te zijn voor zout bronwater. Dit kan bijvoorbeeld gerealiseerd worden door het toepassen van RVS316 leidingen en componenten. Aan de zijde van de wijkcentrale kan de installatie uitgevoerd worden in zwart staal omdat daar systeemwater wordt toegepast. In Figuur 22 is de afleverset weergegeven en in Figuur 23 principeschema. Dit is exclusief circulatiepomp, energiemeter en omkeerinrichting aan de clusternetzijde welke wel benodigd zijn. Het kan zijn dat afhankelijk van de aan te sluiten energiecentrale er verschillen zijn in de afleverset, in hoofdlijnen blijft de functionaliteit gelijk. Bij verwarmingsbedrijf wordt er warmte onttrokken aan de warme leiding van het clusternet en afgegeven aan de wijkcentrale. De warmtepomp onttrekt de warmte en koelt het water af. Het afgekoelde water wordt afgevoerd naar de koude leiding van het clusternet. Bij koelbedrijf wordt koude onttrokken aan de koude leiding van het clusternet. Het water wordt afgeleverd aan de wijkcentrale welke de koude levert aan de woningen. In de woningen wordt warmte onttrokken en afgegeven aan het water. Het opgewarmde water wordt afgevoerd naar de warme leiding van het clusternet.

Figuur 24. Principe van bufferstation

Figuur 25. Praktische invulling van buffervoorziening met 15.000 liter opstelling in verband met beperkte hoogte.

Wanneer er meer warmte dan koude toegevoerd wordt aan het clusternet door de bronnen, gebruikers en balansvoorzieningen, zal het buffervat met warmwater geladen worden. Het warme water stroom bovenin het vat in en blijft bovenin hangen omdat warmte opstijgt. Onderin wordt koud water onttrokken, hierdoor zal de grens tussen warm en koud water verder dalen in het vat. De temperatuuropnemers meten het niveau van het warme water en wanneer de onderste opnemer warmwater meet zal de warme bronpomp verder terug getoerd worden. Hierdoor zal er meer koude dan warmte toegevoerd worden. De grens tussen warm en koud water stijgt, tot dat de bovenste opnemer koud water meet en dan toert de warme bronpomp weer verder op. Hierdoor ontstaat er een rustig regelende installatie. Bij voorkeur worden de buffervaten opgenomen in een bestaand station zoals bijvoorbeeld het uitwisselstation. Dit is ook het geval bij de Zeeheldenwijk, zodat er geen extra bouwkundige voorziening hiervoor nodig is. Voor de port of Urk dient er een buffervatstation gerealiseerd te worden omdat de afstand tot het uitwisselstation te groot is, dit kan op drie mogelijkheden: los staand gebouw in het veld, bij de balansvoorziening of bij een gebruiker in het pand die daar toestemming voor geeft. In Figuur 24 is het principe schema van het bufferstation te zien. Figuur 22. Afleverset clusternet

Figuur 23. Afleverset clusternet

In het bufferstation wordt de expansievoorziening per clusternet opgenomen. De expansievoorziening heeft twee functies: De afleverset wordt voorzien van regeltechniek om te beveiligen dat altijd de minimale en maximale gewenste retourtemperatuur naar het clusternet geborgd is. Daarnaast kan de regeltechniek communiceren met de centrale regeltechniek van het clusternet en met de gebruikers zoals de wijkcentrale of bedrijven.

 

De drukopnemer wordt geplaatst om de juiste druk in het systeem te handhaven. Drukbehoud binnen het energienet is van belang om te voorkomen dat er ontgassing van het bronwater kan plaats vinden. In het volgende projectdeel dient de expansievoorziening verder uitgewerkt en gedimensioneerd te worden.

Wanneer de gebruiker aangeeft dat zij warmte of koude vraag hebben wordt de omkeerinrichting zo ingesteld dat er warmte of koude geleverd kan worden, waarna de pomp ingeschakeld wordt. Op basis een temperatuurmeting wordt de flow over de warmtewisselaar bepaald, waardoor de minimale of maximale gewenste retourtemperatuur geborgd is.

Pagina 15 van 50

expansie van het water op vangen; drukstoten bij het inschakelen van bronpompen.

30-4-2024

Energienet Urk

4.5

Tabel 18. Eigenschappen wijkcentrale.

Wijkcentrale

Onderwerp

De wijkcentrale wordt via de ‘afleverset clusteraansluiting’ aangesloten op het clusternet. De wijkcentrale kan laagwaardige warmte uit het clusternet omzetten naar hoogwaardige warmte om de woningen mee te verwarmen. Daarnaast kan de wijkcentrale koude leveren aan de woonwijken om de woningen mee te koelen. Bij het koelen van woningen wordt warmte onttrokken uit de woningen en afgegeven aan het clusternet en opgeslagen in de warme bronnen om deze warmte in de winter weer te kunnen gebruiken.

Medium Vermogen COP

Water/water 600 kW ≥ 4,0

Figuur 27.Warmtepomp

4.5.2

Uitwisselmodule en afleverset

Om de wijkcentrale in te koppelen op het clusternet zijn er twee modules benodigd. De is de uitwisselmodule in combinatie met de ‘afleverset clusternet’. De afleverset is de hydraulische scheiding tussen de wijkcentrale en het clusternet. De module is voorzien van een warmtewisselaar om warmte en koude uit het clusternet over te kunnen dragen aan de wijkcentrale. De warmtewisselaar en het leidingwerk inclusief benodigde componenten aan de clusternetzijde dienen geschikt te zijn voor zout bronwater. Dit kan bijvoorbeeld gerealiseerd worden door het toepassen van kunststof of RVS316. Aan de zijde van de wijkcentrale kan de installatie uitgevoerd worden in zwart staal omdat daar systeemwater wordt toegepast. In de figuur is de aansluitset weergegeven exclusief circulatiepomp en omkeerinrichting aan de clusternetzijde welke wel benodigd zijn. In Figuur 28 is de uitwisselmodule weergegeven, deze zorgt ervoor dat de aansluitset in gekoppeld wordt in de wijkcentrale. Deze unit is voorzien van pompen en omkeerinrichting. De omkeerinrichting is ervoor om te kunnen schakelen tussen koel en verwarmingsbedrijf. Bij verwarmingsbedrijf wordt er warmte onttrokken aan de warme leiding van het clusternet en afgegeven aan de wijkcentrale. De warmtepomp onttrekt de warmte en koelt het water af. Het afgekoelde water wordt afgevoerd naar de koude leiding van het clusternet.

Bij koelbedrijf wordt koude onttrokken aan de koude leiding van het clusternet. Het water wordt afgeleverd aan de wijkcentrale welke de koude levert aan de woningen. In de woningen wordt warmte onttrokken en afgegeven aan het water. Het opgewarmde water wordt afgevoerd naar de warme leiding van het clusternet.

Figuur 26. NEXT module voor een wijkcentrale van 600 kW.

