Fysiske begrænsninger, maksimal produktion og arealspecifikt kapacitetskrav.

Transkript

1 Bilag 1 Fysiske begrænsninger, maksimal produktion og arealspecifikt kapacitetskrav. Beregningerne i følgende undersøgelse tager udgangspunkt i forskellige antaget bygningsstørrelser. Undersøgelsen har til formål at undersøge, hvorledes det er muligt at opfylde energibehovene på bygningerne eller matriklen. Følgende antagelser er gjort i forbindelse med arbejdet: Det antages at tæt lav bebyggelse har kvadratisk grundplan (Minimeret overflade. Minimeret varmetab og solindfald. Areal for solceller og solfangere minimeret.) Etageboliger er 20 m brede og er på 4 etager med 8 lejligheder af 120 m 2. Erhvervsbyggeri er 20 m brede og 4 etager med en samlet størrelse på 2000 m 2. Det antages at hustagene er orienteret optimalt mod solen med 25 o hældning (optimal vinkel er dog ca. 38 o ). Det antages at det tilladt at lægge jordslanger i hele det ikke bebyggede areal af matriklen. Der ses hermed bort fra evt. tilbygninger, flisearealer, parkeringsareal, etc. Solceller og solfangere placeres kun på taget og siderne af bygninger (såfremt dette er nødvendigt). Der kan også lægges jordslanger i sportsarealet ved skolen ved beregning af maksimalproduktionen for varmepumper De forskellige bygninger: De fiktive bygningers dimensioner er opstillet på baggrund af de i forudsætningsgrundlaget angivne enheder (se afsnit 4 i hovedrapporten). De endelige bygninger i Vinge kan ikke forventes at stemme med de nedenfor listede, men energibehovet for bygningerne antages uafhængigt af bygningsdesignet og skalerbart med bygningsstørrelsen. Størrelsen af de endelige bygninger, og dermed også arealet til energiproduktion, vil afhænge af bygningsdesigne. Nedenstående bygningsdimensioner er forsimplede, men benyttet for at undersøge hvorledes det er muligt at producere tilstrækkeligt med energi på bygningerne eller den omkringliggende matrikel. Der regnes på følgende enheder: Tæt lav bebyggelse (1-plans): Gennemsnitsstørrelse: 150 m 2 Gennemsnits matrikelstørrelse: 500 m 2 Etagehøjde: 2,7 m Tæt lav bebyggelse (2-plans):

2 Gennemsnitsstørrelse: 150 m 2 Gennemsnits matrikelstørrelse: 500 m 2 Etageboligblok: Bebyggelsesprocent: 150 Etager: 4 Lejligheder pr. etage: 8 Gennemsnitsstørrelse: 120 m 2 pr. bolig. Samlet størrelse 3840 m 2. Kontorerhverv: Bebyggelsesprocent: 400 (fuldt udbygget grund) Gennemsnitstørrelse: 2000 m 2 Etager: 4 Skoler: Gennemsnitsstørrelse: 3500 m 2 Matrikelstørrelse: 7000 m 2 Sportsplads: m 2 Etagehøjde: 3,0 m Institutioner: Gennemsnitsstørrelse: 1500 m 2 Matrikelstørrelse: 3000 m 2 Etagehøjde: 3,0 m Etagebyggerierne er skaleret op for at undersøge forsyningsformen for et samlet byggeri. Energiforbruget for én etagebolig nævnt i forudsætningsgrundlaget (se afsnit 4 i hovedrapporten) er dog stadig det samme. De opstillede bygninger vil som nævnt indikere hvor store arealer der er til rådighed for energiproduktion. Arealerne inkluderer tage, bygningssider og evt. tilknyttet have eller lignende. Arealerne ses i nedenstående tabel. Arealer til rådighed Tag - 25 o taghældning Plads til jordslanger Bygningsside (Én bygningsside - største) [m 2 ] [m 2 ] [m 2 ] Tæt lav bebyggelse (1-plans) Tæt lav bebyggelse (2-plans) Etageboligblok Erhvervsbyggeri Skole+sportsplads Institution Arealerne hvor energi produktion er mulig i de opstillede scenarier.

3 Den mulige maksimale produktion Den maksimale produktion der er mulig på bygningen og den omkringliggende matrikel er undersøgt. Sammenlignes dette med energibehovet, indikeres hvor stor en del af bygningens energiproduktionspotentiale der skal benyttes. Samtidig er det muligt at vurdere muligheden for mer-produktion af energi i de forskellige scenarier. Muligheden for mer-produktion angiver i hvor høj en grad bygningerne kan benyttes som energi centre, hvor nogle bygninger producerer varme og strøm til andre bygninger. Såfremt energi centre benyttes til at forsyne ikke energiproducerende bygninger er forsyningsformen ikke længere decentral. Den maksimale årlige produktion er vist i følgende tabel: Mulig årlig maksimal produktion Solceller - Varmepumpe - Solfangere - 25 o taghældning - Solfangere - 25 o taghældning - 25 o taghældning Væske/vand - jordslanger Varmt brugsvand. Rumopvarm. & varmt brugsvand. [kwh] [kwh] [kwh] [kwh] Tæt lav bebyggelse (1-plans) Tæt lav bebyggelse (2-plans) Etageboligblok Erhvervsbyggeri Skole+sportsplads Institution Der er ved beregningen af den maksimale årlige produktion, ikke benyttet udnyttelsesgrader 1 men blot set på ekstremtilfældet hvor 100 % af arealerne kan benyttes til solceller og jordslanger. Den mulige maksimale produktion via luft/vand varmepumper er ikke undersøgt, da det er antaget at luft/vand varmepumper kun optager begrænset plads. Solcellerne og solfangerne (begge antaget vinklet 25 o i forhold til vandret) benytter samme arealer. Ovenstående maksimale produktion for varmeaftagende teknologier er under antagelse af at den producerede varme kan aftages. Den mulige produktion via solceller placeret på bygningssider er ikke undersøgt da pladsen på taget (igennem simuleringerne) har vist sig at være tilstrækkelig. Solceller placeret på taget er at foretrække frem for solceller på bygningssider, da produktionen af solceller placeret på taget er højere, den arkitektoniske frihed bliver større, solcellerne i mindre grad er udsat for skygge, etc. Da bygningsstørrelserne kendes, kan det samlede energibehov bestemmes. Bygningers energibehov bliver (ud fra energibehov i forudsætningsnotatet): 1 Angiver hvor stor en procentdel af det tilgængelige areal der kan opsættes solceller/solfangere på.

