ANALYSIS OF THE CONSIDERATIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF SEASONAL GEOTHERMAL ENERGY STORAGE USED IN SOLAR DISTRICT HEATING SYSTEMS
The purpose of this article is to analyze the application of seasonal geothermal energy storage (SGES), also known as seasonal thermal energy storage (STES) or underground thermal energy storage (UTES), in solar district heating systems (SDHS). Such systems are designated in the article as SDHS-SGES...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/311 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Vidnovluvana energetika |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Vidnovluvana energetika| _version_ | 1871103455254282240 |
|---|---|
| author | Lysak, O. |
| author_facet | Lysak, O. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "O. Lysak",
"institution": "Institute of Renewable Energy, NAS of Ukraine 02094, 20A Hnata Khotkevycha Street, Kyiv, Ukraine"
}
] |
| author_sort | Lysak, O. |
| baseUrl_str | https://ve.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T06:32:15Z |
| description | The purpose of this article is to analyze the application of seasonal geothermal energy storage (SGES), also known as seasonal thermal energy storage (STES) or underground thermal energy storage (UTES), in solar district heating systems (SDHS). Such systems are designated in the article as SDHS-SGES, which store heat from solar collectors in hot months for space heating use when needed, including during winter months.
The classification of SDHS-STES was made and the possible choice of a STES solution was analyzed. From the economical point of view, the best solution is the usage of pit thermal energy storage (PTES) systems. As for other options, they either cost more than PTES or they require some very special environment to install them. In order to show how much consumers could be supplied by SDHS-STES, there were shown some examples.
With regard to the introduction of SDHS-STES, among the factors that contributed to their widespread use were: lower cost of solar collectors, high prices for fossil fuels, the exist of district heating systems, lowering the temperature regime in district heating. However, in Ukraine, at present, the implementation of SDHS-STES can be significantly complicated due to the large number of district heating (DH) systems in a very neglected state.
Since SDHS-SGES is a relatively new type of DH systems, the cost of heat from them is not yet an established value, as well as the cost of the systems themselves. Due to constant improvement, development of new solutions and increasing experience in the implementation of new systems, the cost of such system has been constantly decreasing over the past decades. Therefore, the work considers the current state of research on what are the directions for reducing the cost of SDHS-SGES and what conditions are necessary for the implementation of SDHS-SGES.
As shown by the conducted economic analysis, with an increase in volume, the cost of the thermal energy storage significantly decreases, which makes it possible to justify the use of DH systems in the case of a high density of heat consumption. Ref. 45, table. 1, fig. 2. |
| doi_str_mv | 10.36296/1819-8058.2021.3(66).72-87 |
| first_indexed | 2025-07-17T11:38:25Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
© О.В. Лисак, 2021
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 72
УДК 697.329+661.931 DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.3(66).72-87
АНАЛІЗ УМОВ ВПРОВАДЖЕННЯ СЕЗОННОГО ГЕОТЕРМАЛЬНОГО
АКУМУЛЮВАННЯ В СИСТЕМАХ СОНЯЧНОГО ЦЕНТРАЛІЗОВАНОГО
ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ
О.В. Лисак
Інститут відновлюваної енергетики НАН України,
02094, вул. Г. Хоткевича, 20А, м. Київ, Україна.
Метою статті є аналіз застосування сезонного геотермального акумулювання (СГА) у системах сонячного
централізованого теплопостачання (ССЦТ). Такі системи, що акумулюють теплоту, вироблену за рахунок сонячної енергії
в теплий період року, з подальшим використанням акумульованої теплоти в холодний період року для забезпечення потреб
теплопостачання, буде позначено в статті як ССЦТ-СГА.
Було виконано класифікацію ССЦТ-СГА та проаналізовано вибір СГА. Найоптимальнішим варіантом вважається
акумулювання з використанням «штучних озер». Щодо інших варіантів, то вони переважно є дорожчими за вказане рішення.
Що стосується впровадження ССЦТ-СГА, то серед факторів, які сприяли їх широкому розповсюдженню, були: зниження
вартості сонячних колекторів, висока ціна на корисні копалини, наявність розгалужених систем теплопостачання,
зниження температурного графіку в теплових мережах. Проте в умовах України впровадження ССЦТ-СГА наразі може
бути значно ускладненим через значну кількість систем централізованого теплопостачання (ЦТ), що перебувають у вкрай
занедбаному стані.
ССЦТ-СГА є порівняно новим видом систем ЦТ, вартість теплоти від них ще не є усталеною величиною, як і вартість самих
систем. За рахунок постійного удосконалення, напрацювання нових технічних рішень та збільшення досвіду впровадження
нових систем кінцева вартість теплопостачання від них постійно зменшувалась протягом минулих десятиліть. Тому в
роботі розглянуто поточний стан досліджень щодо зменшення вартості ССЦТ-СГА та необхідні умови для ефективного
впровадження ССЦТ-СГА. Як показав проведений економічний аналіз, зі збільшенням об’єму значно знижується вартість
акумулятора, що дозволяє обґрунтувати його використання в ЦТ у разі високої щільності споживання теплоти. Бібл. 45,
табл. 1, рис. 2.
Ключові слова: відновлювана енергетика, опалення, сезонне акумулювання, геотермальна енергетика.
ANALYSIS OF THE CONSIDERATIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF
SEASONAL GEOTHERMAL ENERGY STORAGE USED IN SOLAR DISTRICT
HEATING SYSTEMS
O. Lysak
Institute of Renewable Energy of the National Academy of Sciences of Ukraine,
02094, 20А Hnata Khotkevycha St., Kyiv, Ukraine.
The purpose of this article is to analyze the application of seasonal geothermal energy storage (SGES), also known as seasonal thermal
energy storage (STES) or underground thermal energy storage (UTES), in solar district heating systems (SDHS). Such systems are
designated in the article as SDHS-SGES, which store heat from solar collectors in hot months for space heating use when needed,
including during winter months.
The classification of SDHS-STES was made and the possible choice of a STES solution was analyzed. From the economical point of
view, the best solution is the usage of pit thermal energy storage (PTES) systems. As for other options, they either cost more than PTES
or they require some very special environment to install them. In order to show how much consumers could be supplied by SDHS-
STES, there were shown some examples.
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 73
With regard to the introduction of SDHS-STES, among the factors that contributed to their widespread use were: lower cost of solar
collectors, high prices for fossil fuels, the exist of district heating systems, lowering the temperature regime in district heating. However,
in Ukraine, at present, the implementation of SDHS-STES can be significantly complicated due to the large number of district heating
(DH) systems in a very neglected state.
Since SDHS-SGES is a relatively new type of DH systems, the cost of heat from them is not yet an established value, as well as the cost
of the systems themselves. Due to constant improvement, development of new solutions and increasing experience in the implementation
of new systems, the cost of such system has been constantly decreasing over the past decades. Therefore, the work considers the current
state of research on what are the directions for reducing the cost of SDHS-SGES and what conditions are necessary for the
implementation of SDHS-SGES.
As shown by the conducted economic analysis, with an increase in volume, the cost of the thermal energy storage significantly
decreases, which makes it possible to justify the use of DH systems in the case of a high density of heat consumption. Ref. 45,
table. 1, fig. 2.
Keywords: renewable energy, heating, seasonal storage, geothermal energy, central solar water heating
О.В. Лисак
O. Lysak
Відомості про автора: головний технолог
Інституту відновлюваної енергетики НАНУ
Освіта: Київський національний університет
будівництва і архітектури. Спеціальність
«Теплогазопостачання і вентиляція»
Наукова сфера: відновлювані джерела
енергії, геотермальна енергетика, системи
акумулювання теплоти
Публікації: понад 20
ORCID: 0000-0002-4934-0685
Контакти: тел./факс: +38(044)206-28-09
e-mail: geotherm@ukr.net
Author information: chief technologist at the
Institute for Renewable Energy of the National
Academy of Sciences of Ukraine
Education: Kyiv National University of
Construction and Architecture. The degree in heat
& gas supply and ventilation
Research area: renewable energy sources,
geothermal energy, heat storage systems.
Publications: more than 20
ORCID: 0000-0002-4934-0685
Contacts: phone/fax: +38(044)206-28-09
e-mail: geotherm@ukr.net
Вступ. Останніми роками суттєво зросли
потужність та частка джерел відновлюваної
енергії, зокрема в системах теплопостачання [1].
Технології, які ще декілька десятиліть тому
розглядались як експериментальні і впровадження
яких потребувало значних інвестицій та допомоги
з боку держави, сьогодні вже є
конкурентоспроможними й здатними замінити
існуючі системи теплопостачання з
використанням горючих корисних копалин як
палива, що, зокрема, має знизити кількість
викидів вуглекислого газу й стати ще одним
кроком в боротьбі з глобальними змінами
клімату [2, 3].
Водночас сьогодні темпи й масштаби
заміщення традиційних джерел енергії на
відновлювані вважаються незадовільними,
оскільки проблема глобального потепління дедалі
швидше набирає обертів – тож її подолання
потребує міжнародного координування зусиль.
Так, з 1 по 12 листопада 2021 року має відбутися
Конференція ООН зі зміни клімату, також відома
як COP26 (Conference of the Parties, the 26th
meeting). На конференції буде представлена
дорожня карта щодо майбутнього енергетичного
сектора, розроблена Міжнародним енергетичним
агентством (МЕА, англ. International Energy
Agency, IEA), метою якої є досягнення глобальної
вуглецевої нейтральності до 2050 року та
обмеження глобального зростання температури
1,5 °С [4].