Tabel 19. Levercondities aansluitset wijkcentrale bronzijdig.

Per woonwijk wordt er één wijkcentrale opgesteld. Voor de wijkcentrale van woonwijk de Akkers wordt er een wijkcentrale van 600 kW gerealiseerd. De wijkcentrale wordt bij voorkeur uitgevoerd met gestandaardiseerde modulaire elementen, zoals bij de modulaire energiecentrale Next. De Next bestaat uit meerdere losse type modules van verschillende bouwgroottes. Afhankelijk van de grootte en gebruik van de wijkcentrale kunnen de juiste modules geselecteerd en met elkaar gekoppeld worden tot één functionerende installatie, zie Figuur 26 voor een voorbeeld van een mogelijke opstelling van de Next (in deze centrale zijn een aantal modules extra weergegeven). In BIJLAGE 14 is het ruimtebeslag van de wijkcentrale weergegeven.

Onderwerp

Temperatuur

Minimale temperatuur warme leiding clusternet Maximale temperatuur koude leiding clusternet Minimale retour temperatuur naar warme leiding clusternet Maximale retour temperatuur naar koude leiding clusternet

12 °C 12 °C > 18 °C < 8 °C

Door de losse modules is de oplossing schaalbaar (binnen de centrale tot de limieten van het leidingwerk) en eventueel ook in de toekomst uitwisselbaar bij veranderende vraag van warmte of koude. De units en het leidingwerk dienen op locatie in een technische ruimte opgesteld te worden. De modules worden in een fabriek gebouwd, waardoor handelingen op de bouwlocatie beperkt zijn. In de volgende paragrafen worden de verschillende modules van de Next toegelicht.

4.5.1

Warmtepompen

De warmtepomp zet laagwaardige warmte uit het clusternet om in hoogwaardige warmte om woningen mee te kunnen verwarmen. Een aantal basis eigenschappen zijn weergeven in Tabel 18. De warmtepompset zelf is weergeven in Figuur 27.

Figuur 28. Uitwisselmodule clusternet- wijkcentrale.

Ontwerpnota DO-fase

Status: Definitief

Figuur 29. Buffervaten

Figuur 30. Transportgroep

Pagina 16 van 50

4.5.3

Buffervaten

De wijkcentrale staat uit verschillende elementen die invloed hebben op de volumestroom. Deze elementen zijn de warmtepomp, de clusternet in koppeling en de warmte en koude vraag van de woningen. Ondanks dat het regelsysteem goed ingeregeld wordt, ontstaan er verschillen in volumestroom. Om dit verschil op te kunnen vangen wordt er een buffervat module opgesteld. Deze module bestaat uit een GKW buffervat 2.000L en een CV Buffervat van 1.500L. Het gevolg hiervan is dat er een rustigere regeling ontstaat van de warmtepompen en transportpompen. Dit vergroot de levensduur en voorkomt pendelen van de installatie. Het is van belang dat gelaagde buffers gerealiseerd worden. In de Next zijn standaard buffervaten met schotten opgenomen, waardoor het koudere en warmere water niet zomaar met elkaar mengt. Hierdoor is het mogelijk om de vaten te laden en te ontladen, waardoor een nagenoeg constante aanvoertemperatuur gerealiseerd wordt. Dit is vergelijkbaar met de toelichting van de buffervaten van het clusternet zie hoofdstuk 4.4.5. Figuur 31. Calpex UNO en DUO leidingen.

Daarnaast is de module voorzien van de centrale energiemeters van de wijkcentrale en de master unit van de regeltechniek van de complete Next installatie.

4.5.4

Door DUO-leidingen toe te passen is binnen de wijken een aanzienlijk kleinere hoeveelheid leidingen nodig. Dit zorgt voor zowel minder materiaalgebruik als grondgebruik (zie Figuur 32 en Figuur 33). In de DUO-leidingen worden zowel de toevoer als retour geplaatst. Hierdoor wordt het aantal leidingen van 4 gereduceerd naar 2 in een straat.

Transportgroep

De transportgroep (zie Figuur 30) transporteert het water van de wijkcentrale via het sectornet naar de woningen. De module is voorzien van twee cv en twee GKW frequentie geregelde circulatiepompen. Elke pomp neemt circa 75% van de flow voor rekening om zo redundantie te garanderen.

4.5.5

Waterbehandeling en drukbehoud wijkcentrale

Voor het waarborgen van de druk en waterkwaliteit van het sectornet en de wijkcentrale dienen bepaalde functionaliteiten te worden voorzien zoals ontgassing, drukbehoud, expansievoorziening, automatische bijvulling en vuilafscheiding. Dit kan op meerdere wijze uitgevoerd worden. In dit ontwerp is uitgegaan van de Korex Airsep welke alle functionaliteiten kan verzorgen. De Korex Airsep kan ingebouwd worden tussen de GKW en CV installatie en vereffend de druk tussen de verschillende installatie. In verband met redundantie worden er twee Korex Airsep systemen opgesteld, welke naast elkaar functioneren.

4.5.6

Figuur 32. Doorsnede van ligging van UNO leidingen.

4.6.1

Regeltechniek wijkcentrale

Figuur 33. Doorsnede van de ligging van DUO leidingen.

Gelijktijdigheid

Niet elke afnemer gebruikt op dezelfde momenten een gelijke hoeveelheid warmte en/of koude. Zodoende kan er met gelijktijdigheid gerekend worden. In Figuur 34 is een tabel weergeven met welke gelijktijdigheid gerekend kan worden voor warmte in woningen volgens het Eneco handboek. Voor koude is de aanname gedaan dat de vraag bij woningen hiervoor lager is.

De wijkcentrale wordt voorzien van een eigen regelsysteem, welke communiceert met de afleverset. De afleverset communiceert met het overkoepelende regelsystemen (zie 4.1.6 Regeltechniek). De regeltechniek van de wijkcentrale verzorgt daarnaast de communicatie met de afleversets in de woningen, onder andere om de energiemeters uit te lezen. Voorzieningen wijkcentrale Hieronder zijn benodigde voorzieningen per wijkcentrale weergegeven:           

4.6

Riolering Ventilatie Elektra aansluiting Water Regeltechniek Brandvoorzieningen Internet Toegang voor grote machines/componenten Hijsluik Constructieve voorzieningen Noodaansluitingen op gevel van wijkcentrale voor in koppeling noodketel.

Sectornet

Figuur 34. Grafiek gelijktijdigheid Eneco handboek.

Het sectornet, dat vanaf de wijkcentrales door de wijk wordt uitgelegd met hogere temperaturen (zie Tabel 7) wordt uitgelegd in geïsoleerde HDPE leidingen, zoals die van Calpex of Thermoflex. Hierbij wordt met het optimaliseren rekening gehouden met dat de diameter, waar mogelijk, onder DN65 wordt gehouden. Door de diameter tot deze grootte te beperken is het mogelijk om het met een DUO-pijp uit te voeren.