4 TOTALT årligt energibehov pr. enhed Varme El Rumvarme Varmt Brugsvand Tekniske Installationer Apparater/Appliances [kwh] [kwh] [kwh] [kwh] Tæt lav bebyggelse (1-plans) 2250,0 2250,0 750,0 3750,0 Tæt lav bebyggelse (2-plans) 2250,0 2250,0 750,0 3750,0 Etageboligblok 57600, , , ,0 Erhvervsbyggeri 30000, , , ,0 Skoler 52500, , , ,0 Institutioner 22500,0 7500, , ,0 Konklusionen på ovenstående beregninger er at det er muligt at forsyne bygningen med varme og el produceret på bygningen eller den omkringliggende matrikel. Altså er en decentral energiforsyning mulig. I følgende tabel er angivet hvor mange procent det årlige totale energibehov udgør ud af den mulige maksimale produktion. Procentvis angivelse af hvor meget energibehovet udgør ud af maksimal produktion. Solceller - Varmepumpe - Solfangere - 25 o taghældning - Solfangere - 25 o taghældning - 25 o taghældning Væske/vand - jordslanger Varmt brugsvand. Rumopvarm. & varmt brugsvand. [%] [%] [%] [%] Tæt lav bebyggelse (1-plans) Tæt lav bebyggelse (2-plans) Etageboligblok Erhvervsbyggeri Skole+sportsplads Institution (Der er ikke taget højde for evt. energiforbrug til varmepumper og solfangere med hensyn til solceller. Varmepumperne dækker det fulde varme brugsvandsforbrug og rumopvarmning. Solfangerne dækker blot det angivne varmebehov.) Det ses altså at det er muligt at opstille energi centre da energibehovet for den enkelte bygning ikke overstiger den maksimale produktion. Energiproducerende teknologiers arealbehov pr. etageareal. Energibehovene er i forudsætningsgrundlaget opgivet pr. m 2 etage. Dermed er det muligt at opstille arealbehov for de forskellige teknologier pr. m 2 etageareal for de forskellige bygninger og forsyningsmuligheder. Følgende størrelser af solcellepaneler er nødvendig pr. etage m 2 for at imødekommet elforbruget til tekniske installationer og apparater (uden varmepumpe installeret):

5 Produktion EL - Behov bygning Solceller - Fladt tag Solceller Bygningsside - SYDvendt flade Solceller - 25o taghældning - SYDvendt flade Solceller - 40o taghældning - SYDvendt flade Solceller installeres ikke flat, men ved en anbefalet vinkel på 15o Ingen skygger er indregnet. Solcellerne er antaget opstillet som én flade eller celler der ikke skyger for hinanden. Solcellerne er antaget opstillet som én flade eller celler der ikke skyger for hinanden. [m2] celler pr. m2 bygningsareal [m2] celler pr. m2 bygningsareal [m2] celler pr. m2 bygningsareal [m2] celler pr. m2 bygningsareal Generelt 0,2098 0,2655 0,183 0,1796 Arealerne i ovenstående tabel er generelt gældende da det samlede elforbrug til tekniske installationer og apparater pr. m 2 er det samme uafhængigt af bygningstype. Såfremt det antages at en varmepumpe producerer varmen, øges det nødvendige solcelleareal pr. etageareal: Produktion EL - m. VP m. Jordslanger Solceller - Fladt tag Solceller Bygningsside - SYDvendt flade Solceller - 25o taghældning - SYDvendt flade Solceller - 40o taghældning - SYDvendt flade Solceller installeres ikke flat, men Solcellerne er antaget opstillet som én flade Solcellerne er antaget opstillet som én flade ved en anbefalet vinkel på 15o Ingen skygger er indregnet. eller celler der ikke skyger for hinanden. eller celler der ikke skyger for hinanden. [m2] celler pr. m2 bygningsareal [m2] celler pr. m2 bygningsareal [m2] celler pr. m2 bygningsareal [m2] celler pr. m2 bygningsareal Beboelse 0,2622 0,3319 0,229 0,2246 Andet byggeri 0,2448 0,3097 0,213 0,2096 Her er arealbehovet delt op i beboelse og andet byggeri grundet forskel i varmeforbruget og dermed energiforbruget i varmepumpen. Ovenstående viser minimum og maksimum nødvendigt solcelleareal pr. etageareal. Såfremt også solfangere benyttes i et scenarie, vil det nødvendige solcelle-areal pr. etageareal mindskes og arealbehovet for solceller vil ligge imellem ovenstående minimum og maksimum pr. etageareal.