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 74
Термін «вуглецева нейтральність» має дещо
відмінні значення залежно від джерела літератури
[5], але в даному разі йдеться про чисті нульові
(англ. net zero) викиди вуглекислого газу за
рахунок балансування викидів вуглецю з
видаленням вуглецю з атмосфери. Зазначимо, що
технології з уловлювання та використання
вуглецю на даному етапі представлені не
промисловим, а лабораторно-експериментальним
устаткуванням [6], тобто єдиним дійсним
інструментом боротьби зі змінами клімату є саме
зниження викидів вуглекислого газу. При цьому
технології з уловлювання викидів вуглекислого
газу при спалюванні корисних копалин досі не
здатні забезпечувати як екологічні, так й
економічні вимоги, як це було продемонстровано
на прикладі спалювання вугілля [7].
Для досягнення поставленої мети було
запропоновано цілий ряд рішень [4], зокрема
заборона з 2025 року продажу котлів, що
використовують горючі корисні копалини. Таким
чином, створення систем теплопостачання, що
використовують відновлювальні джерела енергії,
отримає додатковий стимул.
Зокрема, потенційною заміною системам
централізованого теплопостачання (ЦТ) з
використанням традиційних джерел енергії є
система сонячного централізованого
теплопостачання (ССЦТ) з використанням
сезонного геотермального акумулювання (СГА),
тобто такі системи також можна позначити як
ССЦТ-СГА. Їхній принцип роботи такий: в
теплий період року сонячні колектори генерують
теплову енергію, яка накопичується в СГА, а в
холодний період року накопичена теплота
використовується для забезпечення
теплопостачання будівель [8].
Метою дослідження є аналіз технологічних
рішень та напрямів розвитку ССЦТ-СГА задля
визначення можливих напрямів удосконалення
роботи таких систем та можливості впровадження
їх в умовах України.
Формулювання завдання
Для виконання поставленої мети були
сформовані такі задачі:
– надати класифікацію ССЦТ-СГА й
проаналізувати вибір СГА;
– проаналізувати сфери застосування
ССЦТ-СГА й надати приклади їх впровадження;
– розглянути розвиток систем ЦТ в Україні
з огляду на можливість впровадження ССЦТ-СГА
в Україні та порівняти їх з особливостями
впровадження ССЦТ-СГА в інших країнах світу;
– порівняти вартість різних систем
акумулювання теплоти – як сезонних, так і
несезонних, – щоби продемонструвати економічні
переваги застосування СГА.
– виконати аналіз програмного
забезпечення, що застосовується фахівцями для
проєктування ССЦТ-СГА, зокрема для
моделювання теплообміну СГА.
Класифікація системи ССЦТ-СГА та
вибір типу СГА
Перш ніж наводити типи СГА, потрібно
розглянути різницю між запропонованим в даній
роботі терміном «ССЦТ-СГА» й характеристикою
таких систем за кордоном. Важливі
узагальнювальні дані щодо ССЦТ-СГА наведено
в звіті [9], складеному на замовлення МЕА в
рамках Програми співпраці в галузі технологій
сонячного опалення та охолодження («IEA Solar
Heating and Cooling Programme»).
Як зазначено у звіті [9], класифікація
починається з систем «сонячного
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 75
теплопостачання» (англ. solar heating), тобто
систем, які використовують теплоту, вироблену
сонячними колекторами. Надалі типи систем
можливо поділити на такі, що використовуються
за місцем встановлення сонячних колекторів
(коли сонячний колектор приєднано до будівлі,
яку він обслуговує), й ті, що підключені до
теплової мережі, тобто це і є ССТЦ.
В подальшому системи можливо
класифікувати за типом використовуваного ними
акумулятора: короткотривалого чи сезонного. В
останньому разі це й будуть системи, що
класифіковані як ССТЦ-СГА.
Існує чотири типи СГА [8]: 1) з
використанням баків-акумуляторів (tank thermal
energy storage, TTES); 2) з використанням
«штучних озер» (pit thermal energy storage, PTES);
3) з використанням свердловин (borehole thermal
energy storage, BTES); 4) з акумулюванням
теплоти у водоносному горизонті (aquifer thermal
energy storage, ATES). Щодо вибору між ними
застосовують різні підходи.
Зокрема, у звіті [9] було розглянуто лише
два типи СГА, вибір між якими залежав від
необхідної потужності системи та наявності
вільного простору для розміщення комплексу
ССЦТ-СГА. Застосовувати BTES рекомендовано
в разі меншого діапазону потужності
(0,7…7 МВт) та обмеженості місця, коли сонячні
колектори можуть бути розміщені лише на дахах
будівель [9]. Якщо діапазон потужності більший
(14…140 МВт) та за наявності вільного місця
сонячні колектори можуть бути розміщені на
поверхні землі, кращим варіантом вважались
PTES [9].
Але наведена вище точка зору не означає,
що розробки інших варіантів СГА припинились.
Як свідчить економічний аналіз, проведений в
[10], усі чотири типи СГА продовжують
упроваджуватись і сьогодні. Розглянуто не тільки
власне вартість проєктів, але й причини як
зависокої, так і занизької вартості
теплопостачання від ССЦТ-СГА. Здебільшого
такі значні коливання вартості пов’язувались із
вартістю обладнання (як занадто дороге
обладнання, так і занадто дешеве), відсутністю
резервної системи теплопостачання, незначною
часткою теплопостачання від ССЦТ-СГА у
загальному теплопостачанні обслуговуваного
об’єкта тощо. В результаті при нормалізації
вартості теплопостачання від ССЦТ-СГА було
встановлено, що лише PTES та в деяких випадках
ATES є економічно конкурентоспроможними у
порівнянні з газовими системами опалення.
Зниження вартості ATES було досягнуто за
рахунок відмови від додаткового джерела
теплопостачання та застосування низьких
температур теплопостачання. Зокрема, йшлося
про теплопостачання теплиці за максимальної
температури 25 °C. Відзначимо, що температура
водоносного горизонту може бути вищою за
наведене значення, а отже, мати вищі економічні
показники та перспективи щодо
впровадження [11–13].
Таким чином, можна зробити висновок, що
саме системи PTES є найдоцільнішими на даному
етапі розвитку технологій СГА, що також
підтверджується широким впровадженням таких
систем в Данії – країні, яка є лідером у сфері
застосування ССЦТ-СГА [14]. Зокрема, майже усі
наведені в [14] ССЦТ-СГА є PTES, лише одна
була BTES.
Стосовно економічних показників PTES
привертає увагу те, що в [9] значення LCOE (англ.
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 76
levelized cost of energy, приведена вартість енергії)
від PTES є помітно меншими, ніж для фактичних
значень, проаналізованих в [10]. Так, у [9] вказано,
що LCOE в умовах Південної Європи становила
33…43 €/(МВт·год), а в умовах Центральної
Європи – 47…63 €/(МВт·год). Розглянутий в [10]
діапазон LCOE складав 47…88 €/(МВт·год).
Сфери застосування ССЦТ-СГА
Хоча на початку роботи зазначалось, що
ССЦТ-СГА мають замінити собою системи
опалення, які використовують корисні копалини
як джерело енергії, ССЦТ-СГА переважно
застосовуються як складова частина нових
житлових комплексів [15,16]. Це пояснюється
тим, що обслуговувані розглянутими системами
будинки мали вищий коефіцієнт термічного
опору, а отже, – й менші тепловтрати. Також не
було необхідності модернізувати наявну
інфраструктуру, як таку, що не відповідає
стандартам раціонального використання
низькотемпературних систем опалення,
характерних у випадку ССЦТ-СГА. Проте
питання зменшеної температури теплоносія в
системах ЦТ залишається дискусійним. Зокрема,
в [17] оптимальною температурою подачі
теплоносія вважались 60…70 °С: вищі показники
призводили до збільшеного споживання палива,
нижчі – до більших витрат на встановлення
системи. Але існує й альтернативний погляд на це
питання, а саме в [14] автори розглядали
перспективи зниження температури подачі
теплоносія в мережі до 50 °С, стверджуючи, що це
дозволить знизити тепловтрати в мережі та
підвищити ефективність застосування сонячних
колекторів.
Інший напрям впровадження ССЦТ-СГА –
гаряче водопостачання (ГВП), але в разі
теплопостачання малоповерхових індивідуальних
будівель у теплий період року основним
джерелом теплопостачання систем ГВП можуть
бути індивідуальні системи, що використовують
сонячні колектори без акумулювання,
розташовані на даху будівель, а як резервне
джерело енергії – котли [3]. У впроваджених
проєктах такі котли використовували переважно
традиційне паливо, але в майбутньому джерелом
теплоти в таких системах можуть стати
відновлювані джерела енергії. Зокрема,
пропонується замінювати природний газ на
водень [8].
Більшість впроваджуваних донині систем
сонячного теплопостачання з використанням
сезонного геотермального акумулювання було
розроблено для малоповерхових індивідуальних
будівель, тобто сьогодні відсутні значущі дані
щодо того, які результати аналогічні системи
можуть демонструвати за умови щільної міської
забудови [3]. Попередню оцінку можливості
впровадження розглянутих систем у містах слід
проводити з урахуванням обмеження об’єму та
площі, необхідних для сезонного геотермального
акумулятора. Його характеристики залежать від
вибраного принципу роботи акумулятора,
наявності чи відсутності теплового насосу в схемі
його роботи й температурного режиму
споживачів теплової енергії.