Pagina 17 van 50

Voor de Akkers is dit verder uitgewerkt en weergeven in Figuur 35. Hierbij is in het middengebied, nabij de aansluiting van de wijkcentrale een lager percentage gehanteerd. Dit komt omdat op deze leidingen de meeste woningen zijn aangesloten. Naarmate de afstand van de wijkcentrale groter wordt, en er minder eindgebruikers aangesloten zijn, wordt de gelijktijdigheid groter. In het kleine felle rode blokje is de wijkcentrale geplaatst.

30-4-2024

Energienet Urk

Tabel 21. Eigenschappen en uitgangspunten sectornet.

Eigenschap Medium in leiding Materiaal leiding Isolatie Aantal T-stukken De Akkers Drukverlies/meter Stroomsnelheid Systeeminhoud De Akkers Systeeminhoud overige wijken

4.6.4

Water Kunststof Ja 556 stuks 200 Pa 1,5 m/s 2.270 L 11.125 L

Afsluiters

Op het moment dat de leidingen in de straat worden gelegd staan er waarschijnlijk nog geen woningen. Daarom worden er (voor de tussenfase) op de plek waar straks de afleverset komt een tijdelijke (bescherm)kast zetten met hierin de doorvoer van de DUO buizen, inclusief afsluiters. Als de installateur later de afleverset gaat plaatsen dan kan hij het kastje wegpakken en direct doorbouwen op de afsluiters.

Figuur 35. Aangehouden gelijktijdigheid De Akkers.

4.6.2

Uitgangspunt

Leidingtracé

Voor de wijk ‘De Akkers’ is er al een opzet gemaakt voor een wijkcentrale locatie (rode blokje) en daarop aangesloten een leidingnet. Dit is weergeven in Figuur 36.

Per woning zijn 4 afsluiters opgenomen, namelijk 2 voor warmte (toevoer/retour) en 2 voor koude (toevoer/retour). Hierdoor is het mogelijk om een woning zowel aan- of af te sluiten van het net. Tevens is het echter mogelijk om enkel te verwarmen of te koelen. Zodoende dat deze afsluiters ervoor zorgen dat enkel één van deze twee energiestromen door de leidingen gaan.

Figuur 36. Leidingnet in De Akkers.

De ligging van deze leidingen zijn indicatief, aangezien deze door Arcadis tezamen met de andere voorzieningen in de straat worden ingetekend. Zo komen de leidingen zoveel mogelijk naast de weg in de groenstrook te liggen, echter is dit bij de Akkers niet mogelijk en komt het leidingtracé, waar niet anders mogelijk, onder de weg te liggen. De reden hiervoor is de bereikbaarheid voor het energiebedrijf. Zo hoeft bij een aanpassing, of onderhoud, de weg niet opgebroken te worden. Dit heeft echter wel impact op beplanting, aangezien er rekening moet worden gehouden met de wortels nabij de aansluitingen. Hierbij is vanaf de wijkcentrale een geïsoleerde HDPE UNO leiding toegepast van DN110 voor de warme leidingen en DN140 voor de koude leidingen (kleur geel). Op verschillende plekken zijn hier aftakkingen gemaakt met geïsoleerde HDPE DUO leidingen. De diameters zijn weergeven in Tabel 20. Tabel 20. Leidingdiameters sector.

Sectorleiding code Leiding 1 Leiding 1.1 Leiding 1.2 Leiding 1.3 Leiding 1.4 Leiding 1.5 Leiding 1.6 Woningaansluiting (n.t.b.) Appartementaansluiting (n.t.b.)

Kleur Geel Rood Paars Donker groen Turquoise Blauw Groen N.t.b. N.t.b.

Type leiding UNO DUO DUO DUO DUO DUO DUO DUO DUO

Ø (warmte | koude)

Lengte

DN110 | DN140 DN65 | DN65 DN65 | DN65 DN65 | DN65 DN65 | DN65 DN65 | DN65 DN65 | DN65 DN25 | DN25 DN40 | DN40

4x120m 2x215m 2x390m 2x550m 2x560m 2x300m 2x315m Ca. 60m per aansluiting Ca. 60m per aansluiting

Figuur 37 Tijdelijke 'aansluitkastjes' in terrein.

Figuur 38 Indeling 'aansluitkastjes'

In Figuur 37 en Figuur 38 is weergeven hoe dit is gedaan bij een eerder project. In tegenstelling tot het clusternet hoeft er bij het sectornet geen data- of elektrakabel meegevoerd te worden door de draadloze verbinding en MLOEA-punt respectievelijk.

4.6.5

Aansluitingen sectoraansluiting

De woningen, in projectdeel 1 in De Akkers, worden aangesloten aan het Energienet Urk door middel van een afleverset zoals weergeven in Figuur 39. Er komen 2 geïsoleerde HDPE DUO buizen de woning in, waarna deze leidingen worden gesplitst en er afsluiters op worden geplaatst. Het systeem wordt via een MLOEA aangesloten op het elektriciteitsnet (zie hoofdstuk 5). In de afleverset wordt onder andere een TSA, energiemeters (voor CV en GKW), flowmeter (tapwater), drukverschilregeling, omschakelkleppen en een regeltechnische module opgenomen. Aan de afleverset wordt ook een elektrische boiler gekoppeld. Onder in de boiler zit een spiraal (met dubbele scheiding) waarmee het tapwater voorverwarmd kan worden, naverwarming gebeurt middels een elektrisch element. De afleverset wordt zo ontwikkeld dat deze altijd in een berging onder de trap past. Bij klachten over het klimaat zullen bewoners gemakkelijk de schuld hiervan neerleggen bij het warmtenet, terwijl de fout vaak ligt bij de afgifte-installatie. Dit kan voorkomen worden door eisen te stellen aan het afgiftesysteem van de woningen.

Voor de woningaansluitingen wordt gerekend met 12 m1 per aansluiting, resulterend in 24 m1 per woning (1x koude dubbel, 1x warmte dubbel). Voor de overige wijken zijn de leidinglengtes geëxtrapoleerd op basis van het aantal woningen.

4.6.3

Eigenschappen sectornet

Het sectornet heeft een aantal eigenschappen. Deze zijn weergeven in Tabel 21.

Ontwerpnota DO-fase

Status: Definitief

Pagina 18 van 50

Figuur 39. Afleverset sectoraansluiting.

De volgende eisen zijn belangrijk:    

Afgiftevermogen bepaald met warmteverliesberekening conform ISSO51 Systeem moet geschikt zijn voor de aangegeven temperaturen Thermostatische regeling per verblijfsruimte Thermostaten die geschikt zijn voor verwarmen en koelen o Thermostaten moeten in staat zijn om een signaal koelen of een signaal verwarmen te geven

Pagina 19 van 50

30-4-2024

Energienet Urk

5. Elektrotechnisch ontwerp

Voor de VO-fase wordt uitgegaan van een compactstation met de uitgangspunten zoals beschreven in Tabel 24.

