Doktorn får energi från backen
Habibollah Sadeghi har hittat lösningen som både håller byggnaden uppe och ger den geotermisk energi. I stället för energibrunnar används själva pålarna för att hämta värme eller kyla från marken. Nu kan han berätta om goda resultat för de första energipålarna som faktiskt har slagits ner i marken.
– Vi byggde riktiga energipålar med de nya pålskarvarna, berättar Habibollah Sadeghi.
Det han har uppfunnit är själva skarven som gör det möjligt att sätta ihop färdiggjorda element till långa pålar, som sedan kan slås ner i marken – ungefär som när man bygger med Lego.
– När skarvarna används i konstruktion måste de klara alla strukturella tester. Dessutom görs tester för att säkerställa att de är vattentäta. Om vattnet som transporterar värmen från marken upp till värmepumpen i byggnaden skulle läcka ut, går det inte att åtgärda läckan i efterhand.
– Därför är testerna mycket strikta, betonar Habibollah Sadeghi.
Efter att skarvarna testats och CE-certifierats tillverkade fabriken två pålar, som sedan slogs ner i marken vid NTNU i Dragvoll, Trondheim.
– Det gjordes på en plats där det är 15 meter ner till berggrunden. De 15 metrarna består av kvicklera, förklarar han.
Vi valde en realistisk last, så att forskningen är verklighetsförankrad och kan användas i framtida byggprojekt.
– Denna typ av pålfundamentering används mycket i Norge. Varje år används cirka 150 000 meter slagna pålar. Det innebär att potentialen för att använda dem till energiutvinning är stor, bara i Norge. Tanken är att på alla platser där vi ändå vill använda slagna pålar, kan vi också använda slingor inuti dem för att utvinna energi, säger Habibollah Sadeghi.
Han berättar att branschen har varit orolig för att rören, som transporterar varmare eller kallare vatten, skulle kunna skapa instabilitet i kvickleran.
– Tester visar att det är säkert. Vi värmer inte upp pålarna mer än 20 grader, och vi kyler dem inte under en grad. Den första grundläggande principen är att de aldrig får frysa. Den andra är att vi använder lågtemperaturlagring, så att temperaturen aldrig överstiger 20–30 grader. Detta ligger inom det normala för kvicklera, förklarar han.
I Trondheim har forskarna slagit ner två energipålar för att testa och experimentera. Den ena används som värmekälla, den andra som värmesänka. Den ena värms upp till 20 grader, den andra kyls ner till en plusgrad. Den genomsnittliga marktemperaturen i Trondheim ligger runt sju grader.
Inuti pålarna finns sensorer och instrument för att kontrollera allt från temperatur och deformation till portrycket i marken.
Systemet är uppbyggt med en påle som leder värme till en helt vanlig, kommersiell bergvärmepump.
Nu har Habibollah Sadeghi försvarat sin doktorsavhandling om energipålarna, och resultaten har börjat publiceras i olika vetenskapliga tidskrifter.
– Resultaten visar en verkningsgrad, COP, på mellan 4 och 5, berättar han.
Systemet är uppbyggt med en påle som leder värme till en helt vanlig, kommersiell bergvärmepump. En av de två pålarna står under ett tryck på 112 ton, vilket motsvarar en fyravåningsbyggnad.
DEP-skarven
- Driven Energy Pile foundation joints är en skarv för prefabricerade betongpålar som gör det möjligt att utvinna geotermisk energi från byggnadens fundament.
- Enligt NTNU kan de täcka upp till 70 procent av byggnadens grundläggande behov av uppvärmning och kylning.
– Vi valde en realistisk last, så att forskningen är verklighetsförankrad och kan användas i framtida byggprojekt, säger Habibollah Sadeghi.
Efter att han lämnat in sin doktorsavhandling har han flyttat till Oslo och börjat arbeta som projektingenjör vid NGI, Norges geotekniska institut. NTNU Technology Transfer, som hanterar uppfinningar från anställda vid NTNU, arbetar vidare med att implementera energipålarna i praktiken.
– Vi förhandlar nu med flera projekt om att använda dem, berättar han. Ett av projekten är NTNUs arbete med att samla campus på ett och samma ställe. Dessutom pågår diskussioner med både kontors- och bostadsprojekt i Oslo.
Nu har patentansökningar för pålskarvarna skickats in både i Europa och USA, och uppfinnaren för samtal med potentiella användare i Storbritannien och Danmark.
– Det här är en produkt som kan användas över hela världen, fastslår han.
Georg Mathisen