Загалом спостерігається тенденція до
зниження вартості ССЦТ-СГА. Розглянемо
застосування таких систем у Данії, яка є світовим
лідером у їх впровадженні. Так, близько 70 %
потужних ССЦТ встановлено в Данії [14]. Серед
перелічених сприятливих факторів для
впровадження в Данії систем ССЦТ такі:
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 77
1) низька вартість сонячних колекторів та
виробництво здебільшого сонячних колекторів
високої ефективності;
2) висока вартість інших джерел енергії:
електроенергії та природного газу (в період
зниження вартості газу уряд підвищував податок
на його використання [18], щоб зберегти для
споживачів стимул для переходу на відновлювані
джерела енергії);
3) статус компаній, що займаються
теплопостачанням та перебувають у власності
спільноти, по суті, кінцевих споживачів
виробленої продукції (компанії, які займаються
теплопостачанням [18,19], повинні бути
неприбутковими організаціями);
4) високий відсоток доступу споживачів
до ЦТ у країні знижує вартість початкових
інвестицій для створення ССЦТ;
5) наявність дешевої та доступної землі
для розміщення сонячних колекторів у сільській
та приміській місцевості, що знижує вартість
встановлення системи генерації теплоти
(сонячних колекторів) та СГА.
Приклади впровадження ССЦТ-СГА в
різних країнах
Далі розглянемо приклади встановлення
систем для обслуговування різних споживачів.
1. TTES
1.1. Friedrichshafen (Німеччина)
Дана система створювались у два етапи. На
першому етапі (1996 рік) ССЦТ-СГА увійшла до
складу системи ЦТ, що обслуговувала
280 квартир у багатоквартирних будинках та
дитячий садок. Загальна площа для опалення
означених приміщень складала приблизно
23 000 м2 [15,20]. На другому етапі до системи
акумулювання було підключено систему ЦТ
блокованої забудови (тип малоповерхової
житлової забудови з розташуванням у ряд
однотипних житлових будинків, що блокуються
один з одним боковими стінами) на 110 квартир.
1.2. Мюнхен (Німеччина)
У 2007 році в Мюнхені була встановлена
система ССЦТ-СГА, яка обслуговувала 300
будинків [21].
2. BTES
2.1. Neckarsulm (Німеччина)
Система була впроваджена в 1997 році й
двічі розширена (у 1998 та 2001 роках). Повне
проєктне значення запасу тепла в акумуляторі
було досягнуто через п’ять років після початку
подачі енергії до нього [20]. На даному етапі
розглянута система забезпечує теплопостачання
300 квартир, школи, магазину та двох будинків
для літніх людей.
2.2. Drake Landing Solar Community
(Канада)
Система була впроваджена в 2007 році. Як і
в попередній системі, знадобилося п’ять років для
того, щоби вийти на проєктне значення запасу
тепла в акумуляторі [16,22,23]. Дана система
обслуговувала 52 житлових будинки з середньою
площею будівлі 145 м2. Варто відзначити, що цей
проєкт досі не вважається економічно
конкурентним з газовими системами
теплопостачання [14].
3. PTES
3.1. Marstal (Данія)
Система була впроваджена в 2012 році для
забезпечення теплом 16 000 споживачів [24,25].
4. ATES
4.1. Rostock (Німеччина)
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 78
Система була впроваджена в 2000 році для
обслуговування 108 квартир загальною площею
7000 м2 [26].
Аналіз розвитку систем ЦТ в Україні та
світі з огляду на можливість впровадження
таких систем в Україні
Протягом останнього десятиліття в Україні
на місцевому рівні було реалізовано різноманітні
ідеї щодо подальшого розвитку систем ЦТ. Але
всі дослідження постійно стикаються з тими
самими проблемами – зношеністю труб систем
ЦТ, їх аварійним станом, значними витоками
теплоносія тощо. Йдеться майже
безальтернативно про сприйняття за норму
аварійного стану як типового для систем ЦТ
взагалі. Проте перехід до сучасних систем ЦТ,
зокрема ССЦТ-СГА, передбачає розгляд таких
систем лише в працездатному стані.
В деяких випадках, як, наприклад, у
м. Жмеринка [27], жителі відмовляються від
системи ЦТ на користь автономних квартирних
котлів з використанням природного газу. Жителі
українських міст, розташованих поблизу АЕС
(Нікополь, Марганець, Покров та інші), вирішили
відмовитися від централізованого опалення й
перейти на електроопалення [28]. В м. Кам’янець-
Подільський [29] як перспектива розглядався
частковий перехід систем ЦТ з газу на
водовугільне паливо (рідке паливо, яке
отримують шляхом змішування подрібненого
вугілля, води та пластифікатора). Зазначимо, що
даний варіант розглядався як економічно
придатний [30], хоча таке паливо популярне лише
в країнах Східної Європи та Китаї [29], і сьогодні
в Західній Європі та Північній Америці така
технологія не розглядається як економічно
обґрунтована [7].
Хоча в планах розвитку теплопостачання
міст України завжди зазначається й необхідність
впровадження відновлюваних джерел енергії, на
сьогодні децентралізація систем теплопостачання
відбувається переважно за рахунок переходу на
автономні газові котли (частіше) та електричні
котли [31,32]. Значну увагу при цьому приділяють
забезпеченню необхідного значення щільності
теплопостачання – параметру, який є
співвідношенням кількості спожитої протягом
року теплоти й певного питомого показника
(площа, загальна протяжність труб у місцевості
тощо), і який характеризує доцільність
застосування ЦТ.
Отже, впровадження ССЦТ-СГА в Україні
потребуватиме не лише створення комплексу
«теплогенерація–акумулювання», але й повної
заміни системи опалення споживачів (рис. 1):
заміни мереж теплопостачання та заміни системи
опалення в будівлях, зокрема внаслідок зміни
температурного режиму систем (перехід на
низькотемпературні системи опалення, що,
наприклад, потребуватиме радіаторів з більшою
площею поверхні).
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 79
а б
Рис. 1. Системи опалення споживачів: а – системи ЦТ з використанням традиційного палива; б – ССЦТ-СГА з
використанням резервного джерела теплопостачання
Fig. 1. Consumer heating systems: a) DH systems using fossil fuel; b) Solar district heating system with seasonal storage and a
back up heat supply source
Доцільно порівняти дані з України з даними
щодо розвитку систем ЦТ у Західній Європі.
Резолюція згаданої у вступі статті
конференції COP26 щодо заборони використання
горючих корисних копалин з 2025 року матиме
рекомендаційний характер, однак деякі країни
вже впроваджують такі зміни на національному
рівні. Зокрема, у Великій Британії з 2025 року
буде заборонено зводити будівлі, в яких як
джерело опалення використовуватиметься
традиційне паливо [33]. Такі обмеження вже
прийняті в Данії: з 2013 року там заборонено
встановлювати газові та мазутні котли в нових
будівлях, а з 2016-го – встановлювати мазутні
котли в тих будівлях, які розташовані в районах з
постачанням природного газу або з наявністю
системи ЦТ [19]. Тобто користувачів законодавчо
обмежують у виборі між індивідуальними
системами теплозабезпечення від відновлюваних
джерел енергії (теплові насоси, котли на біомасі
тощо) та підключенням до систем ЦТ, в яких
поступово відбуватиметься заміщення
традиційних джерел енергії на відновлювані.
Не весь досвід іноземного впровадження
ЦО може бути корисним для України. Зокрема,
зазначалося [18], що лише в 2025 році в м.
Копенгаген, столиці Данії, буде припинено роботу
систем парового теплопостачання, які вже давно
не використовуються в Україні.
Аналіз економічного підґрунтя для
застосування сезонних геотермальних систем
акумулювання
Оскільки в джерелах переважно вказують
іноземні грошові одиниці, то для переведення в
гривні використано такі коефіцієнти: 1 € = 32,60₴
станом на 10.08.2021 [34]. Визначення вартості
баку-акумулятора визначається згідно з об’ємом
як [9]:
вст ак €,,Bc A V C (1)
де A, B, C – коефіцієнти, що залежать від типу
акумулятора (табл. 1), ак
BV – об’єм
акумулятора, м3. Варто враховувати, що інколи в
літературі вказується фактичний об’єм
акумулятора, а інколи – еквівалентний водяний
об’єм акумулятора.
Згідно з проведеними розрахунками
(рис. 2), найменшу питому вартість мають
акумулятори найбільшого об’єму. Отже,
використання більш потужних ССЦТ-СГА має
економічне підґрунтя, оскільки забезпечує менші
витрати коштів на їх встановлення.
Аналіз програмного забезпечення для
моделювання СГА
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 80
Наведені вище дані вартості акумуляторів
не відображають усієї складності їх підбору.
Зокрема, відомі випадки значних помилок при
моделюванні теплопостачання ССЦТ-СГА, які
призводили до переоцінки кількості
акумульованої теплоти в СГА [20]: тепловтрати
системи виявились значно більшими, ніж
розраховано), або недооцінювалось значення
теплоспоживання (будівлі мали більші
тепловтрати, ніж було розраховано). Отже, при
встановленні таких систем необхідно враховувати
можливість помилки внаслідок недосконалого
розуміння принципів побудови СГА. Для
уникнення таких неприємних ситуацій слід
використовувати більш точні моделі, які
запропоновано різними виробниками
програмного забезпечення з моделювання
енергетичних систем.
Зазвичай для моделювання роботи
геотермальних систем теплопостачання
використовують програмне забезпечення
TRNSYS [35–37], яке дозволяє змоделювати
характер роботи вказаної системи при відомих
значеннях сонячних теплонадходжень та
температури зовнішнього повітря протягом року.
Існують альтернативні програми, як-от
EnergyPlus, HVACSIM+, eQuest, GeoStar,
GEOEASE II [2,38,39]. У разі моделювання
теплопостачання в холодний період року похибка
між експериментально отриманими даними та
прогнозованими даними з використанням
програми EnergyPlus була меншою (6 %), ніж при
використанні програми TRNSYS (11 %).