Voor het ontwerp van Energienet Urk zijn elektrische aansluitingen nodig. Zodoende wordt het elektrotechnische ontwerp in dit hoofdstuk beschreven. Het gehele ontwerp wordt op een manier opgesteld waardoor de impact op het elektriciteitsnet zo beperkt mogelijk is. Zodoende wordt gepoogd om het elektriciteit zo veel als mogelijk te ontlasten.

Tabel 24. Uitgangspunten compactstation Kenter.

5.1

NUTS aansluitingen voor Energienet Urk

Het Energienet Urk bestaat uit een netwerk aan leidingen dat energie verplaatst. Echter is voor dit verplaatsen, en opwaarderen in het geval van een wijkcentrale, elektriciteit nodig. Zodoende dat er op verschillende plekken binnen het projectgebied NUTS aansluitingen van Kenter komen. Voor de wijkcentrales zijn momenteel twee formaten opgesteld, namelijk een wijkcentrale voor 600 kW en een wijkcentrale voor 1.200 kW. De uitgangspunten en kosten hiervoor zijn weergeven in Tabel 22 en Tabel 23. Het uitgangspunt dat nu wordt gehanteerd is dat er voor De Akkers en Het Eiland een kleine wijkcentrale (600 kW) kan worden toegepast. Voor De Erven, De Terpen en De Oevers is een grote wijkcentrale (1.200 kW) benodigd. In de DO-fase wordt gekeken of door anders positioneren van wijkcentrales een optimalisatie uit te voeren is. Tabel 22. NUTS aansluitingen per wijkcentrale.

Eigenschap

Wijkcentrale (600 kW)

Wijkcentrale (1.200 kW)

>100 kVA t/m 160 kVA* 147 kW Ca. €7.500,Ca. € 76,-

> 160 kVA t/m 630 kVA 535 kW Ca. €26.800,Ca. € 152,-

Capaciteit aansluiting Maximaal te verbruiken Aansluittarief (eenmalig) excl. BTW Meerlengte per meter

Eigenschap Lengte Breedte Hoogte Diepte (fundering in grond) Benodigde ruimte rondom Gewicht

2,90 m 2,01 m 2,39 m 0,67 m 0,50 m 9.000 kg

Aangezien deze compactstations bedoelt zijn voor de wijkcentrales, is er bij de wijkcentrale gekeken of deze geïntegreerd kon worden in het bouwkundig geheel. Dit resulteerde in een kleiner totale oppervlakte. Zodoende dat deze in het bouwkundig ontwerp is opgenomen. Dit is terug te vinden in BIJLAGE 14.

5.2

Aansluitingen in de woningen (2e allocatiepunt)

De woningen in de Zeeheldenwijk krijgen warmte- en koudelevering. Omdat de temperatuur van de gevraagde energie wordt opgewaardeerd in een wijkcentrale is er geen warmtepomp in de woning nodig. Echter wordt de warmte opgewaardeerd tot 40 °C (woningzijde), waardoor dit een te lage temperatuur is voor warm tapwater. Om de bewoner geheel te ontlasten in het energieverbruik, is het warmtapwatervoorziening onderdeel van de afleverset. Echter dient de afleverset hiervoor aangesloten met een 2e allocatiepunt. Dit 2e allocatiepunt (ofwel MLOEA) moet worden aangevraagd door de Engergienet Urk. Hierdoor blijft de aansluiting intact bij mutaties (verhuizingen) aangezien de aanvrager niet dezelfde persoon/instantie is als de bewoner/gebruiker van het pand.

* Voor een wijkcentrale van (600 kW) is dit een grensgeval. Mogelijk wordt de aansluiting net iets groter. Voor aansluitingen valt de eerste 25 meter vanaf een middenspanningskabel binnen het aansluittarief. Extra afstand wordt hierbij verrekend. Bij De Akkers, de wijk die is uitgewerkt, was deze afstand ca. 125 meter. Voor de overige wijken wordt nu uitgegaan van een meerlengte van 100 meter.

5.3

Aansluitingen in utiliteit en bedrijven

Het uitgangspunt is dat voor deze gebouwen de elektravoorziening door de gebouwgebruiker zelf geregeld wordt.

Tabel 23. Indicatieve periodieke kosten excl. BTW voor NUTS aansluitingen per wijkcentrale.

Eigenschap Periodieke aansluittarieven Vastrecht transport Variabele tarieven Elektriciteitsprijs* Huur compactstation Huur klanttrafo Huur LS rek t/m trafo Huur prefabstation type 3

Eenheid

Kosten

Maand Maand kWh kWh Maand Maand Maand Maand

€ 19,€ 37,€ 0,0195 € 0,1372 € 98,€ 110,€ 67,€ 137,-

* Alle elektriciteitsaansluitingen (inclusief MLOEA aansluitingen) kunnen gezien worden als 1 aansluiting in relatie tot de energiebelasting (cumulatie) mits er sprake is van een verbonden netwerk met 1 eigenaar. De compactstations worden uitgevoerd zoals weergeven in Figuur 40, waarbij de afmetingen worden weergeven in Figuur 41. Deze afmetingen zijn indicatief aangezien deze afhankelijk zijn van het opgestelde vermogen.

Figuur 40. Voorbeeld van een compactstation voor klanttrafo's.

Ontwerpnota DO-fase

Figuur 41. Formaten en grondoppervlakte voor een compactstation voor klanttrafo's.

Status: Definitief

Pagina 20 van 50

6. Regeltechnisch ontwerp

Minimale retour temperatuur naar warme leiding clusternet Maximale retour temperatuur naar koude leiding clusternet

Het Energienet Urk bestaat voor het grootste deel uit een ondergronds leidingennet. Echter hoe de energiestromen verlopen en wanneer bepaalde elementen worden ingeschakeld zijn uiterst belangrijk voor het goed functioneren van het geheel. Hiervoor dient het regeltechnische ontwerp.

6.2.3

6.1

Monitoring en energiemanagement

Monitoring speelt een cruciale rol in het beheer van het energienet en wordt gebruikt om de daadwerkelijke energiestromen binnen het gebied in kaart te brengen en om het functioneren van het totale systeem te bewaken. Een voorbeeld van een monitoringsplatform is Volantis Insights.

Functionaliteiten:  Uitwisselen warme en koude energie tussen verschillende systemen via het energienet (WKO net).  Uitwisselen warme en koude energie via het uitwisselstation tussen de twee verschillende clusternetten (Port of Urk en Zeeheldenwijk).  Managen energiestromen van de verschillende systemen.  Systeemdrukbewaking in het energienet (WKO net), waardoor beschikbaarheid van warmte en koude gewaarborgd is voor de verschillende aangesloten systemen.  Waarborgen bronbalans en seizoensopslag warmte en koude in de verschillende bronnen.  Regeneratie van het warmte te kort managen, hierbij bepalen of er energie opgehaald wordt bij de koel- en vrieshuizen of via aquathermie/droge koelers.  De thermische- en elektrische energiestromen worden geregistreerd en vastgelegd om de performance en het rendement van het energienet vast te leggen. Ook wordt de verplichte registratie van de warmte- koude opslag bijgehouden.  Storingsmeldingen urgent en niet urgent.  SPF berekening en registratie.  Communicatie met complete energienet.  Borgen dat de afleversets de juiste minimale of maximale temperatuur aanleveren in het energienet. Het kan zijn dat tijdelijk lagere temperaturen toegestaan zijn, bijvoorbeeld wanneer energie direct uitgewisseld wordt via de verschillende systemen i.p.v. dat het opgeslagen dient te worden in de bodem.

 De thermische- en elektrische energiestromen worden geregistreerd en vastgelegd om de performance en het rendement van het energienet vast te leggen (SPF berekening).  Wanneer er geen communicatie mogelijk is met de andere systemen (bijvoorbeeld uitval internet), dient de regeltechniek stand-alone door te kunnen draaien. Hierbij dienen beveiligingen opgenomen te worden om te voorkomen dat machines of componenten beschadigen wanneer zij bijvoorbeeld hun energie niet kwijt kunnen.  Storingen en calamiteiten dienen automatisch gemeld te worden in het regelsysteem, waardoor actie ondernomen kan worden door de service afdeling.  Registratie historie van temperaturen, buitentemperaturen, flows, storingen, systeemdruk, drukverschillen, filtervervuiling, overige technische informatie etc. In verband met onderhoud en wet- en regelgeving.

Dit platform brengt de energiestromen binnen het gebied in kaart en gebruikt de verzamelde data om het systeem te optimaliseren. Denk hierbij aan energiebesparing door regeltechnisch sturen, energiemanagement en het gebruik van een digitale tweeling. Automatisering van processen, waaronder het genereren van bronrapportages en het naleven van ISO 50.001, CSRD-richtlijnen en EMG-verklaringen, vormt een essentieel onderdeel, naast dashboarding en assetmanagement. Bij een digitale tweeling wordt het systeem nagebouwd in een simulatie waar op basis van (ontwerp)data van het (gebouwde) systeem voorspellingen doen voor werking van het systeem bij een uitbreiding. De totale regeltechnische installatie van het energienet bevat een groot aantal variabelen die vooraf ingesteld worden. Door vooraf te simuleren hoe het systeem gaat werken, kan de impact van deze variabelen digitaal bepaald worden. De simulatie gaat hierin uit van voorspelde gebruiksen klimaatgegevens. Gebruikers hebben echter een grote impact in het verbruik van een gebouw. Zodoende is het te verwachten dat het verbruik van Energienet Urk in de initiële fase afwijkt van het ontwerp. Met de digitale tweeling is inzichtelijk te maken waar de grote verschillen zitten en hoe er gestuurd moet worden om het systeem te optimaliseren. Uiteindelijk komen zowel de gemeten data als de gesimuleerde data dicht bijeen te liggen.

Grote afwijkingen worden gedetecteerd en gemeld door het monitoringsplatform, wat een snelle reactie mogelijk maakt. De digitale tweeling kan gedurende de exploitatie ondersteunen bij ontwerpwerkzaamheden voor mogelijke uitbreidingen en aanpassingen, waarbij het model eenvoudig kan simuleren wat de impact van veranderingen op het systeem zijn en verschillende scenario's kunnen worden gecreëerd. Dit draagt bij aan een efficiënter en geoptimaliseerd energienet.

Functionele en regeltechnische omschrijving

In dit hoofdstuk wordt de functionele omschrijving (FTO) van het energienet en de verschillende deelsystemen toegelicht. Toegelicht wordt waar de systemen uit bestaan en hoe deze systemen worden geregeld. Het is aan de aannemer om ervoor te zorgen dat het energienet en de verschillende losse systemen in zijn geheel functioneren en communiceren. Hiervoor dient tijdens het uitvoeringsontwerp een uitgebreide functionele en regeltechnische (RTO) omschrijving opgezet te worden. Hierbij dient rekening gehouden te worden met wet- en regelgeving (onder andere BRL6000-21 en 11.000 o.b.v. de juiste certificering), maakbaarheid en technisch goed functioneren.

6.2.1

6.2.4

Energienet Urk

Tabel 25. Overzicht van functionaliteit regeltechniek van verschillende systemen.

Systeem

6.2.4 6.2.5

WKO Bronnen Uitwisselstation

6.2.6

Buffervoorziening energienet

6.2.7 6.2.8 6.2.9

Wijkcentrale Regeneratievoorziening Afleverset bedrijven en wijkcentrale

6.2.10

Afleverset woningen

6.2.2

Functionaliteit

Functionaliteiten:  Opslag thermische energie in de bodem.  Aanvoer warme of koude energie vanuit de seizoensopslag(bodem) aan de verschillende systemen.  Managen bodembalans tussen de verschillende warme en koude bronnen op basis van de vergunning.  Systeemdrukbewaking in het energienet, wordt onder andere geregeld door inschakelen bronpompen.  De thermische- en elektrische energiestromen worden geregistreerd en vastgelegd om de performance en het rendement van het energienet vast te leggen (SPF berekening).  SPF berekening en registratie.  Communicatie met complete energienet.  Drukbewaking bronwater i.v.m. ontgassing, kans op ijzer afzetting en waarborging Redox grens.  Storingsmeldingen urgent en niet urgent.  Prognose energiebalans en hierop de juiste acties treffen om thermische energie balans in de bodem te waarborgen.

Seizoensopslag warmte en koude. Pompvoorziening t.b.v. uitwisselen energie tussen clusternet Port of Urk en Zeeheldenwijk. Nulpunt in installatie waarop de verschillende losse systemen kunnen regelen en hun flow op kunnen realiseren. Energiecentrale voor levering warmte en koude aan woonwijken via sectornet. Regenereren van warmte t.b.v. voorkomen onbalans in de bodem. Hydraulische scheiding, energiemeting, beveiliging en in koppeling op het energienet/clusternet. Hydraulische scheiding, energiemeting, beveiliging en in koppeling op het sectornet.

Temperaturen clusternet

Tabel 26. Regeltemperaturen in clusternet.

Onderwerp Minimale temperatuur warme leiding clusternet Maximale temperatuur koude leiding clusternet

Pagina 21 van 50

WKO Bronnen

De WKO Bronnen hebben als hoofdfunctionaliteit seizoensopslag van warmte en koude en deze thermische energie te leveren wanneer dit gevraagd wordt. De bronnen worden geregeld via het regelsysteem van het clusternet waar zij onderdeel van zijn, het ontwerp van dit regelsysteem dient te voldoen aan de wet- en regelgeving die behoort bij de collectieve WKO systemen (onder andere BRL 11.000).