Рис. 2. Питома вартість, грн/м3, акумуляторів залежно від їх об’єму [9,40]:
Криві вартості: 1 – побутовий бак-акумулятор для зберігання гарячої води; 2 – бак-акумулятор з вуглецевої сталі, що
працює під надлишковим тиском; 3 – бак-акумулятор з неіржавної сталі, що працює без надлишкового тиску; 4 –
акумулятор з використанням свердловин; 5 – акумулятор з використанням «штучного озера».
ССЦТ-СГА: демонстраційні проєкти: Ottrupgård, Sunstore 2 Marstal, Sunstore 3 Dronninglund, Sunstore 4 Marstal; розроблені
для стандартизованого встановлення: Vojens, Gram, Toftlund
Fig. 2. Specific cost, UAH/m3, of storge heaters per their volume according [9,40]:
Cost function: 1 – domestic hot water tanks; 2 – pressurized carbon steel tanks; 3 – non-pressurized (stainless) steel tanks; 4 –
borehole thermal energy storages (BTES); 5 – pit thermal energy storage (PTES).
Solar district heating: demonstrational plants: Ottrupgård, Sunstore 2 Marstal, Sunstore 3 Dronninglund, Sunstore 4 Marstal;
commercial plants: Vojens, Gram, Toftlund.
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 81
Таблиця 1. Коефіцієнти для розрахунку формули (1)
Table 1. The values of the coefficient for the equation (1)
№ Тип акумулятора Діапазон об’єму, м3 A B C
1 Бак-акумулятор для зберігання гарячої
води
0,2 … 1,0 114,5 -1,441 1250
2 Бак-акумулятор з вуглецевої сталі, що
працює під надлишковим тиском
0,5 … 500 403,5 -0,4676 750
3 Бак-акумулятор з неіржавної сталі, що
працює без надлишкового тиску
500 … 50 000 11 680 -0,5545 130
4 Акумулятор з використанням
свердловин
5000 … 100 000 25 330 -0,685 30
5 Акумулятор з використанням
«штучного озера»
1000 … 200 000 15 630 -0,6156 25
Проте більш широкому використанню
TRNSYS сприяла значно більша кількість
модифікацій, які дають змогу розв’язувати більшу
кількість задач [2]. Варто відзначити, що
відбувається постійне удосконалення
програмного забезпечення, тому наведені дані
можуть бути ще більш наближеними до
характеристик реального акумулятора [39]. І
взагалі, підтвердження запропонованих моделей
теплообміну СГА відбувається шляхом
порівняння результатів їх моделювання з
отриманими в ході експлуатації СГА даними [41].
Ще однією запропонованою
альтернативою TRNSYS може також слугувати
мова програмування Modelica, для якої створено
значну кількість готових моделей для систем ЦТ,
включно з ССЦТ-СГА [42]. Серед переваг
застосування Modelica – заощадження коштів
проєктувальників таких систем та більша
гнучкість у моделюванні, а серед недоліків –
значно триваліші розрахунки [42]. Проте
безпосередньо в роботі автори не наводять
критерію для визначення співвідношення часу
розрахунків для кожної з моделей, через це умовні
припущення при обох моделюваннях суттєво
відрізнялись одне від одного.
Що ж до вибору моделі для симуляції
теплообміну в СГА, то згідно з аналізом МЕА для
моделювання теплообміну обох розглянутих
типів СГА застосовувалась TRNSYS [43,44].
У випадку СГА зі свердловини
рекомендовано [43] використовувати модель
TRNSYS Type 557, призначену для моделювання
свердловин циліндричної форми. Застосування
інших форм є можливим, але введення поправки
на них призводитиме до збільшення похибки.
У випадку СГА типу «штучні озера» було
запропоновано використовувати відразу три
моделі TRNSYS для трьох різних задач
моделювання [44], відповідно до яких СГА має
різні форми:
Циліндр (TRNSYS Type 342). Така модель
є найменш точною, але найшвидшою при
проведенні розрахунків, що дозволяє
використовувати її для попередньої оцінки
необхідних габаритів СГА, значення його
тепловтрат, тощо.
Перевернутий зрізаний конус (TRNSYS
Type 1300 та 1301). Компонент Type 1300
призначено для моделювання теплообміну власне
у СГА, а компонент Type 1301 – у ґрунті навколо
СГА. Моделювання теплообміну між
компонентами відбувається шляхом поєднання
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 82
цих двох моделей. Точність і швидкість
розрахунку даної моделі є середніми.
Перевернута зрізана піраміда (TRNSYS
Type 1322). Точність і швидкість розрахунку цієї
моделі є найвищими.
Варто відзначити, що в усіх моделях
застосовується двовимірне моделювання
теплообміну в СГА. При цьому в перших двох
моделях застосовується й двовимірне
моделювання теплообміну в ґрунті навколо СГА.
В останній моделі застосовано тривимірне
моделювання теплообміну в ґрунті.
Тому вдосконалення системи прогнозу та
контролювання теплопостачання у вже
розроблених проєктах так само може дати
економію. Наприклад, в [45] було
продемонстровано, як за допомогою
удосконалення системи прогнозування
теплонадходження та теплоспоживання у випадку
системи ССЦТ-СГА Drake Landing Solar
Community було досягнуто економію енергії 5 %.
Висновки
1. Останні тенденції в сфері
теплозабезпечення фактично обумовлюють
заборону на використання викопних корисних
копалин для виробництва теплоти в новобудовах і
в такий спосіб стимулюють користувачів
звернутись до альтернативних екологічних
рішень, зокрема й ССЦТ-СГА.
2. Впровадження ССЦТ-СГА в Україні
вимагатиме повної зміни умов роботи ЦТ, а саме
постане потреба в транспортуванні теплоносія
нижчої, ніж прийнято зараз, температури. Це
унеможливить використання нового джерела
енергії в тих системах, які раніше
використовували природний газ і
високотемпературний теплоносій.
3. Збільшення розміру акумулятора дає
змогу значно заощаджувати кошти на
встановлення системи, що дозволить будувати
системи ЦО з меншими початковими витратами.
4. При розрахунках ССЦТ-СГА можливі
помилки при моделюванні експлуатації СГА та
помилки при моделюванні графіків
теплопостачання. Це призводить до неякісної
роботи системи ССЦТ-СГА й, відповідно, до
більших витрат споживачів.
5. Найбільш розповсюдженим
програмним забезпеченням для моделювання
роботи СГА є програма TRNSYS. Однак дане
програмне забезпечення не завжди надає
найточніші результати, тому остаточні рішення
варто приймати, ознайомившись з результатами
розрахунків в альтернативних програмах.
6. При моделюванні СГА застосовують
переважно спрощені моделі теплообміну.
Зокрема, спрощують геометричну форму для
пришвидшення отримання попередніх даних та
зменшення можливого діапазону оптимальних
рішень з метою застосування в подальшому більш
детального моделювання.
7. Особливу увагу в розгляді проблем на
шляху впровадження ССЦТ-СГА слід приділити
вивченню особливостей довготривалої
експлуатації ССЦТ-СГА (життєвого циклу
системи від її встановлення до припинення її
експлуатації) та можливостей розширення СГА в
разі необхідності збільшення кількості
акумульованої теплоти. Наразі вивчення
життєвого циклу ССЦТ-СГА є порівняно мало
вивченою тематикою.
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 83
1. Rämä M., Wahlroos M. Introduction of new
decentralised renewable heat supply in an existing district heating
system. Energy. 2018. Vol. 154. Pp. 68–79.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.03.105
2. Shah S.K., Aye L., Rismanchi B. Seasonal thermal
energy storage system for cold climate zones: A review of recent
developments. Renew. Sustain. Energy Rev. 2018. Vol. 97.
Pp. 38–49. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.08.025
3. Tschopp D. et al. Large-scale solar thermal systems in
leading countries: A review and comparative study of Denmark,
China, Germany and Austria. Appl. Energy. 2020. Vol. 270.
P. 114997. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114997
4. Net Zero by 2050. A Roadmap for the Global Energy
Sector [Електронний ресурс].
URL: https://iea.blob.core.windows.net/assets/beceb956-0dcf-
4d73-89fe-1310e3046d68/NetZeroby2050-
ARoadmapfortheGlobalEnergySector_CORR.pdf
(дата звернення: 26.07.2021)
5. Salvia M. et al. Will climate mitigation ambitions lead
to carbon neutrality? An analysis of the local-level plans of 327
cities in the EU. Renew. Sustain. Energy Rev. 2021. Vol. 135. P.
110253. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110253
6. Al-Mamoori A. et al. Carbon Capture and Utilization
Update. Energy Technol. 2017. Vol. 5. № 6. Pp. 834–849. DOI:
https://doi.org/10.1002/ente.201600747
7. Biello D. The Carbon Capture Fallacy // Sci. Am. 2015.
Vol. 314. № 1. Pp. 58–65.
DOI: https://doi.org/10.1038/scientificamerican0116-58
8. Лисак О.В. Аналіз системи центрального
теплопостачання за використання сезонного геотермального
акумулювання в комбінації з системою виробництва та
споживання водню. Відновлювана енергетка. 2020. № 3.
С. 70–88.
DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.3(62).70-88
9. IEA SHC Task 52: Solar Thermal and Energy
Economy in Urban Environments : TECHNOLOGY AND
DEMONSTRATORS Technical Report Subtask C – Part C1:
Classification and benchmarking of solar thermal systems in
urban environments [Електронний ресурс].
URL: https://task52.iea-shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-
SHC-Task52-STC1-Classification-and-Benchmarking_v02.pdf
(дата звернення: 26.07.2021)
10. Yang T. et al. Seasonal thermal energy storage: A techno-
economic literature review // Renew. Sustain. Energy Rev. 2021.
Vol. 139. P. 110732. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.110732
11. Морозов Ю.П. Добыча геотермальных ресурсов и
аккумулирование теплоты в подземных горизонтах:
монография. Київ. Наук. думка. 2017. 197 с.