Het energienet Urk bestaat uit meerdere functionaliteiten. Het is opgebouwd uit de onderstaande systemen. De functionele omschrijving (FTO) van de verschillende systemen worden toegelicht in de hoofdstukken 6.2.4 t/m 6.2.10. Hfdst.

Functionaliteit complete energienet Urk

Het energienet Urk heeft als hoofdfunctionaliteit het uitwisselen van warme en koude energie tussen de verschillende systemen zoals bijvoorbeeld wijkcentrales, regeneratie voorzieningen, seizoensopslag in de WKO, uitwisseling energie tussen port of Urk en de Zeelheldenwijk, koel- en vrieshuizen en warmte en koude energiecentrales voor bedrijven. Daarbij zal het de energiestromen managen tussen de verschillende deelsystemen zoals de wijken, bedrijven, bronnen en regeneratievoorzieningen. Hiervoor dient dan ook een overkoepelend regelsysteem met monitoringsfunctie gerealiseerd te worden.

Energienet Urk wordt gedurende de levensduur continue uitgebreid en aangepast. Zodoende dat het systeem een monitoringsplatform nodig heeft om het systeem beheersbaar te houden.

6.2

> 18 °C < 8 °C

Temperatuur 12 °C 12 °C

30-4-2024

Energienet Urk

    



Bijhouden registratie van de warmte- koude opslag in de bodem, werking systeem, waterverplaatsing etc. voor onder andere rapportage en monitoring volgens wet- en regelgeving. Periodieke draaicyclus (bron) pompen en openen kleppen om te voorkomen dat deze vast komen te zitten. Spui voorziening t.b.v. onderhoud aan bronnen. (Aangenomen in dit ontwerp: spuien naar riool. Dient tijdens uitvoeringsontwerp uitgezocht te worden.) Storingen en calamiteiten dienen automatisch gemeld te worden in het regelsysteem, waardoor actie ondernomen kan worden door de service afdeling. Wanneer er geen communicatie mogelijk is met de andere systemen (bijvoorbeeld uitval internet), dient de regeltechniek stand-alone door te kunnen draaien. Hierbij dienen beveiligingen opgenomen te worden om te voorkomen dat machines of componenten beschadigen wanneer zij bijvoorbeeld hun energie niet kwijt kunnen. Registratie historie van temperaturen, buitentemperaturen, flows, storingen, systeemdruk, drukverschillen, filtervervuiling, overige technische informatie etc. In verband met onderhoud en wet- en regelgeving.

6.2.4.1 Aandachtspunten  Er is op dit moment aangenomen dat er niet actief gekoeld wordt met warmtepompen. De koude wordt dus direct geleverd uit de bron, zonder tussenkomst van een warmtepomp. o Voor de wijkcentrale is een lagere temperatuur door actieve koeling niet benodigd, omdat naar de woningen 15 °C geleverd wordt. Dit kan direct vanuit de bron geleverd worden. o Bedrijven kunnen ook voldoende koelen bij de aangegeven temperaturen in hoofdstuk 4.3.2. o Mocht er een bedrijf aansluiten die wel actief wil koelen, bijvoorbeeld voor ontvochtiging van lucht in een LBK. Dan dient hiervoor een afleverset ontwikkeld te worden waarbij warmte afgevoerd kan worden naar de WKO.  Op basis van de vergunning wordt er geen koude overschot geaccepteerd.

6.2.5

Uitwisselstation

Het uitwisselstation heeft als hoofdfunctie het uitwisselen van energie tussen clusternet Port of Urk en clusternet Zeeheldenwijk. Daarnaast zijn er binnen deze technische ruimte nog een aantal functionaliteiten toegevoegd zoals de buffervoorziening en expansievoorziening voor de Zeeheldenwijk zoals toegelicht in hoofdstuk 6.2.6. Functionaliteiten  Transportvoorziening doormiddel van vier transportpompen welke warmte en koude uitwisselen tussen clusternetten Port of Urk en de Zeeheldenwijk.  Thermische energiemeting uitwisseling energie tussen verschillende clusternetten.  Elektrische energiemeting transportpompen.  Drukverschilmeting en signalering vervuiling over elke filter per transportpomp.  Drukverschilmeting per clusternet.  Communicatie met complete energienet.  Bedrijfsmeldingen  Storingsmeldingen urgent en niet urgent.  Regelklep per pomp t.b.v. voorkoming terugstroming water via uitgeschakelde pomp.  Mogelijkheid tot regelen minimale flow over pomp wanneer dit gewenst is door middel van regelklep per pomp.  Periodieke draaicyclus pompen en openen kleppen om te voorkomen dat deze vast komen te zitten.  Wanneer er geen communicatie mogelijk is met de andere systemen (bijvoorbeeld uitval internet), dient de regeltechniek stand-alone door te kunnen draaien.

Hierbij dienen beveiligingen opgenomen te worden om te voorkomen dat machines of componenten beschadigen wanneer zij bijvoorbeeld hun energie niet kwijt kunnen.  Storingen en calamiteiten dienen automatisch gemeld te worden in het regelsysteem, waardoor actie ondernomen kan worden door de service afdeling.  Registratie historie van temperaturen, buitentemperaturen, flows, storingen, systeemdruk, drukverschillen, filtervervuiling, overige technische informatie etc. In verband met onderhoud en wet- en regelgeving.

6.2.6

uit de WKO en de buffervoorziening is volledig geladen met koude, wordt eerst het buffer ontladen door daar de energie uit te onttrekken. Wanneer het buffer thermisch ‘’leeg’’ is na circa 23 uur en dus geladen is met warmte, wordt de bron in minimale stand ingeschakeld. Aanname van de minimale stand van de WKO is 10m³/h. Dit betekend dat er automatisch meer koude geleverd wordt à 10m³/h dan er gevraagd word à 5m³/h. Het verschil in koude à 5m³/h wordt om die reden geladen in het buffervat tot dat deze na circa 3 uur thermische geladen is met koude. De WKO wordt wederom uitgeschakeld en het gekoelde buffervat wordt weer verder ontladen, waarna de WKO weer inschakelt. Dit is een cyclus die zichzelf blijft herhalen wanneer de verschillen in flow niet 100% op elkaar afgestemd kunnen worden. Het verschil in flow zal er vrijwel altijd aanwezig zijn maar kan door de traploos regelbare pompen en een goed regelend en ingeregeld systeem heel veel kleiner worden voor bepaalde periodes. Functionaliteiten  Verschillen in flow opvangen tussen verschillende aangesloten systemen.  Beveiliging tegen thermische vervuiling door overstroom thermische energie.  Bepalen temperatuur niveau in de buffervoorziening en daarmee bepalen of een buffervat geladen is met koude of warmte.