ISBN 978-966-00-1553-1
12. Морозов Ю.П., Барило А.А. Обґрунтування методики
визначення теплового потенціалу геотермічних пластових
покладів. Відновлювана енергетика. 2021. № 1(64). Pp. 81–86.
DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.1(64).81-86
13. Морозов Ю.П., Барило А.А., Чалаєв Д.М.,
Добровольський М.П. Енергетична ефективність
використання перших від поверхні водоносних горизонтів
для тепло- і хладопостачання. Відновлювана енергетика.
2019. № 2. С. 70–78.
DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.2(57).70-78
14. Tian Z. et al. Large-scale solar district heating plants
in Danish smart thermal grid: Developments and recent trends.
Energy Convers. Manag. 2019. Vol. 189. Pp. 67–80.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.03.071
15. Rezaie B., Reddy B.V., Rosen M.A. Assessment of the
Thermal Energy Storage in Friedrichshafen District Energy
Systems. Energy Procedia. 2017. Vol. 116. Pp. 91–105.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.05.058
16. Mesquita L. et al. Drake Landing Solar Community:
10 Years of Operation. Proceedings of SWC2017/SHC2017.
Freiburg. Germany: International Solar Energy Society. 2017.
Pp. 1–12. DOI: https://doi.org/10.18086/swc.2017.06.09
17. Ommen T., Markussen W.B., Elmegaard B. Lowering
district heating temperatures – Impact to system performance in
current and future Danish energy scenarios. Energy. 2016.
Vol. 94.Pp. 273–291.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.10.063
18. Copenhagen District Heating System. [Електронний
ресурс]. URL: https://www.districtenergyaward.org /wp-
content/uploads/2012/10/Copenhagen_Denmark-
District_Energy_Climate_Award.pdf
(дата звернення: 26.07.2021)
19. Regulation and planning of district heating in
Denmark. [Електронний ресурс]. Danish Energy Agency. 2016.
URL: https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Globalcooperation/regulati
on_and_planning_of_district_heating_in_ denmark.pdf.
(дата звернення: 26.07.2021)
20. Nußbicker-Lux J. et al. Monitoring results from
german central solar heating plants with seasonal thermal energy
storage. EFFSTOCK 2009. Stockholm. Sweden. June 14–17
2009.
https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.03.105
https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.08.025
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114997
https://iea.blob.core.windows.net/assets/beceb956-0dcf-4d73-89fe-1310e3046d68/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector_CORR.pdf
https://iea.blob.core.windows.net/assets/beceb956-0dcf-4d73-89fe-1310e3046d68/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector_CORR.pdf
https://iea.blob.core.windows.net/assets/beceb956-0dcf-4d73-89fe-1310e3046d68/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector_CORR.pdf
https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110253
https://doi.org/10.1002/ente.201600747
https://doi.org/10.1038/scientificamerican0116-58
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.3(62).70-88
https://task52.iea-shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-SHC-Task52-STC1-Classification-and-Benchmarking_v02.pdf
https://task52.iea-shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-SHC-Task52-STC1-Classification-and-Benchmarking_v02.pdf
https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.110732
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.1(64).81-86
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.2(57).70-78
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.03.071
https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.05.058
https://doi.org/10.18086/swc.2017.06.09
https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.10.063
https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Globalcooperation/regulation_and_planning_of_district_heating_in_%20denmark.pdf
https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Globalcooperation/regulation_and_planning_of_district_heating_in_%20denmark.pdf
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 84
21. Keil C. et al. Application of customized absorption
heat pumps for utilization of low-grade heat sources. Appl.
Therm. Eng. 2008. Vol. 28. Is. 16. Pp. 2070–2076.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2008.04.012
22. Sibbitt B. et al. The Performance of a High Solar
Fraction Seasonal Storage District Heating System – Five Years
of Operation. Energy Procedia. 2012. Vol. 30. Pp. 856–865.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.11.097
23. Karasu H., Dincer I. Life cycle assessment of
integrated thermal energy storage systems in buildings: A case
study in Canada. Energy Build. 2020. Vol. 217. P. 109940.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.109940
24. Andersen P.D., Bødker L., Jensen M.V. Large Thermal
Energy Storage at Marstal District Heating [Електронний
ресурс]. Proceedings of the 18th International Conference on Soil
Mechanics and Geotechnical Engineering. Paris 2013.
URL: https://www.cfms-sols.org/sites/default/files/Actes/3351-
3354.pdf (дата звернення: 26.07.2021)
25. 10,000 INSULATING LID SOLUTION FOR PTES,
DENMARK. [Електронний ресурс].
URL: https://www.aalborgcsp.com/projects/10000-insulating-
lid-solution-for-ptes-denmark/ (дата звернення: 26.07.2021)
26. Schmidt T., Müller-Steinhagen H. The Central Solar
Heating Plant with Aquifer Thermal Energy Store in Rostock -
Results after four years of operation. EuroSun 2004 – The 5th
ISES Europe Solar Conference. 20–23 June 2004. Freiburg.
Germany. 2004.
27. Впровадження автономного індивідуального
опалення в малих містах України як оптимальний спосіб
вирішення проблем у комунальній сфері. Досвід міста
Жмеринка. Нова Тема. 2007. № 4. С. 37–39.
28. Як Нікополь, Марганець та Покров позбулися
централізованого опалення. [Електронний ресурс].
URL: https://www.epravda.com.ua/publications/2017/11/16/631216
(дата звернення: 26.07.2021)
29. Коргутлова Л.П., Фоменко О.С. Перспектива
розвитку схеми теплопостачання м. Кам’янець-Подільський
.Нова Тема. 2011. № 1. С. 28–31.
30. Круть О.А., Білецький В.С. Водовугільне паливо:
стан проблеми і перспективи використання. Вісн. НАН
України. 2013. № 8. С. 58–65.
31. Децентралізоване опалення в Україні: потенціал
та шляхи впровадження. [Електронний ресурс].
URL: https://www.minregion.gov.ua/wp-
content/uploads/2017/03/Detsentralizovane-opalennya.-
Potentsial-ta-shlyahi-vprovadzhennya.pdf
(дата звернення: 26.07.2021)
32. Олійник С. Перехід на автономне опалення:
“тепловий сепаратизм” триває. [Електронний ресурс].
URL: https://ua-energy.org/uk/posts/perekhid-na-avtonomne-
opalennia-teplovyi-separatyzm-tryvaie
(дата звернення: 26.07.2021)
33. The Future Homes Standard: changes to Part L and
Part F of the Building Regulations for new dwellings
[Електронний ресурс].
URL:https://assets.publishing.service.gov.uk/government/upload
s/system/uploads/attachment_data/file/956094/Government_resp
onse_to_Future_Homes_Standard_consultation.pdf
(дата звернення: 26.07.2021)
34. Курс євро станом на 24.06.2021. [Електронний
ресурс]. URL: https://index.minfin.com.ua/ua/exchange/archive/
nbu/curr/2021-06-24/ (дата звернення: 26.07.2021)
35. Renaldi R., Friedrich D. Techno-economic analysis of
a solar district heating system with seasonal thermal storage in the
UK. Appl. Energy. 2019. Vol. 236. Pp. 388–400.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.11.030
36. Semple L., Carriveau R., Ting D.S.-K. A techno-
economic analysis of seasonal thermal energy storage for
greenhouse applications. Energy Build. 2017. Vol. 154.
Pp. 175–187. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.08.065
37. Salvestroni M. et al. Design of a solar district heating
system with seasonal storage in Italy. Appl. Therm. Eng. 2021.
P. 117438. DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2021.117438
38. Spitler J. et al. Preliminary intermodel comparison of ground
heat exchanger simulation models [Електронний ресурс].
Proceedings of 11th International Conference on Thermal Energy
Storage; Effstock 2009, Stockholm, Sweden, June 14–17.
2009. URL: https://hvac.okstate.edu/sites/default/files/pubs/pape
rs/2009/01-Spitler_et_al_2009.pdf (дата звернення: 26.07.2021)
39. Cui P. et al. Simulation Modelling and Design
Optimization of Vertical Ground Heat Exchanger-GEOSTAR
Program. Procedia Eng. 2015. Vol. 121. Pp. 906–914.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.09.048
40. Epp B. Seasonal pit heat storage: Cost benchmark of
30 EUR/m3 [Електронний ресурс]. URL: https://www.solarther
malworld.org/news/seasonal-pit-heat-storage-cost-benchmark-
30-eurm3. (дата звернення: 26.07.2021)
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2008.04.012
https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.11.097
https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.109940
https://www.cfms-sols.org/sites/default/files/Actes/3351-3354.pdf
https://www.cfms-sols.org/sites/default/files/Actes/3351-3354.pdf
https://www.aalborgcsp.com/projects/10000-insulating-lid-solution-for-ptes-denmark/
https://www.aalborgcsp.com/projects/10000-insulating-lid-solution-for-ptes-denmark/
https://www.minregion.gov.ua/wp-content/uploads/2017/03/Detsentralizovane-opalennya.-Potentsial-ta-shlyahi-vprovadzhennya.pdf
https://www.minregion.gov.ua/wp-content/uploads/2017/03/Detsentralizovane-opalennya.-Potentsial-ta-shlyahi-vprovadzhennya.pdf
https://www.minregion.gov.ua/wp-content/uploads/2017/03/Detsentralizovane-opalennya.-Potentsial-ta-shlyahi-vprovadzhennya.pdf
https://ua-energy.org/uk/posts/perekhid-na-avtonomne-opalennia-teplovyi-separatyzm-tryvaie
https://ua-energy.org/uk/posts/perekhid-na-avtonomne-opalennia-teplovyi-separatyzm-tryvaie
https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/956094/Government_response_to_Future_Homes_Standard_consultation.pdf
https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/956094/Government_response_to_Future_Homes_Standard_consultation.pdf
https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/956094/Government_response_to_Future_Homes_Standard_consultation.pdf
https://index.minfin.com.ua/ua/exchange/archive/nbu/curr/2021-06-24/
https://index.minfin.com.ua/ua/exchange/archive/nbu/curr/2021-06-24/
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.11.030
https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.08.065
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2021.117438
https://hvac.okstate.edu/sites/default/files/pubs/papers/2009/01-Spitler_et_al_2009.pdf
https://hvac.okstate.edu/sites/default/files/pubs/papers/2009/01-Spitler_et_al_2009.pdf
https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.09.048
https://www.solarthermalworld.org/news/seasonal-pit-heat-storage-cost-benchmark-30-eurm3
https://www.solarthermalworld.org/news/seasonal-pit-heat-storage-cost-benchmark-30-eurm3
https://www.solarthermalworld.org/news/seasonal-pit-heat-storage-cost-benchmark-30-eurm3
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 85
41. Kubiński K., Szabłowski Ł. Dynamic model of solar
heating plant with seasonal thermal energy storage. Renew.