 Gelaagd buffervoorziening, door juist te meten en rustige instroming kan de buffervoorziening geladen en ontladen worden.  Expansievoorziening t.b.v. energienet.  Communicatie met complete energienet.  Storingsmeldingen urgent en niet urgent.  Drukmeting t.b.v. drukbehoud energienet.  Drukverschil meting en signalering vervuiling over filters.  Bedrijfsmeldingen  Storingen en calamiteiten dienen automatisch gemeld te worden in het regelsysteem, waardoor actie ondernomen kan worden door de service afdeling.  Registratie historie van temperaturen, buitentemperaturen, flows, storingen, systeemdruk, drukverschillen, filtervervuiling, overige technische informatie etc. In verband met onderhoud en wet- en regelgeving.

6.2.7

Tabel 27. Levercondities sectornet.

Onderwerp Aanvoertemperatuur warmte wijkcentrale min. Retourtemperatuur warmte wijkcentrale min. ΔT (aanvoer/retour) wijkcentrale Aanvoertemperatuur koude wijkcentrale max. Retourtemperatuur koude wijkcentrale max. ΔT (aanvoer/retour) wijkcentrale Garantie warmte aanvoer (secundaire zijde TSA sectoraansluiting) Garantie koude aanvoer (secundaire zijde TSA sectoraansluiting) Er wordt geen stooklijn toegepast voor koude en warmte levering.



De buffervoorziening per clusternet (Port of Urk en Zeelheldenwijk) (15m³) heeft als hoofdfunctionaliteit om de verschillen in flow van de verschillende systemen op te vangen en hierdoor het energienet te beveiligen tegen thermische vervuiling. Thermische vervuiling is de overstroom warme energie uit de warme naar de koude leiding of van de koude naar de warme leiding. Daarnaast is er de mogelijkheid om bronnen in en uit te schakelen op basis van het thermische energie niveau in de buffervoorziening. Voorbeeld Er wordt aangenomen dat er een kleine vraag is aan de koude vanuit de WKO. Er wordt dus meer koude gevraagd dan dat er geleverd wordt door de verschillende systemen die in warmte bedrijf staan. Wanneer er koude gevraagd wordt met 5m³/h

Ontwerpnota DO-fase

Status: Definitief

Temperatuur 45 °C 35 °C 10 °C 13 °C 18 °C 5 °C 40 °C 15 °C

6.2.7.1 Algemeen Voor de warmte- en koudelevering wordt gebruik gemaakt van de volgende functionaliteiten:



Buffervoorziening energienet

Wijkcentrale

De wijkcentrale heeft als hoofdfunctie de energiecentrale voor levering warmte en koude aan woonwijken via sectornet. De energiecentrale zal laagwaardige energie uit het clusternet omzetten naar hoogwaardige energie in het sectornet. Om dit te kunnen doen is de wijkcentrale opgebouwd uit een aantal verschillende functionaliteiten. Deze worden toegelicht in de volgende hoofdstukken.



2 warmtepompen o Productie warmte en koude 1 Uitwisselmodule met het clusternet o Uitwissel module welke gekoppeld wordt met de afleverset. Hierdoor is energie uitwisseling mogelijk tussen het sectornet en clusternet. o Onttrekken warmte aan clusternet t.b.v. de warmtepompen. o Directe koude levering vanuit het clusternet voor levering koude aan woningen. o Omstellen uitwisselmodule van warmte naar koude levering uit het clusternet en andersom. Hierbij worden de kleppen om de pompen zo ingesteld dat de stroming over de wijkcentrale omdraait. De stroming over de TSA in de afleverset wijkcentrale blijft in dezelfde richting. 1 transportvoorziening warmtelevering o Transportpompen t.b.v. transporten naar de woningen.

Pagina 22 van 50

6.2.7.2.5 Calamiteiten Bij storingen of calamiteiten van installatiedelen in de wijkcentrale dient de installatie dusdanig ontworpen te zijn om andere installatiedelen te gebruiken, waardoor koude- en warmtelevering zo lang als mogelijk in stand blijft. Eventueel met een gereduceerd vermogen. Storingen en calamiteiten dienen automatisch gemeld te worden in het regelsysteem, waardoor de service ingeschakeld kan worden.

Regelklep per pomp t.b.v. voorkoming terugstroming water via uitgeschakelde pomp. Mogelijkheid tot regelen minimale flow over pomp wanneer dit gewenst is door middel van regelklep per pomp. 1 transportvoorziening koudelevering o Transportpompen t.b.v. transporten warmte en koude naar de woningen. o Regelklep per pomp t.b.v. voorkoming terugstroming water via uitgeschakelde pomp. o Mogelijkheid tot regelen minimale flow over pomp wanneer dit gewenst is door middel van regelklep per pomp. 1 weerstation (Temperatuur / Relatieve vochtigheid) 1 Vul-, ontgassings-, drukbehoud- en expansievoorziening. o Expansievoorziening in combinatie met drukbehoud van de wijkcentrale en sectornet. o Vacuümontgassing van het sectornet. o Automatische bijvulling voorzien van watermeter met pulsteller voor registratie bijvul capaciteit. o Vuilafscheiding Gelaagde buffervaten voor het opvangen van verschil in flow tussen afgifte, opwekking en clusternet. Thermische energie registratie in verband met berekening en rapportage zoals de SPF. Elektrische energie registratie in verband met berekening en rapportage zoals de SPF. Monitoring van de verschillende systemen. Weerstation 1 Deelstroomfilter o Voorziening voor het filter van water via een deelstroom in het systeem. Deze is voorzien van een drukverschilmeting om te registreren hoe ernstig deze vervuild is.

Filters in retour koude en warme leiding bij binnenkomst wijkcentrale t.b.v. voorkomen vervuiling wijkcentrale vanuit sectornet. Deze zijn voorzien van drukverschilmeting om te registreren hoe ernstig de filters vervuild zijn. Actief koelen is niet opgenomen in dit ontwerp. Mocht dit uiteindelijk wel benodigd zijn, dan dient de afleverset uitgebreid te worden. o o



 

     

 

6.2.7.3 Functionaliteiten Onderstaande functionaliteiten zijn van toepassing op de complete wijkcentrale.  Bedrijfsmeldingen  Communicatie met afleversets woningen  Communicatie met afleverset clusternet  Afleverset wordt toegelicht in hoofdstuk 6.2.9.  Communicatie met complete energienet.  Storingsmeldingen in urgent en niet urgent.  Systeemdrukregistratie en behoud.  Energiemeting m.b.t. afname energie van clusternet.  Buitentemperatuur registratie  Beveiliging t.b.v. waarborgen minimale en maximale temperaturen clusternet.  Borgen dat de wijkcentrale en afleversets de juiste minimale of maximale temperatuur aanleveren in het energienet. Het kan zijn dat tijdelijk lagere temperaturen toegestaan zijn, bijvoorbeeld wanneer energie direct uitgewisseld wordt via de verschillende systemen i.p.v. dat het opgeslagen dient te worden in de bodem.  Periodieke draaicyclus pompen en openen kleppen om te voorkomen dat deze vast komen te zitten.  Wanneer er geen communicatie mogelijk is met de andere systemen (bijvoorbeeld uitval internet), dient de regeltechniek stand-alone door te kunnen draaien. Hierbij dienen beveiligingen opgenomen te worden om te voorkomen dat machines of componenten beschadigen wanneer zij bijvoorbeeld hun energie niet kwijt kunnen.