Energy. 2020. Vol. 145. Pp. 2025–2033.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.07.120
42. Giraud L., Paulus C., Baviere R. Modeling of Solar
District Heating: A Comparison Between TRNSYS and
MODELICA. Proceedings of the EuroSun 2014 Conference.
Freiburg, Germany: International Solar Energy Society, 2015.
Pp. 1–11. DOI: https://doi.org/10.18086/eurosun.2014.19.06
43. Task 45 Large Systems Seasonal Borehole Thermal
Energy Storage – Guidelines for design & construction. IEA-SHC
TECH SHEET 45.B.3.1 [Електронний ресурс].
URL: https://task45.iea-shc.org/data/sites/1/publications/IEA-
SHC-T45.B.3.1-TECH-Seasonal-storages-Borehole-
Guidelines.pdf (дата звернення: 26.07.2021)
44. Task 55 Large Solar Heating & Cooling Systems
Seasonal pit heat storages - Guidelines for materials &
construction [Електронний ресурс]. URL: https://task55.iea-
shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-SHC-T55-C-D.2-FACT-
SHEET-Guidelines-seasonal-storages.pdf
(дата звернення: 26.07.2021)
45. Quintana H.J., Kummert M. Optimized control
strategies for solar district heating systems. J. Build. Perform.
Simul. 2015. Vol. 8, № 2. Pp. 79–96.
DOI: https://doi.org/10.1080/19401493.2013.876448
REFERENCES
1. Rämä M., Wahlroos M. Introduction of new
decentralised renewable heat supply in an existing district heating
system. Energy. 2018. Vol. 154. Pp. 68–79. [in English].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.03.105
2. Shah S.K., Aye L., Rismanchi B. Seasonal thermal
energy storage system for cold climate zones: A review of recent
developments. Renew. Sustain. Energy Rev. 2018. Vol. 97.
Pp. 38–49. [in English].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.08.025
3. Tschopp D. et al. Large-scale solar thermal systems in
leading countries: A review and comparative study of Denmark,
China, Germany and Austria. Appl. Energy. 2020. Vol. 270.
P. 114997. [in English].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114997
4. Net Zero by 2050. A Roadmap for the Global Energy
Sector [Electronic resource]. URL: https://iea.blob.core.windows.n
et/assets/beceb956-0dcf-4d73-89fe-1310e3046d68/NetZeroby2050-
ARoadmapfortheGlobalEnergySector_CORR.pdf
(Applying date: 26.07.2021). [in English].
5. Salvia M. et al. Will climate mitigation ambitions lead
to carbon neutrality? An analysis of the local-level plans of 327
cities in the EU. Renew. Sustain. Energy Rev. 2021. Vol. 135.
P. 110253. [in English].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110253
6. Al-Mamoori A. et al. Carbon Capture and Utilization
Update. Energy Technol. 2017. Vol. 5. No. 6. Pp. 834–849.
[in English]. DOI: https://doi.org/10.1002/ente.201600747
7. Biello D. The Carbon Capture Fallacy. Sci. Am. 2015.
Vol. 314. No. 1. Pp. 58–65. [in English].
DOI: https://doi.org/10.1038/scientificamerican0116-58
8. Lysak O.V. Analiz systemy tsentralnoho
teplopostachannia za vykorystannia sezonnoho heotermalnoho
akumuliuvannia v kombinatsii z systemoiu vyrobnytstva ta
spozhyvannia vodniu [Analysis of the district heating system with
the seasonal thermal energy storage system together with the
system of hydrogen production and utilisation]. Vidnovliuvana
enerhetyka. 2020. No. 3. Pp. 70–88. [in Ukrainian].
DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.3(62).70-88
9. IEA SHC Task 52: Solar Thermal and Energy
Economy in Urban Environments : TECHNOLOGY AND
DEMONSTRATORS Technical Report Subtask C – Part C1:
Classification and benchmarking of solar thermal systems in
urban environments [Electronic resource].
URL: https://task52.iea-shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-
SHC-Task52-STC1-Classification-and-Benchmarking_v02.pdf
(Applying date: 26.07.2021). [in English].
10. Yang T. et al. Seasonal thermal energy storage: A
techno-economic literature review. Renew. Sustain. Energy Rev.
2021. Vol. 139. P. 110732. [in English].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.110732
11. Morozov Yu.P. Dobycha geotermalnyh resursov i
akkumulirovanie teploty v podzemnyh gorizontah: monografiya.
[Production of geothermal resources and accumulation of heat in
underground horizons: monograph]. Kyiv. Naukova dumka.
2017. 197 p. ISBN 978-966-00-1553-1 [in Russian]
12. Morozov Yu.P., Barylo A.A. Obgruntuvannia
metodyky vyznachennia teplovoho potentsialu heotermichnykh
plastovykh pokladiv [Substantiation of the method of
determination of thermal potential of geothermal layer deposits].
Vidnovluvana energetika. 2021. No. 1(64). Pp. 81–86.
[in Ukrainian].
DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.1(64).81-86
13. Morozov et al Enerhetychna efektyvnist
vykorystannia pershykh vid poverkhni vodonosnykh horyzontiv
https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.07.120
https://doi.org/10.18086/eurosun.2014.19.06
https://task45.iea-shc.org/data/sites/1/publications/IEA-SHC-T45.B.3.1-TECH-Seasonal-storages-Borehole-Guidelines.pdf
https://task45.iea-shc.org/data/sites/1/publications/IEA-SHC-T45.B.3.1-TECH-Seasonal-storages-Borehole-Guidelines.pdf
https://task45.iea-shc.org/data/sites/1/publications/IEA-SHC-T45.B.3.1-TECH-Seasonal-storages-Borehole-Guidelines.pdf
https://task55.iea-shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-SHC-T55-C-D.2-FACT-SHEET-Guidelines-seasonal-storages.pdf
https://task55.iea-shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-SHC-T55-C-D.2-FACT-SHEET-Guidelines-seasonal-storages.pdf
https://task55.iea-shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-SHC-T55-C-D.2-FACT-SHEET-Guidelines-seasonal-storages.pdf
https://doi.org/10.1080/19401493.2013.876448
https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.03.105
https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.08.025
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.114997
https://iea.blob.core.windows.net/assets/beceb956-0dcf-4d73-89fe-1310e3046d68/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector_CORR.pdf
https://iea.blob.core.windows.net/assets/beceb956-0dcf-4d73-89fe-1310e3046d68/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector_CORR.pdf
https://iea.blob.core.windows.net/assets/beceb956-0dcf-4d73-89fe-1310e3046d68/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector_CORR.pdf
https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110253
https://doi.org/10.1002/ente.201600747
https://doi.org/10.1038/scientificamerican0116-58
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2020.3(62).70-88
https://task52.iea-shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-SHC-Task52-STC1-Classification-and-Benchmarking_v02.pdf
https://task52.iea-shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-SHC-Task52-STC1-Classification-and-Benchmarking_v02.pdf
https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.110732
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2021.1(64).81-86
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 86
dlia teplo- i khladopostachannia [Energy efficiency of the shallow
aquifers utilization for the district heating and cooling].
Vidnovliuvana enerhetyka. 2019. No. 2. Pp. 70–78. [in Ukrainian]
DOI: https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.2(57).70-78
14. Tian Z. et al. Large-scale solar district heating plants
in Danish smart thermal grid: Developments and recent trends.
Energy Convers. Manag. 2019. Vol. 189. Pp. 67–80. [in English].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.03.071
15. Rezaie B., Reddy B. V., Rosen M.A. Assessment of the
Thermal Energy Storage in Friedrichshafen District Energy
Systems . Energy Procedia. 2017. Vol. 116. Pp. 91–105.
[in English]. DOI : https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.05.058
16. Mesquita L. et al. Drake Landing Solar Community:
10 Years of Operation. Proceedings of SWC2017/SHC2017.
Freiburg. Germany: International Solar Energy Society. 2017.
Pp. 1–12. [in English].
DOI: https://doi.org/10.18086/swc.2017.06.09
17. Ommen T., Markussen W.B., Elmegaard B. Lowering
district heating temperatures – Impact to system performance in
current and future Danish energy scenarios. Energy. 2016.
Vol. 94. Pp. 273–291. [in English].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.10.063
18. Copenhagen District Heating System. [Electronic
resource]. URL: https://www.districtenergyaward.org /wp-
content/uploads/2012/10/Copenhagen_Denmark-
District_Energy_Climate_Award.pdf (Applying date: 26.07.2021).