 Storingen en calamiteiten dienen automatisch gemeld te worden in het regelsysteem, waardoor actie ondernomen kan worden door de service afdeling.  Registratie historie van temperaturen, buitentemperaturen, flows, storingen, systeemdruk, drukverschillen, filtervervuiling, overige technische informatie etc. In verband met onderhoud en wet- en regelgeving.

6.2.7.2 Bedrijfssituaties In de volgende hoofdstukken worden de verschillende bedrijfssituaties kort toegelicht.

6.2.8

Er wordt geen stooklijn ingesteld, er wordt een constante aanvoertemperatuur gerealiseerd. Dit is in verband met de leveringsgaranties naar de woningen voor verwarming en warmtapwater. 6.2.7.2.1 Warmtelevering De warmteopwekking vindt plaats met behulp van de warmtepompen. Tijdens verwarmingsbedrijf van de warmtepompen wordt warmte onttrokken uit de warme leiding van het clusternet. Hierdoor wordt koude geproduceerd welke door bij koude vraag eerst door de woningen afgenomen wordt, het restant wordt afgegeven aan de koude leiding van het clusternet.

Functionaliteiten  Invangen warmte doormiddel van restwarmte of aquathermie.  Regeneratie van het warmte te kort managen, hierbij bepalen of er energie opgehaald wordt bij de koel- en vrieshuizen of via aquathermie/droge koelers.  Omzetting warmte van restwarmte bron naar acceptabel temperatuur om oververhitting bronwater te voorkomen.  SPF berekening en registratie.  Storingsmeldingen urgent en niet urgent.  De thermische- en elektrische energiestromen worden geregistreerd en vastgelegd om de performance en het rendement van het energienet vast te leggen (SPF berekening).  Borgen dat regeneratievoorziening de juiste minimale of maximale temperatuur aanleveren in het energienet. Het kan zijn dat tijdelijk lagere temperaturen toegestaan zijn, bijvoorbeeld wanneer energie direct uitgewisseld wordt via de verschillende systemen i.p.v. dat het opgeslagen dient te worden in de bodem.  Expansievoorziening t.b.v. circuit regeneratievoorziening.  Communicatie met complete energienet.  Drukmeting t.b.v. drukbehoud regeneratie voorziening.  Drukverschil meting en signalering vervuiling over filters.  Bedrijfsmeldingen  Buitentemperatuur registratie  Beveiliging t.b.v. waarborgen minimale en maximale temperaturen clusternet.  Periodieke draaicyclus pompen en openen kleppen om te voorkomen dat deze vast komen te zitten.

 Wanneer er geen communicatie mogelijk is met de andere systemen (bijvoorbeeld uitval internet), dient de regeltechniek stand-alone door te kunnen draaien. Hierbij dienen beveiligingen opgenomen te worden om te voorkomen dat machines of componenten beschadigen wanneer zij bijvoorbeeld hun energie niet kwijt kunnen.

6.2.7.2.2 Warmte en koude levering De warmteopwekking vindt plaats met behulp van de warmtepompen. De koude welke aan de koude zijde van de warmtepomp geproduceerd wordt, wordt geleverd aan de koude vragers. Hierin zijn een aantal verschillende situaties mogelijk:   

Koude vraag is gelijk aan productie koude door warmtepomp.  Het clusternet wordt niet aangesproken voor levering koude of warmte. Koude vraag is kleiner dan productie koude door warmtepomp.  Warmte wordt onttrokken aan de warme leiding van het clusternet. Koude wordt afgegeven aan de koude leiding van het clusternet. Koude vraag is groter dan productie koude door warmtepomp.  Koude wordt aanvullend onttrokken aan de koude leiding van het clusternet. Warmte wordt afgegeven aan de warme leiding van het clusternet.

6.2.7.2.3 Koudelevering De verwachting is dat deze situatie niet vaak plaats zal vinden omdat er altijd warmtapwater behoefte is. De koude levering vindt plaats vanuit het clusternet zonder tussenkomst van een warmtepomp. Koude wordt onttrokken aan de koude leiding van het clusternet. De warme energie die onttrokken wordt aan de woningen wordt afgegeven aan de warme leiding van het clusternet. 6.2.7.2.4 Stand-by Als er geen warmte- en koudevraag vanuit de afnemers gewenst is gaat de wijkcentrale in “Stand-by” bedrijf. Er wordt geen warmte of koude geleverd. De bewakingen en beveiligingen zijn actief.

Pagina 23 van 50

Regeneratievoorziening

De regeneratievoorziening heeft als hoofdfunctionaliteit om de bodembalans te waarborgen. Binnen het energienet Urk is er een warmte te kort. De warmte dient geregenereerd te worden doormiddel van de beschikbare restwarmte van de koelen vrieshuizen. Wanneer deze restwarmte niet (voldoende) beschikbaar is, dient dit geregenereerd te worden door een aquathermie systeem welke warmte onttrekt aan het oppervlakte water.

30-4-2024

Energienet Urk

 

6.2.9

Storingen en calamiteiten dienen automatisch gemeld te worden in het regelsysteem, waardoor actie ondernomen kan worden door de service afdeling. Registratie historie van temperaturen, buitentemperaturen, flows, storingen, systeemdruk, drukverschillen, filtervervuiling, overige technische informatie etc. In verband met onderhoud en wet- en regelgeving

Afleverset bedrijven en wijkcentrale

De afleverset voor bedrijven en wijkcentrale heeft als hoofdfunctionaliteit om energie uit te wisselen met het clusternet. De bedrijven en wijkcentrale hebben allemaal een eigen afleverset met daarop opgenomen de verschillende voorziening. De afleverset wordt onderdeel van het energienet en is de koppeling tussen het energienet en de energiecentrale van de wijk of bedrijf. Bedrijven kunnen via deze set dus energie onttrekken en leveren aan het clusternet. De afleverset is voorzien van de nodige beveiligingen om te voorkomen dat er met een te kleine ΔT energie onttrokken wordt aan het net. Dit is een beveiliging tegen thermische vervuiling van het energienet. De afleverset is voorzien van pompen, omstelkleppen en een TSA. Bedrijfssituaties: 



Koudelevering: Koude wordt onttrokken aan de koude leiding van het clusternet. In de TSA wordt de koude afgegeven aan het systeemwater aan de secundaire zijde van de TSA. Het bronwater warmt op en wordt afgegeven aan de warme leiding van het clusternet. Warmtelevering: Warmte wordt onttrokken aan de warme leiding van het clusternet. In de TSA wordt warmte afgegeven aan het systeemwater aan de secundaire zijde van de TSA. Het bronwater koelt hierdoor af en wordt afgegeven aan de koude leiding van het clusternet.