[in English].
19. Regulation and planning of district heating in
Denmark. Danish Energy Agency. 2016. [Electronic resource].
URL: https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Globalcooperation/regulati
on_and_planning_of_district_heating_in_ denmark.pdf
(Applying date: 26.07.2021). [in English].
20. Nußbicker-Lux J. et al. Monitoring results from
german central solar heating plants with seasonal thermal energy
storage. EFFSTOCK 2009. Stockholm. Sweden. June 14–17
2009. [in English].
21. Keil C. et al. Application of customized absorption
heat pumps for utilization of low-grade heat sources. Appl.
Therm. Eng. 2008. Vol. 28. Is. 16. Pp. 2070–2076. [in English].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2008.04.012
22. Sibbitt B. et al. The Performance of a High Solar
Fraction Seasonal Storage District Heating System – Five Years
of Operation. Energy Procedia. 2012. Vol. 30. Pp. 856–865.
[in English].DOI: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.11.097
23. Karasu H., Dincer I. Life cycle assessment of
integrated thermal energy storage systems in buildings: A case
study in Canada. Energy Build. 2020. Vol. 217. P. 109940.
[in English]. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.109940
24. Andersen P.D., Bødker L., Jensen M.V. Large
Thermal Energy Storage at Marstal District Heating. Proceedings
of the 18th International Conference on Soil Mechanics and
Geotechnical Engineering, Paris 2013. [Electronic resource].
URL: https://www.cfms-sols.org/sites/default/files/Actes/3351-
3354.pdf (Applying date: 26.07.2021). [in English].
25. 10,000 INSULATING LID SOLUTION FOR PTES,
DENMARK. [Electronic resource].
URL: https://www.aalborgcsp.com/projects/10000-insulating-lid-
solution-for-ptes-denmark/ [in English]. (Applying date: 26.07.2021)
26. Schmidt T., Müller-Steinhagen H. The Central Solar
Heating Plant with Aquifer Thermal Energy Store in Rostock -
Results after four years of operation. EuroSun 2004 – The 5th
ISES Europe Solar Conference. 20–23 June 2004. Freiburg.
Germany. 2004. [in English].
27. Vprovadzhennia avtonomnoho indyvidualnoho
opalennia v malykh mistakh Ukrainy yak optymalnyi sposib
vyrishennia problem u komunalnii sferi. Dosvid mista
Zhmerynka. [Introduction of autonomous individual heating in
small towns of Ukraine as an optimal way to solve problems in
the communal sphere. The experience of the city of Zhmerynka].
Nova Tema. 2007. No. 4. Pp. 37–39. [in Ukrainian].
28. Yak Nikopol. Marhanets ta Pokrov pozbulysia
tsentralizovanoho opalennia. [How Nikopol, Marhanets and
Pokrov got rid of district heating]. [Electronic resource].
URL: https://www.epravda.com.ua/publications/2017/11/16/631
216/ (Applying date: 26.07.2021). [in Ukrainian].
29. Korhutlova L.P., Fomenko O.S. Perspektyva rozvytku
skhemy teplopostachannia m. Kamianets-Podilskyi. [Prospects
for the development of the heat supply scheme in Kamyanets-
Podilsky]. Nova tema. 2011. No. 1. Pp. 28–31. [in Ukrainian].
30. Krut O.A., Bileсky V.S. Coal-water slurry fuel: current
status and prospects. [Vodovuhilne palyvo: stan problemy i
perspektyvy vykorystannia]. Visnyk of the National Academy of
Sciences of Ukraine. 2013. No. 8. Pp. 58–65. [in Ukrainian].
31. Decentralized heating in Ukraine: potential and ways
of implementation. [Detsentralizovane opalennia v Ukraini:
potentsial ta shliakhy vprovadzhennia]. [Electronic resource].
URL: https://www.minregion.gov.ua/wp-
content/uploads/2017/03/Detsentralizovane-opalennya.-Potentsial-
https://doi.org/10.36296/1819-8058.2019.2(57).70-78
https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.03.071
https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.05.058
https://doi.org/10.18086/swc.2017.06.09
https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.10.063
https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Globalcooperation/regulation_and_planning_of_district_heating_in_ denmark.pdf
https://ens.dk/sites/ens.dk/files/Globalcooperation/regulation_and_planning_of_district_heating_in_ denmark.pdf
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2008.04.012
https://doi.org/10.1016/j.egypro.2012.11.097
https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2020.109940
https://www.cfms-sols.org/sites/default/files/Actes/3351-3354.pdf
https://www.cfms-sols.org/sites/default/files/Actes/3351-3354.pdf
https://www.aalborgcsp.com/projects/10000-insulating-lid-solution-for-ptes-denmark/
https://www.aalborgcsp.com/projects/10000-insulating-lid-solution-for-ptes-denmark/
https://www.epravda.com.ua/publications/2017/11/16/631216/
https://www.epravda.com.ua/publications/2017/11/16/631216/
https://www.minregion.gov.ua/wp-content/uploads/2017/03/Detsentralizovane-opalennya.-Potentsial-ta-shlyahi-vprovadzhennya.pdf
https://www.minregion.gov.ua/wp-content/uploads/2017/03/Detsentralizovane-opalennya.-Potentsial-ta-shlyahi-vprovadzhennya.pdf
ISSN 1819-8058 (Print)
ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГЕТИКА ISSN 2664-8172 (Online)
Відновлювана енергетика. 2021. № 3 87
ta-shlyahi-vprovadzhennya.pdf (Applying date: 26.07.2021).
[in Ukrainian].
32. Oliinyk S. The transition to autonomous heating:
"thermal separatism" continues. [Perekhid na avtonomne
opalennia: “teplovyi separatyzm” tryvaie]. [Electronic resource].
URL: https://ua-energy.org/uk/posts/perekhid-na-avtonomne-
opalennia-teplovyi-separatyzm-tryvaie
(Applying date: 26.07.2021). [in Ukrainian].
33. The Future Homes Standard: changes to Part L and
Part F of the Building Regulations for new dwellings. [Electronic
resource]. URL: https://assets.publishing.service.gov.uk/government
/uploads/system/uploads/attachment_data/file/956094/Government_
response_to_Future_Homes_Standard_consultation.pdf (Applying
date: 26.07.2021). [in English].
34. Euro exchange rate as of June 24, 2021. [Kurs yevro
stanom na 24.06.2021]. [Electronic resource].
URL: https://index.minfin.com.ua/ua/exchange/archive/nbu/curr/202
1-06-24/ (Applying date: 26.07.2021). [in Ukrainian].
35. Renaldi R., Friedrich D. Techno-economic analysis of
a solar district heating system with seasonal thermal storage in the
UK. Appl. Energy. 2019. Vol. 236. Pp. 388–400.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.11.030 [in English].
36. Semple L., Carriveau R., Ting D.S.-K. A techno-
economic analysis of seasonal thermal energy storage for
greenhouse applications. Energy Build. 2017. Vol. 154.
Pp. 175–187. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.08.065
[in English].
37. Salvestroni M. et al. Design of a solar district heating
system with seasonal storage in Italy. Appl. Therm. Eng. 2021.
P. 117438. DOI : https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2021.
117438 [in English].
38. Spitler J. et al. Preliminary intermodel comparison of
ground heat exchanger simulation models Proceedings of 11th
International Conference on Thermal Energy Storage. Effstock
2009. Stockholm. Sweden. June 14–17. 2009. [Електронний
ресурс]. URL: https://hvac.okstate.edu/sites/default/files/pubs/pa
pers/2009/01-Spitler_et_al_2009.pdf (Applying date: 26.07.2021).
[in English].
39. Cui P. et al. Simulation Modelling and Design
Optimization of Vertical Ground Heat Exchanger-GEOSTAR
Program. Procedia Eng. 2015. Vol. 121. Pp. 906–914.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.09.048 [in English].
40. Epp B. Seasonal pit heat storage: Cost benchmark of
30 EUR/m3 [Electronic resource]. URL: https://www.solartherm
alworld.org/news/seasonal-pit-heat-storage-cost-benchmark-30-
eurm3. (Applying date: 26.07.2021). [in English].
41. Kubiński K., Szabłowski Ł. Dynamic model of solar
heating plant with seasonal thermal energy storage. Renew.
Energy. 2020. Vol. 145. Pp. 2025–2033.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.07.120 [in English].
42. Giraud L., Paulus C., Baviere R. Modeling of Solar
District Heating: A Comparison Between TRNSYS and
MODELICA. Proceedings of the EuroSun 2014 Conference.
Freiburg. Germany. International Solar Energy Society. 2015.
Pp. 1–11. DOI: https://doi.org/10.18086/eurosun.2014.19.06
[in English].
43. Task 45 Large Systems Seasonal Borehole Thermal
Energy Storage – Guidelines for design & construction. IEA-SHC
TECH SHEET 45.B.3.1 [Electronic resource].
URL: https://task45.iea-shc.org/data/sites/1/publications/IEA-
SHC-T45.B.3.1-TECH-Seasonal-storages-Borehole-
Guidelines.pdf (Applying date: 26.07.2021). [in English].
44. Task 55 Large Solar Heating & Cooling Systems
Seasonal pit heat storages – Guidelines for materials &
construction. [Electronic resource]. URL: https://task55.iea-
shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-SHC-T55-C-D.2-FACT-
SHEET-Guidelines-seasonal-storages.pdf (Applying date:
26.07.2021). [in English].
45. Quintana H.J., Kummert M. Optimized control strategies
for solar district heating systems. J. Build. Perform. Simul. 2015. Vol. 8.
No. 2. Pp. 79–96. DOI: https://doi.org/10.1080/19401493.2013.876448
[in English].
Стаття надійшла до редакції 11.08.21
Остаточна версія 21.09.21
https://www.minregion.gov.ua/wp-content/uploads/2017/03/Detsentralizovane-opalennya.-Potentsial-ta-shlyahi-vprovadzhennya.pdf
https://ua-energy.org/uk/posts/perekhid-na-avtonomne-opalennia-teplovyi-separatyzm-tryvaie
https://ua-energy.org/uk/posts/perekhid-na-avtonomne-opalennia-teplovyi-separatyzm-tryvaie
https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/956094/Government_response_to_Future_Homes_Standard_consultation.pdf
https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/956094/Government_response_to_Future_Homes_Standard_consultation.pdf
https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/956094/Government_response_to_Future_Homes_Standard_consultation.pdf
https://index.minfin.com.ua/ua/exchange/archive/nbu/curr/2021-06-24/
https://index.minfin.com.ua/ua/exchange/archive/nbu/curr/2021-06-24/
https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2018.11.030
https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.08.065
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2021.117438
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2021.117438
https://hvac.okstate.edu/sites/default/files/pubs/papers/2009/01-Spitler_et_al_2009.pdf
https://hvac.okstate.edu/sites/default/files/pubs/papers/2009/01-Spitler_et_al_2009.pdf
https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.09.048
https://www.solarthermalworld.org/news/seasonal-pit-heat-storage-cost-benchmark-30-eurm3
https://www.solarthermalworld.org/news/seasonal-pit-heat-storage-cost-benchmark-30-eurm3
https://www.solarthermalworld.org/news/seasonal-pit-heat-storage-cost-benchmark-30-eurm3
https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.07.120
https://doi.org/10.18086/eurosun.2014.19.06
https://task45.iea-shc.org/data/sites/1/publications/IEA-SHC-T45.B.3.1-TECH-Seasonal-storages-Borehole-Guidelines.pdf
https://task45.iea-shc.org/data/sites/1/publications/IEA-SHC-T45.B.3.1-TECH-Seasonal-storages-Borehole-Guidelines.pdf
https://task45.iea-shc.org/data/sites/1/publications/IEA-SHC-T45.B.3.1-TECH-Seasonal-storages-Borehole-Guidelines.pdf
https://task55.iea-shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-SHC-T55-C-D.2-FACT-SHEET-Guidelines-seasonal-storages.pdf
https://task55.iea-shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-SHC-T55-C-D.2-FACT-SHEET-Guidelines-seasonal-storages.pdf
https://task55.iea-shc.org/Data/Sites/1/publications/IEA-SHC-T55-C-D.2-FACT-SHEET-Guidelines-seasonal-storages.pdf
https://doi.org/10.1080/19401493.2013.876448
|
| id | veorgua-article-311 |
| institution | Vidnovluvana energetika |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:08:28Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | veorgua/bc/227d722842100c3f7a057a47a9bab1bc.pdf |
| spelling | veorgua-article-3112026-07-18T06:32:15Z ANALYSIS OF THE CONSIDERATIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF SEASONAL GEOTHERMAL ENERGY STORAGE USED IN SOLAR DISTRICT HEATING SYSTEMS АНАЛІЗ УМОВ ВПРОВАДЖЕННЯ СЕЗОННОГО ГЕОТЕРМАЛЬНОГО АКУМУЛЮВАННЯ В СИСТЕМАХ СОНЯЧНОГО ЦЕНТРАЛІЗОВАНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ Lysak, O. renewable energy, heating, seasonal storage, geothermal energy, central solar water heating відновлювана енергетика, опалення, сезонне акумулювання, геотермальна енергетика. The purpose of this article is to analyze the application of seasonal geothermal energy storage (SGES), also known as seasonal thermal energy storage (STES) or underground thermal energy storage (UTES), in solar district heating systems (SDHS). Such systems are designated in the article as SDHS-SGES, which store heat from solar collectors in hot months for space heating use when needed, including during winter months. The classification of SDHS-STES was made and the possible choice of a STES solution was analyzed. From the economical point of view, the best solution is the usage of pit thermal energy storage (PTES) systems. As for other options, they either cost more than PTES or they require some very special environment to install them. In order to show how much consumers could be supplied by SDHS-STES, there were shown some examples. With regard to the introduction of SDHS-STES, among the factors that contributed to their widespread use were: lower cost of solar collectors, high prices for fossil fuels, the exist of district heating systems, lowering the temperature regime in district heating. However, in Ukraine, at present, the implementation of SDHS-STES can be significantly complicated due to the large number of district heating (DH) systems in a very neglected state. Since SDHS-SGES is a relatively new type of DH systems, the cost of heat from them is not yet an established value, as well as the cost of the systems themselves. Due to constant improvement, development of new solutions and increasing experience in the implementation of new systems, the cost of such system has been constantly decreasing over the past decades. Therefore, the work considers the current state of research on what are the directions for reducing the cost of SDHS-SGES and what conditions are necessary for the implementation of SDHS-SGES. As shown by the conducted economic analysis, with an increase in volume, the cost of the thermal energy storage significantly decreases, which makes it possible to justify the use of DH systems in the case of a high density of heat consumption. Ref. 45, table. 1, fig. 2. Метою статті є аналіз застосування сезонного геотермального акумулювання (СГА) у системах сонячного централізованого теплопостачання (ССЦТ). Такі системи, що акумулюють теплоту, вироблену за рахунок сонячної енергії в теплий період року, з подальшим використанням акумульованої теплоти в холодний період року для забезпечення потреб теплопостачання, буде позначено в статті як ССЦТ-СГА. Було виконано класифікацію ССЦТ-СГА та проаналізовано вибір СГА. Найоптимальнішим варіантом вважається акумулювання з використанням «штучних озер». Щодо інших варіантів, то вони переважно є дорожчими за вказане рішення. Що стосується впровадження ССЦТ-СГА, то серед факторів, які сприяли їх широкому розповсюдженню, були: зниження вартості сонячних колекторів, висока ціна на корисні копалини, наявність розгалужених систем теплопостачання, зниження температурного графіку в теплових мережах. Проте в умовах України впровадження ССЦТ-СГА наразі може бути значно ускладненим через значну кількість систем централізованого теплопостачання (ЦТ), що перебувають у вкрай занедбаному стані. ССЦТ-СГА є порівняно новим видом систем ЦТ, вартість теплоти від них ще не є усталеною величиною, як і вартість самих систем. За рахунок постійного удосконалення, напрацювання нових технічних рішень та збільшення досвіду впровадження нових систем кінцева вартість теплопостачання від них постійно зменшувалась протягом минулих десятиліть. Тому в роботі розглянуто поточний стан досліджень щодо зменшення вартості ССЦТ-СГА та необхідні умови для ефективного впровадження ССЦТ-СГА. Як показав проведений економічний аналіз, зі збільшенням об’єму значно знижується вартість акумулятора, що дозволяє обґрунтувати його використання в ЦТ у разі високої щільності споживання теплоти. Бібл. 45, табл. 1, рис. 2. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2021-09-30 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/311 10.36296/1819-8058.2021.3(66).72-87 Vidnovluvana energetika ; No. 3(66) (2021): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 72-87 Возобновляемая энергетика; ##issue.no## 3(66) (2021): Scientific and Applied Journal Vidnovluvana energetika; 72-87 Відновлювана енергетика; № 3(66) (2021): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 72-87 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2021.3(66) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/311/232 Copyright (c) 2021 O. Lysak https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | renewable energy heating seasonal storage geothermal energy central solar water heating Lysak, O. ANALYSIS OF THE CONSIDERATIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF SEASONAL GEOTHERMAL ENERGY STORAGE USED IN SOLAR DISTRICT HEATING SYSTEMS |
| title | ANALYSIS OF THE CONSIDERATIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF SEASONAL GEOTHERMAL ENERGY STORAGE USED IN SOLAR DISTRICT HEATING SYSTEMS |
| title_alt | АНАЛІЗ УМОВ ВПРОВАДЖЕННЯ СЕЗОННОГО ГЕОТЕРМАЛЬНОГО АКУМУЛЮВАННЯ В СИСТЕМАХ СОНЯЧНОГО ЦЕНТРАЛІЗОВАНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ |
| title_full | ANALYSIS OF THE CONSIDERATIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF SEASONAL GEOTHERMAL ENERGY STORAGE USED IN SOLAR DISTRICT HEATING SYSTEMS |
| title_fullStr | ANALYSIS OF THE CONSIDERATIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF SEASONAL GEOTHERMAL ENERGY STORAGE USED IN SOLAR DISTRICT HEATING SYSTEMS |
| title_full_unstemmed | ANALYSIS OF THE CONSIDERATIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF SEASONAL GEOTHERMAL ENERGY STORAGE USED IN SOLAR DISTRICT HEATING SYSTEMS |
| title_short | ANALYSIS OF THE CONSIDERATIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF SEASONAL GEOTHERMAL ENERGY STORAGE USED IN SOLAR DISTRICT HEATING SYSTEMS |
| title_sort | analysis of the considerations for the implementation of seasonal geothermal energy storage used in solar district heating systems |
| topic | renewable energy heating seasonal storage geothermal energy central solar water heating |
| topic_facet | renewable energy heating seasonal storage geothermal energy central solar water heating відновлювана енергетика опалення сезонне акумулювання геотермальна енергетика. |
| url | https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/311 |
| work_keys_str_mv | AT lysako analysisoftheconsiderationsfortheimplementationofseasonalgeothermalenergystorageusedinsolardistrictheatingsystems AT lysako analízumovvprovadžennâsezonnogogeotermalʹnogoakumulûvannâvsistemahsonâčnogocentralízovanogoteplopostačannâ |